陽子の質量 – 単位と特性

陽子質量

陽子の質量は、水素原子の質量と同じです。電子1個と陽子1個で水素原子を構成しています。電子の質量は重要ではないと考えられているため、水素原子の質量は陽子の質量に等しいと主張することができます。陽子の質量は電子の 1840 倍です。

人体を形成する粒子をより小さなビットに分割すると、すべてのステップで、特に質量に関して、全体が個々の部分の合計に等しいことがわかります。あなたの体が個々の脂肪、骨、臓器に分解されると、それらが組み合わさって人間全体になります.それらがさらに細胞に分解された場合、それらの細胞は結合してあなたと同じ質量になります.細胞はオルガネラに分解できます。オルガネラは個々の分子に分割でき、さらに原子に分解できます。これらの原子は、さらに陽子、電子、および中性子に分けることができます。

炭素原子は 6 個の中性子と 6 個の陽子で構成されており、それを構成する個々の粒子よりも約 0.8% 軽いです。炭素が形成される方法は、水素がヘリウムに、ヘリウムが炭素に核融合することです。このプロセスで放出されたエネルギーは、赤色巨星と通常の段階の両方で、ほとんどのタイプの星に燃料を供給します。アインシュタインの式 E =mc によれば、このエネルギーは実際には失われた質量から生じたものです。

陽子とは?

陽子とは何かという疑問がある場合、陽子の定義は、大きさが電子電荷単位に相当する正電荷と 1.67263 ×10 kg に等しい静止質量を持つ原子未満の実体であるということです。陽子は、中性子とともに、単一の陽子を持つ水素原子核を除くすべての原子核を形成します。同じ数の陽子が特定の元素のすべての核に存在し、原子番号と周期表での位置を定義します。原子核内の陽子数がその周りを周回する電子数と等しい場合、原子は電気的に中性であると考えられます。

陽子の発見

陽子の発見は、原子構造の最も初期の調査が歴史に戻ったときに行われました。ウィルヘルム ウィーンと J.J.トムソンは、水素原子に等しい質量を持つ正の粒子を特定しました。窒素からの水素原子核の放出は、1919 年にアーネスト ラザフォードによってアルファ粒子の衝撃で示されました。彼は 1920 年までに水素を素粒子として受け入れ、陽子と名付けました。

素粒子グループ内の陽子の性質の構造的理解は、20 世紀後半の素粒子物理学研究によって洗練されました。陽子と中性子はより小さな粒子で構成されていることが示されました。それらは、クォークと呼ばれる 3 つの基本的な物質単位で構成される粒子を指すバリオンとして分類されます。

粒子加速器では、イオン化された水素から形成された陽子に高速が与えられます。これらは、発射体の形で核反応を研究および生成するために一般的に使用されます。一次宇宙線には主に陽子が含まれています。これらはまた、いくつかの人工核反応の主な生成物でもあります。

陽子の質量の定義

陽子の質量は、結合しているグルオンと現在のクォークの質量の合計です。次と等しい:

mp =1.672621898(21)×10

陽子の質量は電子の質量よりも大きい.

他のユニットの陽子の質量

陽子の質量は、kg 単位の陽子の質量、陽子質量 AMU、陽子質量 MeV など、さまざまな他の単位で表すことができます。以下は、陽子質量の値とそれに対応する単位を示す表です。

陽子の発見

1886 年、ゴールドスタインは、正の粒子の質量に対する電荷の比率が、放電管内に存在するガスの種類に依存することを発見しました。これは、異なるガスの場合、電荷質量比が異な​​ることを示しています。彼はまた、放電管で使用される水素ガスの質量に対する正の光線電荷の比率が最も高いことも観察しました。これの主な理由は、水素原子が最も軽く、質量が最小であることです。したがって、そのe / m比は最高です。陽線を放出する放電管内の粒子は陽子と呼ばれ、水素原子から電子が取り除かれたときに生成されます。

水素原子または H → e– (電子) + H+ (陽子)

したがって、プロトンは水素イオン (H+) です。

陽子の性質

粒子陽子は正に帯電しており、次のような物理的特性を持っています:

陽子質量: 陽子の質量は水素原子の質量と同じです。水素原子には陽子が 1 個と電子が 1 個あります。電子の質量は無視できることが知られているため、水素原子の質量は陽子の質量に等しいと言えます。陽子の質量は、電子の質量の 1840 倍です。

陽子の質量 =1.676 × 10

=1.676 × 10

=1.6726219 × 10

陽子電荷: 陽子の電荷は、電子の電荷と等しく、反対です。したがって、正の単位電荷を持っています。陽子の電荷は +1.602 × 10-19 クーロンに等しい.

