夸克
你知道這世界上比原子核內的電子還要小的東西是什麼？
它跟電子有何不同呢？
讓我們一起揭開夸 克的神秘面紗吧!
在十九世紀的時候，科學家認為物質分割的極限，就是原子。但是到了二十世紀，科學家發現，原來原子還可以再分割成質子、中子和電子，當時認為，這三種粒子是組成物質的最基本單位，因此把它們稱為「基本粒子」。
後來，隨著實驗設備的精進，加上物理理論的進步，到了1960年代，科學家認為世界上應該還有比基本粒子更小的粒子存在，而且中子、質子就是由更小的三種粒子所組成的，同時，還把這些更小的粒子稱為「夸克（quark）」。
到了1970年代，科學家終於在實驗室中證實了夸克的存在，而且一直到今天，有許多的科學家花費了龐大的人力、財力，投入這種次原子微觀世界的探究中！（華裔的丁肇中博士，就是因為發現了「魅夸克」，而獲得諾貝爾獎）
今天，一般把基本粒子分成三類：
| (1) 輕子（lepton）： |
質量比較輕，如電子。 |
| (2) 夸克（ quark）： |
共有六種，分別叫做上、下、奇、魅、底、頂。 |
| (3)
波色子（boson）： |
能傳遞電磁力的光子，以及能在原子核內傳遞強作用力使質子、中子聚合在一起的膠子（gluon）都屬波色子。 |
以下我列表說明各種夸克所帶的電量：
上夸克
(up quark) |
下夸克
(down quark) |
奇夸克
(strange quark) |
魅夸克
(charm quark) |
底夸克
(bottom quark) |
頂夸克
(top quark) |
| + 2/3 電荷 |
- 1/3 電荷 |
- 1/3 電荷 |
+ 2/3 電荷 |
- 1/3 電荷 |
+ 2/3 電荷 |
 取自：http://www.bud.org.tw/answer/0004/000432.htm
不穩定的原子核
你有沒有想過..
原子核中帶正電的質子和質子之間為何不會互相推擠開來呢…
原子核內靠很近的質子，它們之間有很大的庫侖排斥力，但是為什麼不會分離開來呢？因為核子內有一種巨大的吸引力量-核力，它使得中子和質子互相束縛在一起。這種使原子核束縛在一起的核力稱為強交互作用力。這種強交互作用力是一種非常短距離的作用力。它是質子，中子以及它們之間互相吸引的力。當核子間距離小於質子的半徑時(~
10-15公尺)，它是很強的吸引力；但是若核子之間的距離變大時，吸引力將趨近於零。相對於此核力，庫侖力是隨著帶電粒子的距離平方而衰減，是一種比較長距離的作用力。因此，在小原子核內的質子，它們緊密地在一起，則核吸引力可以蓋過電的排斥力。但是在大原子核內相距長距離的質子，它們之間的核吸力可能比電的排斥力小。所以較大的原子核不如較小的原子核穩定。
中子的存在對原子核的穩定性也扮演著很重要的角色。質子會吸引或排斥其它質子，但是中子只會吸引質子或其它中子，因此中子可視為是一種核子膠。最前面的20種元素幾乎都有相同數目的質子和中子。對於較重的元素，則需要更多的核子膠-中子。例如鈾-238含有92個質子和146個中子。設若鈾核僅含相同數目的質子和中子(即92個質子和92個中子
)，則它會因電的排斥力馬上散開。只有更多的54個中子加入時，鈾核才會相對穩定些；而這些更多數目的中子的吸力，剛好可抵銷較長距離下質子的電排斥力。即使如此，鈾-238仍因質子間的電排斥力而不穩定。總之，我們發現所有原子核內質子數若超過
82 個即不穩定，它們可能放射出α粒子和β粒子。
 取自http://www.phys.tku.edu.tw/S5/1304.html
核分裂
你知道原子核是如何分裂的嗎?
原子是由質子、中子和電子三種基本粒子所組成，帶正電的質子和不帶電的中子緊緊的結合在中央，形成原子核，核外圍繞著帶負電的電子。中子是很好動的粒子，喜歡在原子中間四處橫衝直撞，當原子核被中子撞擊而分裂成兩個不同的原子核，或是被撞擊而融合時，都會釋放出大量的能量，也就是「核能」。但因核融合技術目前尚未商業化，故核電廠的動力均源自於核分裂。
每一個原子核分裂後會產生兩～三個新中子，這些新中子會繼續撞擊其他的原子核，促成更多的分裂，釋放出更多的能量，產生更多的新中子，此種連續不斷的分裂，稱為核分裂連鎖反應。經由連鎖反應所產生的能量可轉換成熱能，將水加熱成高溫的水蒸氣，再轉換成動能，來推動汽輪機，帶動發電機發電，形成所謂的核能電。
為使中子可有效撞擊原子核，故核電廠利用「緩和劑」──水、重水或石墨，使中子的速度慢下來，增加中子撞擊原子核的機會，讓核分裂可以持續產生。但大量的核分裂，會讓以幾何級數增加的中子數目大增，一發不可收拾，因此仍須加以妥善控制，而控制棒的主要功能就在於吸收反應器內的中子，使核分裂反應減少。在緩和劑和控制棒的兩相協調下，連鎖反應才能夠持續而不致失控。
 取自http://english.tier.org.tw/05publish/neighborhood/8911/4-3.htm
| 
夸克
No comments:
Post a Comment