Vaša košarica je prazna.

Nakupovanje

Količina: 0

Skupaj: 0,00

0

Osnovni delci

Osnovni delci

Snov sestavljajo kvarki in leptoni, sile pa prenašajo bozoni.

Fizika

Keywords

Osnovni delci, LHC, CERN, Standardni model, kvantna fizika, kvantna mehanika, graviton, pospeševalnik delcev, šibke interakcije, Higgsov bozon, nukleon, jedro, lepton, proton, nevtron, bozon, nevtrino, elektron, mion, Foton, gluon, močna interakcija, fizika delcev, subatomskih, antidelec, kvantum, delcev, atom, kvark, tav, elektromagnetni, fermion, elektronska orbitala, elektronov shell, interakcija, fizika

Povezani dodatki

Scenes

Atom neona

  • elektroni - Delec z negativnim osnovnim električnim nabojem; njegova velikost znaša manj kot 10¯ m.
  • atomsko jedro - Sestavljen je iz nukleonov – pozitivno nabitih protonov in električno nevtralnih nevtronov; njegova velikost znaša približno 10¯ m.

Atomsko jedro

Nukleoni

  • proton - Sestavljen je iz dveh kvarkov u (gor) in enega kvarka d (dol). Barvni naboj teh treh kvarkov je različen: zelen (g), rdeč (r) in moder (b). Protoni (in drugi delci, sestavljeni iz kvarkov) so "beli", njihov barvni naboj je enak nič. Električni naboj kvarkov u je 2/3, naboj kvarkov d pa –1/3, zato njihov električni naboj znaša 2/3 + 2/3 – 1/3 = 1.
  • nevtron - Sestavljen je iz enega kvarka u (gor) in dveh kvarkov d (dol). Barvni naboj teh treh kvarkov je različen: zelen (g), rdeč (r) in moder (b). Protoni (in drugi delci, sestavljeni iz kvarkov) so "beli", njihov barvni naboj je enak nič. Električni naboj kvarkov u je 2/3, naboj kvarkov d pa –1/3, zato njihov električni naboj znaša 2/3 – 1/3 – 1/3 = 0.
  • kvark r - Eden od treh možnih barvnih nabojev kvarkov. Kvarki imajo zelen, rdeč ali moder barvni naboj. Delci, sestavljeni iz kvarkov, so vedno "beli", njihov barvni naboj je nevtralen. Protoni in nevtroni vsebujejo po en kvark vsake barve. Velikost kvarkov znaša manj kot 10¯ m.
  • kvark b - Eden od treh možnih barvnih nabojev kvarkov. Kvarki imajo zelen, rdeč ali moder barvni naboj. Delci, sestavljeni iz kvarkov, so vedno "beli", njihov barvni naboj je nevtralen. Protoni in nevtroni vsebujejo po en kvark vsake barve. Velikost kvarkov znaša manj kot 10¯ m.
  • kvark g - Eden od treh možnih barvnih nabojev kvarkov. Kvarki imajo zelen, rdeč ali moder barvni naboj. Delci, sestavljeni iz kvarkov, so vedno "beli", njihov barvni naboj je nevtralen. Protoni in nevtroni vsebujejo po en kvark vsake barve. Velikost kvarkov znaša manj kot 10¯ m.
  • gluon - Osnovni delec, ki posreduje močno silo med kvarki. Ena od posledic te interakcije je sila, ki povezuje nukleone (protone in nevtrone) v jedru. Zaradi močne sile so protoni in nevtroni izjemno stabilni, kvarki ne morejo pobegniti iz njih. Kvarki lahko obstajajo kot prosti delci samo v skrajnih razmerah, kakršne so obstajale prvih nekaj mikrosekund po velikem poku. V LHC, največjem pospeševalniku delcev na svetu, izvajajo poskuse, da bi "stalili" protone in nevtrone ter ustvarili plazmo iz kvarkov in gluonov.
  • kvark u (up, gor) - Eden od dveh možnih tipov kvarkov. Nukleoni (protoni in nevtroni) so sestavljeni iz kvarkov u (gor) in d (dol). Proton je sestavljen iz dveh kvarkov u (gor) in enega kvarka d (dol). Nevtron je sestavljen iz enega kvarka u (gor) in dveh kvarkov d (dol). Kvarki imajo barvni naboj, ki ni odvisen od njihovega tipa. Kvarki u in d imajo lahko moder, rdeč ali zelen barvni naboj.
  • kvark d (down, dol) - Eden od dveh možnih tipov kvarkov. Nukleoni (protoni in nevtroni) so sestavljeni iz kvarkov u (gor) in d (dol). Proton je sestavljen iz dveh kvarkov u (gor) in enega kvarka d (dol). Nevtron je sestavljen iz enega kvarka u (gor) in dveh kvarkov d (dol). Kvarki imajo barvni naboj, ki ni odvisen od njihovega tipa. Kvarki u in d imajo lahko moder, rdeč ali zelen barvni naboj.

