Ushbu darsda biz zarralar haqidagi asosiy tushunchani va ularning kimyo va fizikadagi muhim ahamiyatini o'rganamiz. Zarralar materiyani tashkil etuvchi eng kichik elementlardan tortib, ularning o'zaro ta'sirini boshqaradigan kuchlargacha koinotning qurilish bloklaridir. Biz zarrachalarning xususiyatlari, tasnifi va kimyo va fizika sohalarida qo'llanilishini ko'rib chiqamiz.
O'z mohiyatiga ko'ra, zarracha hajmi, massasi yoki zaryadi kabi bir nechta fizik yoki kimyoviy xususiyatlarga ega bo'lishi mumkin bo'lgan kichik lokalizatsiya qilingan ob'ektdir. Zarralar elektronlar, protonlar va neytronlar kabi subatomik zarralardan tortib atomlar va molekulalar kabi kattaroq miqyosgacha bo'lishi mumkin. Zarrachalar kontseptsiyasi materiyaning barcha shakllarining tarkibi va xatti-harakatlarini tushunishga yordam berishda juda muhimdir.
Kimyoda zarralar kimyoviy moddalarning asosi bo'lgan atomlar va molekulalarga ishora qiladi. Atom - kimyoviy xossalarini saqlaydigan elementning eng kichik birligi. Atomlar proton va neytronlardan tashkil topgan yadrodan iborat bo'lib, yadro atrofida elektronlar aylanadi. Boshqa tomondan, molekulalar kimyoviy reaktsiyada ishtirok eta oladigan birikmaning eng kichik birligini ifodalovchi bir-biriga bog'langan atomlar guruhlari.
Fizika zarrachalar haqidagi tushunchamizni yanada fundamental darajaga olib chiqadi va asosiy e'tiborni atomlarning o'zini tashkil etuvchi zarralar, masalan, protonlar, neytronlar va elektronlar, shuningdek, fotonlar va kvarklar kabi an'anaviy tarzda materiya hosil qilmaydigan zarralarga qaratadi. Ushbu zarralarni o'rganish olimlarga koinotni boshqaradigan kuchlar va o'zaro ta'sirlarni ochishga yordam beradi.
Subatomik zarralar atomdan kichik zarralardir. Ularga quyidagilar kiradi:
Standart model - bu zarralar fizikasi nazariyasi bo'lib, u koinotdagi to'rtta asosiy kuchdan uchtasini tavsiflaydi, tortishish kuchini hisobga olmaganda va barcha ma'lum subatomik zarralarni tasniflaydi. U zarrachalarning ikki turini taniydi: moddaning qurilish bloklari bo'lgan fermionlar va fermionlar orasidagi kuchlarni vositachilik qiluvchi bozonlar . Misol uchun, fotonlar elektromagnit kuchni ko'taruvchi bozonlar bo'lib, elektronlarning bir-biri bilan o'zaro ta'sirini ta'minlaydi.
Zarrachalar bir-biri bilan asosiy kuchlar orqali o'zaro ta'sir qiladi, bu standart model kontekstida elektromagnit kuch, zaif yadro kuchi, kuchli yadro kuchi va tortishish kuchini o'z ichiga oladi. Ushbu o'zaro ta'sirlar materiyaning mikroskopik va makroskopik darajadagi xususiyatlarini aniqlashda hal qiluvchi ahamiyatga ega. Masalan, elektromagnit kuch atomlar va molekulalar o'rtasidagi kimyoviy reaktsiyalar uchun javob beradi, kuchli yadro kuchi esa atomlarning yadrolarini birga ushlab turadi.
Zarrachalar va ularning o'zaro ta'sirini tushunish kimyo va fizikada ko'plab yutuqlarga olib keldi. Mana bir nechta misollar:
Tarixiy jihatdan tajribalar zarrachalar haqidagi bilimimizni oshirishda muhim rol o'ynagan. Masalan, J.J.Tomson 1897 yilda elektronni kashf etishi vakuum trubkasida katod nurlarini kuzatish bilan bog‘liq bo‘lib, u manfiy zaryadlangan zarrachalar mavjudligi haqidagi xulosaga keldi. Keyinchalik, 1911 yilda Ernest Rezerfordning oltin folga tajribasi atom yadrosi haqida tushuncha berdi, atomlar elektronlar bilan o'ralgan zich, musbat zaryadlangan yadrodan iborat ekanligini ko'rsatdi.
Yaqinda CERNdagi Katta adron kollayderi (LHC) standart model tomonidan bashorat qilingan zarrachalarni, shu jumladan 2012 yilda Xiggs bozonini kashf qilishda muhim rol o'ynadi. Xiggs bozoni ba'zi zarralar nima uchun massaga ega ekanligini tushunish va strukturani yanada aniqlashtirish uchun juda muhimdir. materiyadan.
Muhim yutuqlarga qaramay, zarrachalarni o'rganish muammolarga duch kelishda va yangi savollarni keltirib chiqarishda davom etmoqda. Misol uchun, standart model tortishish kuchini hisobga olmaydi va qorong'u materiya va qorong'u energiyaning tabiati asosan sirli bo'lib qolmoqda. Ushbu jumboqlar zarrachalar fizikasidagi chegaralarni ifodalaydi, davom etayotgan tadqiqot va tajribalarni boshqaradi.
Xulosa qilib aytganda, zarralar kimyoda o'rganilgan atom va molekulalardan tortib fizikada o'rganilgan subatomik zarrachalargacha koinotning asosidir. Zarrachalarni o'rganish materiyaning asosiy qurilish bloklarini va ularning o'zaro ta'sirini boshqaradigan kuchlarni ochib beradi, bu esa yangi kashfiyotlar va texnologik yutuqlarga olib keladi. Biz koinot sirlarini o'rganishda davom etar ekanmiz, zarralar va ularning xatti-harakatlarini tushunish kichik va ulkan kosmos sirlarini ochish uchun kalit bo'lib qolmoqda.
