Sisältö
Kolme tapaa löytää protonimassat sisältävät laskennan teoriasta, atomimoolimassasta ja varaus- / massavertailun elektronien kanssa. Teorian käyttäminen protonimassan löytämiseksi on realistinen vain alan asiantuntijoille. Maksu / massa ja moolimassan laskelmat voidaan suorittaa lukion ja lukion tasolla.
Johda protonimassa kvantti- ja suhteellisuusteorioista. Protoneilla on sisäinen rakenne - kolme partikkelia (kvarkeja), joita houkuttelevat voimat (gluonit) pitävät yhdessä. Naiivit oletukset antaisivat kunkin kvarkin 1/3 protonimassan. Kvarkkimassa ei lisää noin 95 - 98 prosenttia protonimassasta. Itse asiassa suurin osa protonimassasta on peräisin kvarkkien välisestä vuorovaikutusenergiasta. Muista ”E = mc ^ 2”, jos lauseessa ”massa on johdettu energiasta” on sekaannusta.
Laske vety moolimassan tietäminen. Yksi mooli on 6,022e23, aivan kuten kymmenkunta vastaa 12 tai yksi pari on kaksi. Voimme pitää sitä tietynä, että yksi mooli vetyatomeja (ei “H2” -molekyylejä) painaa 1,0079 g. Jokainen vetyatomi sisältää yhden protonin, joten yksi mooli protoneja painaa 1,0079 g. Koska jokainen mooli on 6,022e23 yksikköä, tiedämme, että 6,022e23 protonit painavat 1,0079 grammaa. Jakamalla 1,0079 g moolimäärällä (1,0079 / 6,022e23) saadaan protonimassa: 1,6737e - 24 g.
Huomaa, että vetyatomeilla on elektroni protonin varauksen tasapainottamiseksi. Protonit, joissa ei ole elektroneja, joko liuotettuna liuokseen tai plasmana, ovat hyvin erilaisia vetyatomeista. Koska laskenta ei lopu tähän, voimme jättää huomioimatta fyysisen järjettömyyden teeskentelemällä, että elektroneja ei ole olemassa.
Muista, että ”moolimassan” laskentamenetelmä voidaan tehdä millä tahansa elementillä. Kolme virhelähdettä kuitenkin hiipii. Ensinnäkin vetyatomeissa olevat protonit eivät ole sitoutuneita. Muissa elementteissä protonit ovat sitoutuneet neutroneihin. Ytimeen sitoutuneilla protoneilla on vähemmän energiaa - siksi hieman vähemmän massaa - kuin eristetyillä protoneilla. Toiseksi, elektroninumero ja virhe, jos niitä ei huomioida, alkavat koota. Elektronien kirjanpito tekee kokonaisuudesta monimutkaisen. Viimeiseksi, raskaammat alkuaineet ovat radioaktiivisia. Harkitse rappeutumisreittejä, isotooppien läsnäoloa, puoliintumisaikoja jne. Laskeminen on edelleen mahdollista, mutta siitä tulee vaikeampaa kuin sen täytyy olla.
Käytä lataus / massa-suhteita. Tämä menetelmä mittaa hiukkasten kaarevuutta saapuessaan kalibroituihin sähkö- ja magneettikenttiin. Kaarevuusaste osoittaisi protonimassan verrattuna elektronimassan. Kokeellinen idea on samanlainen kuin liikkuvan pallon liikkeen vaikuttaminen. Jatkuva mekaaninen voima poikkeaa raskaasta vesimelonista (protonista) pienestä osasta suoraviivaista matkaa. Sama voima kääntää kevyen golfpallon (elektronin) paljon enemmän.