Razvrščanje kvarkov

  • kvark r (up, gor)
  • kvark r (down, dol)
  • kvark r (charm, čar)
  • kvark r (strange, čudnost)
  • kvark r (top, vrh)
  • kvark r (bottom, dno)
  • kvark g (up, gor)
  • kvark g (down, dol)
  • kvark g (charm, čar)
  • kvark g (strange, čudnost)
  • kvark g (top, vrh)
  • kvark g (bottom, dno)
  • kvark b (up, gor)
  • kvark b (down, dol)
  • kvark b (charm, čar)
  • kvark b (strange, čudnost)
  • kvark b (top, vrh)
  • kvark b (bottom, dno)

Standardni model

  • Trije tipi snovi - Najpogostejši tip I sestavljajo elektroni, elektronski nevtrini ter kvarki u in d. Kvarki u in d so osnovni gradniki nevtronov in protonov.
  • I
  • II
  • III
  • kvarki - Temeljni gradniki snovi, ki imajo električni naboj (–1/3 ali 2/3) in se združujejo v hadrone, med katere spadajo mezoni in barioni. Slednji vključujejo nukleone, tj. protone in nevtrone. Nosijo enega od treh možnih barvnih nabojev (zelenega, rdečega, modrega). Delci, sestavljeni iz njih, so vedno "beli", njihov barvni naboj je nevtralen. Nukleoni vsebujejo po enega vsake barve, drugi barioni pa njega in njegov antidelec. Ima določeno barvo, njegov antidelec pa protibarvo (na primer rdečo in antirdečo). Par delca in antidelca se imenuje mezon. Njihov obstoj sta predvidela Murray Gell-Mann in George Zweig.
  • leptoni - Temeljni gradniki snovi, ki za razliko od hadronov niso sestavljeni iz kvarkov. Vključujejo električno nabite elektrone, muone in delce tav, na katere vplivajo gravitacija, šibka sila in elektromagnetna sila. Druga skupina so nevtrini, ki nimajo električnega naboja, zato nanje ne vpliva elektromagnetna sila, temveč samo gravitacija in šibka sila.
  • bozoni (posredniki sil) - Osnovni delci, ki glede na teorijo kvantne mehanike posredujejo v interakcijah. Štiri temeljne interakcije so: močna sila, elektromagnetna sila, šibka sila in gravitacija; verjetno gre za štiri različne vidike iste sile. Obstaja več obetavnih raziskovalnih področij, ki skušajo sestaviti enoten opis interakcij (npr. teorija strun).
  • elektronski nevtrino - So gradniki snovi tipa I in napogostejši tip nevtrinov. Njihov obstoj je leta 1930 predvidel Wolfgang Pauli na osnovi preučevanja beta razpada in zakona ohranjanja energije. Zaznali so jih leta 1956. Nevtrini so delci, ki nimajo električnega naboja in imajo zelo majhno maso. Njihovi antidelci se imenujejo antinevtrini. V vesolju se pojavljajo v velikih količinah – vsako sekundo gre skozi vsak kvadratni centimeter našega telesa na milijarde nevtrinov. Njihovo prisotnost je težko zaznati; ker lahko neovirano prehajajo skozi materiale, skoraj nikoli ne reagirajo. Razlog je ta, da na nevtrine vplivata samo šibka sila in gravitacija, ki je na subatomski ravni zanemarljiva.
