Ernest Rutherford a découvert le noyau atomique en 1911, et a découvert les protons, les particules chargées qui y sont, en 1919. (Les particules neutres dans le noyau, les neutrons, ont été découverts plusieurs années plus tard.) Protons ont la même charge que les électrons, mais sont 1.830 fois plus massive. L'antiparticule du proton, appelé l'antiproton, a la même masse et de charge opposée. Le proton est constitué de trois quarks - deux en haut et un en bas.
Détermine Nombre d'Electrons
Un atome neutre a un nombre égal d'électrons et de protons. La force de Coulomb (électrostatique) entre les protons et les électrons est un milliard de milliards de milliards de milliards (10 ^ 36) fois plus forte que la force gravitationnelle. Nous remarquons la force gravitationnelle beaucoup plus, cependant, parce qu'il est cumulatif; alors que la charge a des signes opposés qui annulent. L'attraction entre ces charges rend l'impulsion des protons à être neutralisés par un nombre égal d'électrons de très grandes.
Complete Shell Outer
Cependant, les atomes aiment aussi avoir leur enveloppe extérieure d'électrons remplis. Parfois, cette force remplace la force pour neutraliser la charge dans le noyau. Ceci est important dans les semi-conducteurs. Par exemple, le phosphore et le bore lié dans un semi-conducteur de silicium ne sont pas des coquilles extérieures pleines. Le phosphore a un électron dans son enveloppe extérieure, et donc il donne facilement. Le bore manque un électron pour remplir son enveloppe extérieure. Même si le phosphore serait positif sur la perte d'un électron, la force de Coulomb forte permet, en particulier si un bore négatif est à proximité. Par conséquent, à une interface entre dopée au bore et de silicium dopé phosphore, le phosphore et le bore positif négatif est étroitement liée, la formation d'une force électromotrice qui conduit les électrons de phosphore libérés par l'énergie solaire dans une seule direction, nous donnant une cellule solaire.
Répulsion sur l'autre
Si la force électrostatique est 10 ^ 36 fois plus forte que la force électromagnétique, alors pourquoi ne pas protons dans le noyau atomique volent les uns des autres? Parce que une force appelée la "force forte" lie nucléons (protons et neutrons) ensemble. La force forte accable la répulsion de Coulomb à des distances proches. Il est 100 fois plus fort.
En fait, les nucléons sont composés de quarks, et la force forte lie les quarks ensemble dans le nucléon. Ce neutrons et protons attirent est en fait juste une forte force résiduelle fuite du nucléon des quarks à l'intérieur.
Proton Decay
Proton désintègrent en particules plus légères n'a jamais été observée. (Ce ne doit pas être confondu avec un proton de se transformer en un neutron, ce qui est plus lourd.) Le proton est un nombre baryonique et baryon est conservée. Le proton est le plus léger (plus basse énergie) baryon, de sorte que son nombre baryonique sans doute ne peut pas être divisé. Observation de la désintégration du proton serait toutefois justifier certaines théories unifiées grands qui brisent la conservation du nombre baryonique.
Decay Beta
Il existe différents modes de désintégration bêta, et l'un d'eux est en train de changer un proton en neutron. Ceci peut se produire avec un apport d'énergie, qui est nécessaire étant donné qu'un neutron ne pèse plus d'un proton. En raison de l'exigence de l'énergie, le changement ne peut se produire dans l'isolement. L'énergie doit être injecté à l'extérieur d'une certaine manière. Un proton devient un neutron en émettant un positron et un neutrino.