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一 科学含义

  质子(proton)是一种带 1.6 × 10-19 库仑(C)正电荷亚原子粒子,直径约 1.6 to 1.7×10−15 m[1],质量是938百万电子伏特/c²(MeV/c²),即1.6726231× 10-27 kg,大约是电子质量的1836.5倍。质子属于重子类,由两个上夸克和一个下夸克通过胶子在强相互作用下构成。

  原子核中质子数目决定其化学性质和它属于何种化学元素。氢原子最常见的同位素1H的原子核由一个质子构成。其它原子的原子核则由质子和中子在强相互作用下构成。

稳态

  至今为止质子被认为是一种稳定的、不衰变的粒子。但也有理论认为质子可能衰变,只不过其寿命非常长。到今天为止物理学家没有能够获得任何可能理解为质子衰变的实验数据。

  水中的氢离子绝大多数都是水合质子。质子在化学和生物化学中起非常大的作用。根据酸碱质子理论,可以在水溶液中提供质子的物质一般被称为酸,可以在水溶液中吸收质子的物质一般被称为碱。

  然而,质子是通过中子的过程中电子捕获。这一过程不会自发发生,但只有当能源供应。其计算公式:

  于此

  p 是一个质子,

  e 是一个电子

  n 是一个中子,而且

  νe 是一个电子中微子

  这个过程是可逆的:中子可转换回质子通过β-衰变,共同形成放射性衰变。事实上,在一个自由中子衰变这样一个平均寿命约15分钟。

历史

  卢瑟福被公认为质子的发现人。1918年他任卡文迪许实验室主任时,用α粒子轰击氮原子核,注意到在使用α粒子轰击氮气时他的闪光探测器纪录到氢核的迹象。卢瑟福认识到这些氢核唯一可能的来源是氮原子,因此氮原子必须含有氢核。他因此建议原子序数为1的氢原子核是一个基本粒子。在此之前尤金·戈尔德斯坦(EugeneGoldstein)就已经注意到阳极射线是由正离子组成的。但他没有能够分析这些离子的成分。卢瑟福发现质子以后,又预言了不带电的中子存在。

  今时今日,以粒子物理学的标准模型理论为基础而论,因为质子是复合粒子,所以不再被编入基本粒子的家族中。

应用

  物理中质子常被用来在加速器中加速到近光速后用来与其它粒子碰撞。这样的试验为研究原子核结构提供了极其重要的数据。慢速的质子也可能被原子核吸收用来制造人造同位素或人造元素。核磁共振技术使用质子的自旋来测试分子的结构。

反质子

  质子的反粒子是反质子,反质子是1955年埃米利奥·塞格雷(Emilio GinoSegrè)和欧文·张伯伦(Owen Chamberlain)发现的,两人为此获得了1959年的诺贝尔物理学奖。

基本信息

  〖符号〗 p,H+

  〖发现时间〗 1919年

  〖发现者〗 欧内斯特·卢瑟福

基本性质

  〖相对质量〗 1.007

  〖电荷〗 +1 元电荷(+ 1.60217733 × 10^-19 库仑)

  〖粒子自旋〗 1/2

  〖粒子磁矩〗 2.7928 单位核磁子

  〖作用力〗 引力、电磁力、弱核力、强核力

  〖半衰期〗 最短为 1035 年(可视为稳定)

  〖组成〗两个上夸克、一个下夸克

质子各国的读法

  英文: proton ;

  日文:阳子 ;

  朝鲜文:양성자 ;

  泰文:โปรตอน;

  希伯来语:פרוטון ;

  俄语:"Протон" ;

  克罗地亚语:Proton。

关于中子态的形成

  在巨大的气压下,处于超固态的物质,使原来已经拥挤得紧紧的原子核和电子不能再紧了,这时候原子核只好被迫解散,从里面释放出质子与中子。从原子核里放出的质子,在极大压力下会与电子结合为中子。这样,物质的构造就发生了根本性的变化,原来由原子核和电子构造的物质,现在都变成了中子。这样的状态,就叫做“中子态”。