  • mionski nevtrino - So gradniki snovi tipa II in niso tako pogosti kot elektronski nevtrini. Zaznali so jih leta 1962. Nevtrini so delci, ki nimajo električnega naboja in imajo zelo majhno maso. Njihovi antidelci se imenujejo antinevtrini. V vesolju se pojavljajo v velikih količinah – vsako sekundo gre skozi vsak kvadratni centimeter našega telesa na milijarde nevtrinov. Njihovo prisotnost je težko zaznati; ker lahko neovirano prehajajo skozi materiale, skoraj nikoli ne reagirajo. Razlog je ta, da na nevtrine vplivata samo šibka sila in gravitacija, ki je na subatomski ravni zanemarljiva.
  • tav nevtrino - So gradniki snovi tipa III in niso tako pogosti kot elektronski nevtrini ali muoni. Zaznali so jih leta 2000. Nevtrini so delci, ki nimajo električnega naboja in imajo zelo majhno maso. Njihovi antidelci se imenujejo antinevtrini. V vesolju se pojavljajo v velikih količinah – vsako sekundo gre skozi vsak kvadratni centimeter našega telesa na milijarde nevtrinov. Njihovo prisotnost je težko zaznati; ker lahko neovirano prehajajo skozi materiale, skoraj nikoli ne reagirajo. Razlog je ta, da na nevtrine vplivata samo šibka sila in gravitacija, ki je na subatomski ravni zanemarljiva.
  • elektron - Gradniki "navadne" snovi tipa I. Imajo negativen osnovni električni naboj, njihovi antidelci so pozitivno nabiti antielektroni (ali pozitroni). Zaradi električnega naboja nanje vplivajo elektromagnetna sila, gravitacija in šibka sila. Delec je leta 1897 odkril J. J. Thomson.
  • mion - Gradniki snovi tipa II. Imajo negativen osnovni električni naboj, njihovi antidelci so pozitivno nabiti antimuoni. Zaradi električnega naboja nanje vplivajo elektromagnetna sila, gravitacija in šibka sila.
  • tav - Gradniki snovi tipa III. Imajo negativen osnovni električni naboj, njihovi antidelci so pozitivno nabiti antitavi. Zaradi električnega naboja nanje vplivajo elektromagnetna sila, gravitacija in šibka sila.
  • foton - Osnovni delec, posrednik pri elektromagnetni sili. Je električno nevtralen, nima mirovne mase in je samemu sebi antidelec.
  • gluon - Osnovni delec, posrednik pri močni sili, ki povezuje kvarke znotraj barionov (tudi nukleonov). Je električno nevtralen in nima mirovne mase.
  • bozon Z - Osnovni delec, posrednik pri šibki sili, ki igra pomembno vlogo pri radioaktivnem beta razpadu jeder. Je električno nevtralen in samemu sebi antidelec.
  • bozon W - Osnovni delec dveh tipov, W+ in W–, ki imata pozitiven oziroma negativen naboj in sta drug drugemu antidelca. Težki bozoni Z in W posredujejo pri šibki sili, ki igra pomembno vlogo pri radioaktivnem beta razpadu jeder.
  • Higgsov bozon - Osnovni delec, ki verjetno zagotavlja maso snovi. Masa je ena najpomembnejših lastnosti snovi; gravitacija vpliva na snov prek mase. Delec so leta 2012 odkrili v LHC (velikem hadronskem trkalniku), ki je bil deloma zgrajen prav zato, da bi odkrili "božji delec".
  • kvark up (gor)
  • kvark down (dol)
  • kvark charm (čar)
  • kvark strange (čudnost)
  • kvark top (vrh)
  • kvark bottom (dno)

