質(zhì)子
1.含義
質(zhì)子(proton)是一種帶 1.6 × 10-19 庫侖(C)正電荷的亞原子粒子,直徑約 1.6 to 1.7×10−15 m [1],質(zhì)量是938百萬電子伏特/c²(MeV/c²),即1.6726231 × 10-27 kg,大約是電子質(zhì)量的1836.5倍。質(zhì)子屬于重子類,由兩個上夸克和一個下夸克通過膠子在強相互作用下構(gòu)成。
原子核中質(zhì)子數(shù)目決定其化學(xué)性質(zhì)和它屬于何種化學(xué)元素。氫原子最常見的同位素1H的原子核由一個質(zhì)子構(gòu)成。其它原子的原子核則由質(zhì)子和中子在強相互作用下構(gòu)成。2.穩(wěn)態(tài)
至今為止質(zhì)子被認為是一種穩(wěn)定的、不衰變的粒子。但也有理論認為質(zhì)子可能衰變,只不過其壽命非常長。到今天為止物理學(xué)家沒有能夠獲得任何可能理解為質(zhì)子衰變的實驗數(shù)據(jù)。
水中的氫離子絕大多數(shù)都是水合質(zhì)子。質(zhì)子在化學(xué)和生物化學(xué)中起非常大的作用。根據(jù)酸堿質(zhì)子理論,可以在水溶液中提供質(zhì)子的物質(zhì)一般被稱為酸,可以在水溶液中吸收質(zhì)子的物質(zhì)一般被稱為堿。
然而,質(zhì)子是通過中子的過程中電子捕獲。這一過程不會自發(fā)發(fā)生,但只有當能源供應(yīng)。其計算公式:
于此
p 是一個質(zhì)子,
e 是一個電子,
n 是一個中子,而且
νe 是一個電子中微子
這個過程是可逆的:中子可轉(zhuǎn)換回質(zhì)子通過β-衰變,共同形成放射性衰變。事實上,在一個自由中子衰變這樣一個平均壽命約15分鐘。
.3.歷史
·盧瑟福被公認為質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)人。1918年他任卡文迪許實驗室主任時,用α粒子轟擊氮原子核,注意到在使用α粒子轟擊氮氣時他的閃光探測器紀錄到氫核的跡象。盧瑟福認識到這些氫核唯一可能的來源是氮原子,因此氮原子必須含有氫核。他因此建議原子序數(shù)為1的氫原子核是一個基本粒子。在此之前尤金·戈爾德斯坦(Eugene Goldstein)就已經(jīng)注意到陽極射線是由正離子組成的。但他沒有能夠分析這些離子的成分。盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子以后,又預(yù)言了不帶電的中子存在。
今時今日,以粒子物理學(xué)的標準模型理論為基礎(chǔ)而論,因為質(zhì)子是復(fù)合粒子,所以不再被編入基本粒子的家族中。4.應(yīng)用
物理中質(zhì)子常被用來在加速器中加速到近光速后用來與其它粒子碰撞。這樣的試驗為研究原子核結(jié)構(gòu)提供了極其重要的數(shù)據(jù)。慢速的質(zhì)子也可能被原子核吸收用來制造人造同位素或人造元素。核磁共振技術(shù)使用質(zhì)子的自旋來測試分子的結(jié)構(gòu)。5.反質(zhì)子
質(zhì)子的反粒子是反質(zhì)子,反質(zhì)子是1955年埃米利奧·塞格雷(Emilio Gino Segrè)和歐文·張伯倫(Owen Chamberlain)發(fā)現(xiàn)的,兩人為此獲得了1959年的諾貝爾物理學(xué)獎。6.自然科學(xué)中的含義
