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Proton

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Próton: características e propriedades.

Nesta lição, estudaremos as características do próton (como carga e massa elétricas) e onde esta partícula está localizada no átomo.

Veremos a quem a descoberta do próton foi atribuída e resumiremos brevemente o caminho histórico e os experimentos realizados que levaram à identificação dessa partícula.

Finalmente, veremos como é possível determinar quantos prótons estão presentes no núcleo de um átomo.

Características gerais do próton.

a próton (geralmente indicado pelo símbolo p+) corresponde à menor carga elétrica positiva que existe na natureza livre e, portanto, representa a quantidade de eletricidade positiva; com o nêutron é a partícula fundamental de cada núcleo atômico.

O número de prótons presentes no núcleo de um átomo corresponde ao valor do número atômico do elemento ao qual o átomo pertence; Um único próton constitui o núcleo de um átomo de hidrogênio.

Os prótons são colocados no núcleo do átomo.

A descoberta do próton.

A descoberta do próton é geralmente atribuída ao físico e físico britânico naturalizado neozelandês Ernest Rutherford (Brightwater, 30 de agosto de 1871 – Cambridge, 19 de outubro de 1937), mas o primeiro a supor sua existência foi o físico alemão E. Goldstein.

Em suas experiências, ele usou um tubo de Crookes levemente modificado; neste caso, o cátodo, que ocupava uma posição central, foi perfurado em vários locais e o tubo foi preenchido com um gás rarefeito.

Goldstein notou atrás do cátodo uma luminescência que ele hipotetizou causada por partículas carregadas positivamente (raios anódicos ou raios de canal) que se moviam com movimentos opostos em relação aos raios catódicos.

Ele assumiu que os elétrons emitidos pelo cátodo colidiam com as partículas de gás dentro do tubo. Nesta colisão, eles conseguiram extrair elétrons das partículas de gás, transformando-os em partículas carregadas positivamente que foram atraídas para o cátodo.

Raios de canal

Tubo de Crookes usado por E. Rutherford em seus experimentos.

Propriedades fundamentais do próton.

A carga elétrica do próton é igual (mas com sinal oposto) à carga do elétron, ou seja, 1.602,10-19 C (coulomb); a massa em repouso do próton é 1,67210-27 kg (= 938 MeV), um valor de 1836,1 vezes a massa de elétrons; sua vez ½ ħ, seu raio é de 0,833 ± 0,01010-quinze metro.

Sua meia-vida, com base em todos os dados conhecidos, é infinita (ou seja, o próton é uma partícula estável); Por ter rotação de seminários, o próton também é um férmion composto por 2 quark para cima e 1 quark para baixo (uud), e sendo um férmion, ele obedece ao princípio de exclusão de Pauli e à estatística Fermi-Dirac.

Composição de prótons

O próton é uma partícula subatômica composta de 2 quarks acima e 1 quark abaixo (uud).

Quantos prótons existem no núcleo de um determinado átomo?

O número de prótons presentes no núcleo de um determinado átomo corresponde ao valor do número atômico do átomo. O número atômico (indicado pela letra Z e encontrado em qualquer tabela periódica dos elementos) indica o número de prótons em um átomo.

Por exemplo, consultando a tabela periódica, é possível observar que o átomo de oxigênio (O) possui 8 prótons, enquanto o átomo de hidrogênio (H) possui apenas um.

Tabela na tabela periódica do átomo de hidrogênio.

Medição da massa e carga do próton.

A massa e a carga do próton podem ser determinadas, com graus variados de precisão, de várias maneiras. Assim, o desvio dos feixes de prótons nos campos elétrico e magnético fornece a relação entre a carga e a massa do próton.

O fato de o átomo de hidrogênio ser eletricamente neutro garante que a carga do próton e a do elétron sejam iguais em valor absoluto e, portanto, todos os métodos para medir a carga do elétron, como o experimento de 1909 de RA Millikan também fornece o valor da carga de prótons.

As experiências espectroscópicas também contribuem para o conhecimento desses dados, primeiramente fornecendo a relação entre a carga e a massa do elétron. Além disso, todos os métodos para determinar o número de Avogadro danificam indiretamente a massa de prótons.

Crossing Matter

Um próton de alta velocidade, que passa através de uma substância, perde energia através de vários mecanismos: por exemplo, pode atingir um núcleo e ser desviado elasticamente ou causar uma reação nuclear.

No entanto, além de sofrer colisões desse tipo, os prótons (como todas as outras partículas carregadas com uma massa consideravelmente maior que a do elétron) perdem energia transferindo-a para os elétrons no meio material pelo qual passam, sem sofrer desvios significativos da o caminho inicial: a perda de energia simplesmente tem o efeito de desacelerá-las.

Finalmente, o próton para e a distância entre o ponto em que tinha energia E e o ponto de parada é chamada caminho do próton dessa energia: é claro que o caminho é uma função da energia e também depende do ambiente material no qual o próton se move. Uma fórmula semi-empírica que nos fornece o caminho dos prótons no ar de acordo com a energia deles é a seguinte:

Caminho do próton

no qual:

  • P indica o caminho em metros;
  • E a energia expressa em MeV = 108 próton eV.

Esta fórmula está correta para valores de E entre alguns MeV e cerca de 200 MeV.

resumindo

O próton é uma partícula subatômica com massa de 1,67210-27 kg e carga elétrica que, por convenção, é igual a +1 (mas com um valor real de 1,60210-19 C e sinal oposto ao elétron); O número de prótons presentes no núcleo de um átomo corresponde ao número atômico.

Por fim, deixamos alguns links que podem lhe interessar:

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