Sile

  • elektronski nevtrino - So gradniki snovi tipa I in napogostejši tip nevtrinov. Njihov obstoj je leta 1930 predvidel Wolfgang Pauli na osnovi preučevanja beta razpada in zakona ohranjanja energije. Zaznali so jih leta 1956. Nevtrini so delci, ki nimajo električnega naboja in imajo zelo majhno maso. Njihovi antidelci se imenujejo antinevtrini. V vesolju se pojavljajo v velikih količinah – vsako sekundo gre skozi vsak kvadratni centimeter našega telesa na milijarde nevtrinov. Njihovo prisotnost je težko zaznati; ker lahko neovirano prehajajo skozi materiale, skoraj nikoli ne reagirajo. Razlog je ta, da na nevtrine vplivata samo šibka sila in gravitacija, ki je na subatomski ravni zanemarljiva.
  • mionski nevtrino - So gradniki snovi tipa II in niso tako pogosti kot elektronski nevtrini. Zaznali so jih leta 1962. Nevtrini so delci, ki nimajo električnega naboja in imajo zelo majhno maso. Njihovi antidelci se imenujejo antinevtrini. V vesolju se pojavljajo v velikih količinah – vsako sekundo gre skozi vsak kvadratni centimeter našega telesa na milijarde nevtrinov. Njihovo prisotnost je težko zaznati; ker lahko neovirano prehajajo skozi materiale, skoraj nikoli ne reagirajo. Razlog je ta, da na nevtrine vplivata samo šibka sila in gravitacija, ki je na subatomski ravni zanemarljiva.
  • tav nevtrino - So gradniki snovi tipa III in niso tako pogosti kot elektronski nevtrini ali muoni. Zaznali so jih leta 2000. Nevtrini so delci, ki nimajo električnega naboja in imajo zelo majhno maso. Njihovi antidelci se imenujejo antinevtrini. V vesolju se pojavljajo v velikih količinah – vsako sekundo gre skozi vsak kvadratni centimeter našega telesa na milijarde nevtrinov. Njihovo prisotnost je težko zaznati; ker lahko neovirano prehajajo skozi materiale, skoraj nikoli ne reagirajo. Razlog je ta, da na nevtrine vplivata samo šibka sila in gravitacija, ki je na subatomski ravni zanemarljiva.
  • elektron - Gradniki "navadne" snovi tipa I. Imajo negativen osnovni električni naboj, njihovi antidelci so pozitivno nabiti antielektroni (ali pozitroni). Zaradi električnega naboja nanje vplivajo elektromagnetna sila, gravitacija in šibka sila. Delec je leta 1897 odkril J. J. Thomson.
  • mion - Gradniki snovi tipa II. Imajo negativen osnovni električni naboj, njihovi antidelci so pozitivno nabiti antimuoni. Zaradi električnega naboja nanje vplivajo elektromagnetna sila, gravitacija in šibka sila.
  • tav - Gradniki snovi tipa III. Imajo negativen osnovni električni naboj, njihovi antidelci so pozitivno nabiti antitavi. Zaradi električnega naboja nanje vplivajo elektromagnetna sila, gravitacija in šibka sila.
  • foton - Osnovni delec, posrednik pri elektromagnetni sili. Je električno nevtralen, nima mirovne mase in je samemu sebi antidelec.
  • gluon - Osnovni delec, posrednik pri močni sili, ki povezuje kvarke znotraj barionov (tudi nukleonov). Je električno nevtralen in nima mirovne mase.
  • bozon Z - Osnovni delec, posrednik pri šibki sili, ki igra pomembno vlogo pri radioaktivnem beta razpadu jeder. Je električno nevtralen in samemu sebi antidelec.
  • bozon W - Osnovni delec dveh tipov, W+ in W–, ki imata pozitiven oziroma negativen naboj in sta drug drugemu antidelca. Težki bozoni Z in W posredujejo pri šibki sili, ki igra pomembno vlogo pri radioaktivnem beta razpadu jeder.
  • Higgsov bozon - Osnovni delec, ki verjetno zagotavlja maso snovi. Masa je ena najpomembnejših lastnosti snovi; gravitacija vpliva na snov prek mase. Delec so leta 2012 odkrili v LHC (velikem hadronskem trkalniku), ki je bil deloma zgrajen prav zato, da bi odkrili "božji delec".
  • Močna sila - Najmočnejša od štirih temeljnih sil (ostale tri so šibka sila, gravitacija in elektromagnetna sila). Pri njej posredujejo gluoni. Zadeva kvarke in jih povezuje skupaj znotraj protonov oziroma nevtronov, tako da prostih kvarkov ni možno zaznati. Skupaj drži tudi pozitivno nabito jedro. Za "taljenje" protonov in nevtronov je potrebna zelo velika sila. V LHC, največjem pospeševalniku delcev na svetu, izvajajo poskuse, da bi ustvarili plazmo iz kvarkov in gluonov.
  • Elektromagnetna sila - Sila, ki vpliva na električno nabite delce (kvarke, leptone mi in leptone tav). Pri njej posredujejo fotoni. Zadeva delce, ki nosijo nasprotne električne naboje. Kvantna elektrodinamika (QED) opredeljuje šibko silo in elektromagnetno silo kot dva različna vidika iste sile (električno šibke sile).
  • Šibka sila - Sila, ki vpliva na električno nabite delce (kvarke, leptone mi in leptone tav). Pri njej posredujejo bozoni W in Z. Odgovorna je za radioaktivni beta razpad (pri katerem proton razpade na nevtron, elektron in antinevtrino). Kvantna elektrodinamika (QED) opredeljuje šibko silo in elektromagnetno silo kot dva različna vidika iste sile (električno šibke sile).
  • Masa - Inercija teles; gravitacija prek nje vpliva na telesa; nosilci so Higgsovi bozoni.
  • kvark up (gor)
  • kvark down (dol)
  • kvark charm (čar)
  • kvark strange (čudnost)
  • kvark top (vrh)
  • kvark bottom (dno)