質(zhì)子是一種帶 1.6 × 10-19 庫侖(C)正電荷的亞原子粒子,直徑約 1.6 to 1.7×10^15 m ,質(zhì)量是938百萬電子伏特/c2(MeV/c2),即1.6726231 × 10-27 kg,大約是電子質(zhì)量的1836.5倍。質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的一種重子,是原子核內(nèi)部的核子之一,由兩個上夸克和一個下夸克通過膠子在強相互作用下構(gòu)成。原子核中質(zhì)子數(shù)目決定其化學(xué)性質(zhì)和它屬于何種化學(xué)元素。氫原子最常見的同位素1H的原子核由一個質(zhì)子構(gòu)成。其它原子的原子核則由質(zhì)子和中子在強相互作用下構(gòu)成。7.基本信息
〖符號〗 p,H+
〖發(fā)現(xiàn)時間〗 1919年
〖發(fā)現(xiàn)者〗 歐內(nèi)斯特·盧瑟福8.基本性質(zhì)
〖相對質(zhì)量〗 1.007
〖電荷〗 +1 元電荷(+ 1.60217733 × 10^-19 庫侖)
〖粒子自旋〗 1/2
〖粒子磁矩〗 2.7928 單位核磁子
〖作用力〗 引力、電磁力、弱核力、強核力
〖半衰期〗 最短為 1035 年(可視為穩(wěn)定)
〖組成〗兩個上夸克、一個下夸克9.質(zhì)子各國的讀法
英文: proton ;
日文:陽子 ;
朝鮮文:양성자 ;
泰文:โปรตอน;
希伯來語:פרוטון ;
俄語:"Протон" ;
克羅地亞語:Proton。10.關(guān)于中子態(tài)的形成
在巨大的氣壓下,處于超固態(tài)的物質(zhì),使原來已經(jīng)擁擠得緊緊的原子核和電子不能再緊了,這時候原子核只好被迫解散,從里面釋放出質(zhì)子與中子。從原子核里放出的質(zhì)子,在極大壓力下會與電子結(jié)合為中子。這樣,物質(zhì)的構(gòu)造就發(fā)生了根本性的變化,原來由原子核和電子構(gòu)造的物質(zhì),現(xiàn)在都變成了中子。這樣的狀態(tài),就叫做“中子態(tài)”。11.質(zhì)子是如何被發(fā)現(xiàn)的?
質(zhì)子是1919年盧瑟福任卡文迪許實驗室主任時,用α粒子轟擊氮原子核后射出的粒子,命名為proton,這個單詞是由希臘文中的“第一”演化而來的。歐內(nèi)斯特·盧瑟福被公認為質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)人。1918年他注意到在使用α粒子轟擊氮氣時他的閃爍探測器紀錄到氫核的跡象。盧瑟福認識到這些氫核唯一可能的來源是氮原子,因此氮原子必須含有氫核。他因此建議原子序數(shù)為1的氫原子核是一個基本粒子。在此之前尤金·戈爾德斯坦(Eugene Goldstein)就已經(jīng)注意到陽極射線是由正離子組成的,但他沒有能夠分析這些離子的成分。
原子核中所含質(zhì)子數(shù)等于該元素的原子序數(shù)。氫原子最常見的同位素的原子核由一個質(zhì)子構(gòu)成。其它原子的原子核則由質(zhì)子和中子在強相互作用下構(gòu)成。在水中被溶解的氫離子實際上就是質(zhì)子。質(zhì)子在化學(xué)和生物化學(xué)中起非常大的作用??梢栽谒芤褐刑峁┵|(zhì)子的物質(zhì)一般被稱為酸,可以在水溶液中吸收質(zhì)子的物質(zhì)一般被稱為堿。
