Hva holder elektroner og protoner Apart?

Elektroner og protoner er subatomære partikler, som er å si at de er partikler som er små nok til å eksistere innenfor atomer. Det er balansen av positivt ladede protoner og negativt ladede elektronene som gir et atom sin samlede nøytral ladning. Men med slike partikler i bevegelse og eksisterende i et trangt sted, virker det merkelig at atomer kan være så stabil og eksistere uten å kollapse på seg selv. Selv om dette innen fysikk er helt nytt, det er vitenskapelige grunner til at kollisjoner ikke forekomme.

motsatt Charge

I fysikk er vi lært at en positivt ladet objekt vil bli tiltrukket av en negativt ladet objekt og vice versa. Vi ser dette demonstrert når vi slår på en strømkilde og være vitne til effekten av elektrisitet eller når vi gjør en elektrolyse eksperiment. Som protoner og elektroner begge bære en lik og motsatt ladning, ville du forventer at de skal være i konstant kollisjon. Faktisk ikke dette skje. Dette er på grunn av flere faktorer som hindrer subatomære partikler kolliderer. Som forskere undersøkt dette feltet subatomær fysikk, begynte de å forstå at lovene i macrophysics - som hadde blitt tenkt på tidligere som universelle - ikke alltid gjelder mikroskopiske partikler.

subatomære Behavior

Når observere atferden til elektroner avfyrt ved et slit, oppdaget forskerne at disse partiklene som tidligere hadde vært tenkt på som enkeltstående pakker av saken oppførte seg som partikler når avfyrt gjennom en enkelt spalte, men faktisk oppførte seg som bølger når avfyrt mot en dobbel slit. Den forvirrede forskerne klarer å finne en matematisk forklaring på hva de hadde sett, sett om å prøve å analysere nøyaktig hva som skjer når elektronene passerer gjennom dobbel slit. Dermed oppdaget de at denne intense observasjon gjort bølgen effekten opphøre og elektronene tilbake til oppfører seg som partikler. Dette førte forskere til å konkludere med at elektroner ikke adlød vanlige fysiske lover, og derfor ikke kan antas å følge reglene for tiltrekning av motsatt ladede partikler.

Avstand

Selv om det ikke lenger er korrekt å vitenskapelig anta at elektroner og protoner skal bli tiltrukket og derfor bør kolliderer, er det logisk å anta at partikler inni en så liten plass ville kolliderer fra tid til annen. Imidlertid, mens et atom er utvilsomt liten - det vil ta mer enn 20 millioner hydrogenatomer til lik lengden av denne strek - i forhold til størrelsen av protoner og elektroner atomet er enorm. Relativt sett, hvis en hydrogen proton var størrelsen på denne "O", elektronet vil være mellom 16 hundre og 17 hundre meters avstand. Denne enorme avstanden gjør kollisjoner usannsynlig.

Sentrifugalkraft

Som elektroner i bane rundt kjernen av et atom, spinne de. Denne spinne skaper en kraft som kalles sentrifugalkraft, som skyver partikkel bort fra midten av sin bane. Dette betyr at elektronet partikkelen ikke er predisponert for å kollidere med protonet ved midten av kjernen, selv med en elektronisk attraksjon. Imidlertid avhenger denne teorien ved elektron oppfører seg som partikkel, og vi har sett at dette er ikke alltid tilfelle.