陽子の電荷

陽子は +1 の基本電荷単位を持ち、一次正電荷を持っているため、記号 +e で指定されます。追加の一般的な値をここに示します:

陽子はどこにありますか?

原子は原子核に陽子を持っています。最小の原子は水素で、その原子核に 1 つの陽子があります。陽子と中性子はどちらも、より重い原子の原子核で見つけることができます。原子番号 Z は、原子が持つ陽子の数によって決まります。ヘリウムの原子核には 2 つの陽子があるため、Z =2 です。

追加の陽子特性

チャージ半径

陽子の電荷半径は、陽子の電荷が原子核の中心からどれだけ離れているかを測定したものです。その結果、本質的に核のサイズに結び付けられます。それを経験的に測定するために、次の 2 つの手法が使用されます。

• 電子の散乱
• 分光分析

陽子の半径の最近の分光測定では、水素電子は、電子と同じであるがはるかに重いミューオンに置き換えられました。ミューオン実験と受け入れられた値との間に不一致があったため、新しい物理学またはより正確な測定が必要であるという仮説が立てられました。測定精度の最近の発展により、現在受け入れられている陽子の電荷半径の値が得られました:

陽子の質量の計算方法

陽子の質量は 3 つの方法で計算できます。これらの方法はすべて、粒子の原子質量を決定するために異なるアプローチを採用しています。以下に 3 つの方法を示します。

理論からの計算: この方法では、相対性理論と量子論を使用して陽子の質量を導き出します。陽子の内部構造には、グルーオンまたは引力によってまとめられた 3 つのクォークまたは力があります。単純な基準によれば、各クォークには陽子質量の約 1/3 が与えられました。しかし、実際には、原始の質量の 95 ～ 98%

n はクォークの質量を構成しません。むしろ、陽子質量のほとんどは、クォーク間の相互作用エネルギーに由来します。このフレーズは、E =mc を思い出すことで最もよく理解できます

原子のモル質量: 水素原子 1 モルは 6.022e に等しい。 1 ペアが 2 に等しく、1 ダースが 12 に等しいように、それを尺度として想像してみてください。与えられた水素原子の 1 モルの原子の重さは 1.0079 ですが、その陽子の各モルの重さは 1.0079 g です。

さらに、プロトンの重量は 1.0079 g に等しく、1 モルは 6.022e に等しいことがわかっています。プロトンの重量をモル数で割ると、つまり (1.0079/ 6.022e)、プロトンが得られます。質量 1.6737e g.

注: 原子の陽子電荷は、電子によってバランスが取れています。また、この実験は周期表のどの元素でも行うことができます。

電荷/質量と電子の比較: この方法では、標準化された電場または磁場に入ったときの原子の曲がりが測定されます。さらに、曲げの大きさは、電子の質量と比較することで、陽子の質量を示します。

実験の概念は、動くボールの運動の誘導と同じであることに注意することが重要です。さらに、一定の機械力は、すべての場合において、重い陽子の定義を直線運動からわずかに偏向させます。一方、電子の小さなボールはさらに大きく偏向します。

陽子質量に関する質問を解決

質問。陽子の原子の質量は?

答え。ここで正しい選択肢は C です。選択肢 D と B はそれぞれ電子と中性子の原子質量であり、最初の選択肢 (A) は原子単位の原子質量であるためです。

結論

上記の議論が、陽子質量のトピックに関する疑問のほとんどを解消し、概念の基本的な知識を広げるのに役立つことを願っています.このトピックに関する数値問題を解決して、このトピックに関する知識の領域をさらに広げることができます。

よくある質問 (FAQ)

1.電子には質量がありますか?

陽子や中性子の質量と比較すると、電子は質量がないと考えられています。その質量はほとんど無視できます。また、原子の質量数を計算する際に、電子の質量は考慮しません。

2.陽子の内部はどのように見えますか?

すべての原子核には、グルオンによって結合された 3 つのクォークからなる陽子があります。

3.電子、陽子、中性子とは?

すべての原子には、電子、中性子、陽子の 3 つの小さな部分があります。中性子と陽子は、原子の中心にある原子核にあり、その周りに電子があります。陽子は正に帯電した粒子ですが、電子は負に帯電しています。