Animacija

  • elektroni
  • atomsko jedro
  • proton
  • nevtron
  • kvark r
  • gluon
  • kvark u (up, gor)
  • kvark d (down, dol)
  • Trije tipi snovi
  • I
  • II
  • III
  • kvarki
  • leptoni
  • bozoni (posredniki sil)
  • elektron
  • mion
  • tav
  • foton
  • bozon Z
  • bozon W
  • Higgsov bozon
  • elektronski nevtrino
  • tav nevtrino
  • Močna sila
  • Elektromagnetna sila
  • Šibka sila
  • Masa
  • kvark up
  • kvark down
  • kvark charm
  • kvark strange
  • kvark top
  • kvark bottom
  • kvark r (up, gor)
  • kvark r (down, dol)
  • kvark r (charm, čar)
  • kvark r (strange, čudnost)
  • kvark r (top, vrh)
  • kvark r (bottom, dno)
  • kvark g (up, gor)
  • kvark g (down, dol)
  • kvark g (charm, čar)
  • kvark g (strange, čudnost)
  • kvark g (top, vrh)
  • kvark g (bottom, dno)
  • kvark b (up, gor)
  • kvark b (down, dol)
  • kvark b (charm, čar)
  • kvark b (strange, čudnost)
  • kvark b (top, vrh)
  • kvark b (bottom, dno)

Narration

Pred 20. stoletjem je veljalo, da so atomi nedeljivi. Danes vemo, da so sestavljeni iz manjših delcev, imenovanih elektroni, protoni in nevtroni. Atomi so reda velikosti 10⁻¹⁰ m.

Negativno nabiti elektroni oblikujejo elektronske ovojnice. Velikost pozitivno nabitega jedra je približno 10⁻¹⁴ m, desettisočinka premera atoma. Atomi so sestavljeni iz protonov in nevtronov, ki so skupaj znani kot nukleoni.

Protoni nosijo pozitiven osnovni naboj, nevtroni pa so električno nevtralni. Jedra so zato pozitivno nabita.

Leta 1964 sta Murray Gell-Mann in George Zweig predvidela, da nukleoni niso osnovni delci, ampak so sestavljeni iz manjših delcev, kvarkov. Obstoj kvarkov so pozneje dokazali z raziskavami.

Kvarke povezuje močna sila (ali interakcija), pri kateri posredujejo gluoni. Tako se imenujejo, ker "lepijo kvarke skupaj" in omogočajo izjemno stabilnost nukleonov. Nukleone je zato možno razcepiti na kvarke in gluone samo v skrajnih razmerah, kakršne so obstajale prvih nekaj mikrosekund po velikem poku. Veliki hadronski trkalnik ali LHC, najhitrejši pospeševalnik delcev na svetu, so ustvarili za simulacijo teh razmer.