质子的发现

  质子是1919年卢瑟福任卡文迪许实验室主任时,用α粒子轰击氮原子核后射出的粒子,命名为proton,这个单词是由希腊文中的“第一”演化而来的。欧内斯特·卢瑟福被公认为质子的发现人。1918年他注意到在使用α粒子轰击氮气时他的闪烁探测器纪录到氢核的迹象。卢瑟福认识到这些氢核唯一可能的来源是氮原子,因此氮原子必须含有氢核。他因此建议原子序数为1的氢原子核是一个基本粒子。在此之前尤金·戈尔德斯坦(EugeneGoldstein)就已经注意到阳极射线是由正离子组成的,但他没有能够分析这些离子的成分。

  原子核中所含质子数等于该元素的原子序数。氢原子最常见的同位素的原子核由一个质子构成。其它原子的原子核则由质子和中子在强相互作用下构成。在水中被溶解的氢离子实际上就是质子。质子在化学和生物化学中起非常大的作用。可以在水溶液中提供质子的物质一般被称为酸,可以在水溶液中吸收质子的物质一般被称为碱。

  质子静止质量938MeV,是电子的1836倍。带有+1元电荷(约1.60×10^-19C),量值与电子电荷绝对值相同。质子是稳定粒子,平均寿命大于1032年。高能电子、μ子或中微子轰击质子的散射实验表明质子的电荷和磁矩有一定的空间分布,因此质子不是点粒子,而具有一定的结构。目前认为质子是由所谓夸克的基本粒子构成,由两个+2/3电荷的上夸克和一个-1/3电荷的下夸克通过胶子在强相互作用下构成。

  质子与质子间,除了有电磁相互作用之外,还有强得多的强相互作用。这种强相互作用与质子中子间以及中子中子间的强相互作用完全相同,是构成结合为原子核的核力。核力与电荷的无关性说明质子与中子可以看成是同一种粒子的两种不同电荷状态,这一性质导致用同位旋概念来描述:质子和中子是同位旋I相同、同位旋第三分量I3不同的两种状态,原子核的同位旋可由质子和中子的同位旋“合成”得到。

  质子是核物理和粒子物理实验研究中用以产生反应的很重要的轰击粒子,在核物理中质子常被用来在粒子加速器中加速到近光速后用来与其它粒子碰撞,这样的试验为研究原子核结构提供了极其重要的数据。慢速的质子也可能被原子核吸收用来制造人造同位素或人造元素。核磁共振技术使用质子的自旋来测试分子的结构。质子也是宇宙射线中的主要成分。

  质子的反粒子是反质子,反质子是1955年埃米利奥·塞格雷和欧文·张伯伦发现的,两人为此获得了1959年的诺贝尔物理学奖。

  2008年9月10日,欧洲核子研究中心的科学家在瑞士日内瓦附近的大型强子对撞机控制中心忙碌。经过十几年的建造,欧洲核子研究中心的大型强子对撞机当日正式启动,将第一束质子束流注入对撞机。

  原子相对质量 约== 质子质量+中子质量 核电荷数=核内质子数=核外电子数

二 文学含义

解释

  
秦始皇
古代派往敌方或他国去的人质。多为王子世子等出身贵族的人。秦始皇的父亲,战国燕太子丹都曾经做过质子。

  秦始皇,名政。他是中国的第一个皇帝,是中国历史上一位极富传奇色彩的划时代的人物。 他的父亲异人秦国王孙,异人虽然生在帝王之家,但从小就被派往和秦国敌对的赵国,当了一名“质子”。 而始皇帝赵政就是在父亲做质子这段期间出生在赵国的,出生后在赵国过了9年孤独的生活。

  而燕国太子丹则是因为在战国末期,燕国为了讨好秦国,而将太子丹送往秦国当质子。但太子丹不满在秦国受到的待遇,逃回了自己的国家。后在秦国攻打燕国之时,派荆轲刺秦王,失败后不久,即被燕王杀害。

历史典籍中的记录

  《谷梁传·隐公八年》:“盟诅不及三王,交质子不及二伯。”

  《魏书·蛮传》:“ 泰常八年,蛮王梅安率渠帅数千朝京师,求留质子以表忠款。”

  宋 王谠 《唐语林·政事下》:“ 大中初, 云南朝贡,及西川质子,人数渐多。”

  清 吴殳 《秦》诗:“质子妖姬货可居,六王未毕已邱墟。”

  章炳麟 《訄书·弭兵难》:“说者曰:吾岂徒乞盟,将假贷於彼,而要之相率以衞我,则是以彼之金币为质子也。”

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