質(zhì)子靜止質(zhì)量938MeV,是電子的1836倍。帶有+1元電荷(約1.60×10^-19 C),量值與電子電荷絕對值相同。質(zhì)子是穩(wěn)定粒子,平均壽命大于1032年。高能電子、μ子或中微子轟擊質(zhì)子的散射實驗表明質(zhì)子的電荷和磁矩有一定的空間分布,因此質(zhì)子不是點粒子,而具有一定的結(jié)構(gòu)。目前認為質(zhì)子是由所謂夸克的基本粒子構(gòu)成,由兩個+2/3電荷的上夸克和一個-1/3電荷的下夸克通過膠子在強相互作用下構(gòu)成。
質(zhì)子與質(zhì)子間,除了有電磁相互作用之外,還有強得多的強相互作用。這種強相互作用與質(zhì)子中子間以及中子中子間的強相互作用完全相同,是構(gòu)成結(jié)合為原子核的核力。核力與電荷的無關(guān)性說明質(zhì)子與中子可以看成是同一種粒子的兩種不同電荷狀態(tài),這一性質(zhì)導(dǎo)致用同位旋概念來描述:質(zhì)子和中子是同位旋I相同、同位旋第三分量I3不同的兩種狀態(tài),原子核的同位旋可由質(zhì)子和中子的同位旋“合成”得到。
質(zhì)子是核物理和粒子物理實驗研究中用以產(chǎn)生反應(yīng)的很重要的轟擊粒子,在核物理中質(zhì)子常被用來在粒子加速器中加速到近光速后用來與其它粒子碰撞,這樣的試驗為研究原子核結(jié)構(gòu)提供了極其重要的數(shù)據(jù)。慢速的質(zhì)子也可能被原子核吸收用來制造人造同位素或人造元素。核磁共振技術(shù)使用質(zhì)子的自旋來測試分子的結(jié)構(gòu)。質(zhì)子也是宇宙射線中的主要成分。
質(zhì)子的反粒子是反質(zhì)子,反質(zhì)子是1955年埃米利奧·塞格雷和歐文·張伯倫發(fā)現(xiàn)的,兩人為此獲得了1959年的諾貝爾物理學(xué)獎。
2008年9月10日,歐洲核子研究中心的科學(xué)家在瑞士日內(nèi)瓦附近的大型強子對撞機控制中心忙碌。經(jīng)過十幾年的建造,歐洲核子研究中心的大型強子對撞機當日正式啟動,將第一束質(zhì)子束流注入對撞機。
原子相對質(zhì)量 約== 質(zhì)子質(zhì)量+中子質(zhì)量 核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)12.文學(xué)含義
古代派往敵方或他國去的人質(zhì)。多為王子或世子等出身貴族的人。秦始皇嬴政的父親,戰(zhàn)國燕太子丹都曾經(jīng)做過質(zhì)子。
秦始皇,名嬴政。他是中國的第一個皇帝,是中國歷史上一位極富傳奇色彩的劃時代的人物。 他的父親異人是秦國的公子,異人雖然生在國王之家,但從小就被派往和秦國敵對的趙國,當了一名“質(zhì)子”。 而嬴政正是在父親做為質(zhì)子這段期間出生在趙國的,出生后在趙國過了9年孤獨的生活。
而燕國的太子丹則是因為在戰(zhàn)國未期,燕國為了討好秦國,而將太子丹送往秦國當質(zhì)子。但太子丹不滿在秦國受到的待遇,逃回了自己的國家。后在秦國攻打燕國之時,派荊軻刺秦王,失敗后不久,即被燕王殺害。13.歷史典籍中的記錄
《谷梁傳·隱公八年》:“盟詛不及三王,交質(zhì)子不及二伯。”
《魏書·蠻傳》:“ 泰常八年, 蠻王梅安率渠帥數(shù)千朝京師,求留質(zhì)子以表忠款。”
宋 王讜 《唐語林·政事下》:“ 大中初, 云南朝貢,及西川質(zhì)子,人數(shù)漸多?!?
清 吳殳 《秦》詩:“質(zhì)子妖姬貨可居,六王未畢已邱墟?!?
章炳麟 《訄書·弭兵難》:“說者曰:吾豈徒乞盟,將假貸於彼,而要之相率以衞我,則是以彼之金幣為質(zhì)子也?!?br />
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