Ena neločljivih lastnosti kvarkov je barvni naboj. Barva kvarka lahko prevzame eno od treh vrednosti oziroma nabojev: rdečo, zeleno ali modro. Nukleoni vsebujejo po en kvark vsake barve, zato so "beli" oziroma je njihov barvni naboj nevtralen.

Kvarki, ki tvorijo nukleone, so lahko tipa "gor" (u) ali "dol" (d). Proton je sestavljen iz dveh kvarkov u in enega kvarka d, nevtron pa je sestavljen iz enega kvarka u in dveh kvarkov d. Oba tipa sta lahko rdeča, modra ali zelena. Električni naboj kvarkov gor je 2/3, kvarkov dol pa –1/3. Naboji nevtronov in protonov so enaki vsotam nabojev kvarkov.

V standardnem modelu fizike delcev je opisanih še več tipov osnovnih delcev. Tri skupine osnovnih delcev so kvarki, leptoni in bozoni.

Leptoni vključujejo nevtrine in elektrone. Kvarki in leptoni so gradniki snovi, ki jo delimo na tri vrste. Najpogostejša, snov tipa I, je sestavljena iz kvarkov gor in dol, elektronov in elektronskih nevtrinov.

Bozoni posredujejo pri interakcijah. Gluoni prenašajo močno silo, ki deluje na kvarke in jih povezuje med seboj znotraj nukleonov. Interakcija preprečuje jedrom, da bi ta razpadla zaradi odbojnih sil med pozitivno nabitimi prvinami.

Fotoni prenašajo elektromagnetno silo, ki deluje na električno nabite delce. Kvarki in nekateri leptoni (vključno z elektroni) nosijo električni naboj.

Bozoni Z in W prenašajo šibko silo, ki igra pomembno vlogo pri radioaktivnem beta razpadu. Šibka sila vpliva na vse kvarke in leptone.

Standardni model vključuje bozone, ki posredujejo pri močnih, šibkih in elektromagnetnih interakcijah, kar pa ne razloži gravitacije. Hipotetični posrednik pri gravitaciji se imenuje graviton, vendar ga še niso zaznali. Higgsov bozon je odgovoren za maso delcev in teles, narejenih iz delcev. Gravitacija vpliva na delce prek njihove mase.

Higgsov bozon, pogosto imenovan "božji delec", je zadnji od bozonov, vključenih v standardni model, ki so ga identificirali z velikim hadronskim trkalnikom. Tega so deloma zgradili prav s tem namenom.

Povezani dodatki

Razvoj modelov atoma

Animacija prikazuje glavne faze v razvoju pojmovanja zgradbe atoma.

Radioaktivnost

Radioaktivnost je proces, pri katerem nestabilno atomsko jedro razpade.

Atomska bomba (1945)

Atomska bomba je najbolj uničevalno orožje v zgodovini človeštva.

Fuzijski reaktor

Fuzija atomskega jedra je okolju prijazen in praktično neomejen vir energije.

How does it work? - Laser

Lasers are devices designed to emit narrow, monochromatic, high-intensity beams of light.

Jedrska elektrarna

Jerske elekrarne pretvarajo energijo, ki se sprošča med jedrskim zlivanjem, v elektriko.

Kalcijeve orbitale

Animacija prikazuje zgradbo s in p orbital kalcijevega atoma.

Laboratorij Marie Curie

Marie Curie, edina oseba, ki je prejela Nobelovo nagrado za dve različni znanosti, je bržkone najslavnejša ženska v zgodovini znanosti.

Rutherfordov poskus

Rutherfordov poskus je dokazal obstoj pozitivno nabitih atomskih jeder. Rezultati so pripomogli k izdelavi novega modela atoma.

Sonce

Premer Sonca je 109-krat večji od premera Zemlje. Večino Sončeve mase sestavlja vodik.

Verižna reakcija

Energija, ki se sprošča med jedrsko cepitvijo, se lahko uporablja v miroljubne in vojaške namene.

Vezi v benzenovi molekuli

Med ogljikovimi atomi so sigma vezi in delokalizirane pi-vezi.

Vezi v dušikovi molekuli

Animacija prikazuje eno sigma-vez in dve pi-vezi, ki povezujejo dva dušikova atoma.

Added to your cart.