Садржај
Три начина за проналажење протонске масе укључују израчун из теорије, атомске моларне масе и поређење масе / набоја / масе са електронима. Употреба теорије за проналажење протонске масе „треба да буде“ је реална само за стручњаке на том пољу. Израчунавање набоја / масе и моларне масе може се вршити на додипломском и средњошколском нивоу.
Изводити протонску масу из квантних и релативних теорија. Протони имају унутрашњу структуру - три честице (кваркови) које заједно држе привлачне силе (глуони). Наивне претпоставке би сваком кварку дале 1/3 протонске масе. Око 95 процената до 98 процената масе протона не доприноси кваркова маса. Истина, већина протонске масе потиче из енергије интеракције између кваркова. Подсетите се „Е = мц ^ 2“ у случају да постоји конфузија у вези са изразом „маса је добијена из енергије“.
Израчунајте познавање моларне масе водоника. Један мол је једнак 6.022е23, исто као што је једна десетина једнака 12 или један пар једнак два. Можемо узети као податак да један мол атома водоника (а не „Х2“ молекули) тежи 1.0079 г. Сваки атом водоника садржи један протон, тако да један мол протона тежи 1.0079 г. Пошто је сваки мол једнак 6.022е23 јединица, знамо да 6.022е23 протони теже 1.0079 грама. Подела 1.0079 г на број моле (1.0079 / 6.022е23) даје протонску масу: 1.6737е-24 г.
Имајте у виду да атоми водоника имају електрон да уравнотежи протонски набој. Протони без електрона, или растворени у раствору или као плазма, веома се разликују од атома водоника. Пошто се рачунање не зауставља, можемо занемарити физички апсурд у претварању да електрони не постоје.
Имајте на уму да се метода израчунавања "моларне масе" може обавити са било којим елементом. Међутим, три извора грешке се подижу. Прво, протони у атомима водоника нису везани. У осталим елементима протони су везани за неутроне. Протони повезани у језгру имају мање енергије - дакле нешто мање масе - од изолованих протона. Друго, број електрона и грешка ако их игноришемо почињу да се сабирају. Рачунање електрона чини читав посао компликованијим. И на крају, тежи елементи су радиоактивни. Размислите о стазама пропадања, присуству изотопа, полуживоту итд. Поновно, израчунавање је још увек могуће, али постаје теже него што мора бити.
Користите омјере пуњења / масе. Овом методом мери се закривљеност честица при уносу калибрираног електричног и магнетног поља. Величина закривљености би указивала на протонску масу у поређењу са масом електрона. Експериментална идеја слична је утицају на кретање котрљајуће кугле. Стална механичка сила ће у малој мери одвратити тешку лубеницу (протони) од правог кретања. Иста сила ће много више одбити лагану лоптицу за голф (електрон).