Elettrone

Delle tre particelle che costituiscono gli atomi, l’elettrone è di gran lunga il più leggero ed il più piccolo, la sua massa è infatti:

ed il suo raggio è così piccolo che non si è ancora riusciti a misurarlo; per questo diciamo che è puntiforme. Sappiamo anche che è privo di struttura interna, a differenza del neutrone e del protone, cioè è una particella elementare in quanto non composta da altre più piccole, come per gli adroni.

Nell’uso comune, l’elettrone viene abbreviato con il simbolo e^-.
La sua carica elettrica è negativa e si indica con:

Si identifica come carica elementare (e) la carica dell’elettrone, e la carica di tutte le altre particelle viene riferita a questa.
Esiste una fondamentale legge della fisica: la carica elettrica di una particella è sempre un multiplo intero, segno a parte, della carica elementare.

energia di legame nucleare

Viene definita energia di legame nucleare E, per nucleone di un certo atomo, l’energia necessaria a estrarre il nucleone e portarlo a distanza infinita.
Per calcolare questa energia possiamo considerare il cosiddetto difetto di massa del nuclide, cioè la differenza tra la massa ottenuta sommando i nucleoni e la massa nucleare calcolata sperimentalmente, che risulta leggermante inferiore. Per esempio, il nucleo dell’atomo di elio è formato da 2 protoni e 2 neutroni, e dovrebbe quindi avere massa di 4,03190u.m.a. (=), mentre in realtà ha massa di 4,00150u.m.a. In questo caso il difetto di massa è Dm=0,03040u.m.a.
Questa massa mancante si è trasformata in energia nel momento della formazione del nucleo atomico secondo la famosa relazione di Einstein E=mc²
Ed è quindi l’energia necessaria per separare i suoi nucleoni.

Il neutrone

Il neutrone è (insieme al protone) un nucleone ovvero uno dei due costituenti dei nuclei atomici.
La sua massa è:

Il suo raggio è:

quindi molto più grande e pesante (circa 1839 volte) dell’elettrone.
Infatti negli atomi sono gli elettroni a girare intorno al nucleo composto anche di neutroni.
Comunemente il neutrone viene abbreviato con n.
La carica elettrica del neutrone è nulla:

Il nucleo

Il nucleo è la parte centrale dell’atomo, dotata di carica elettrica positiva, comprendente la quadi totalità della massa dell’atomo. è costituito da nucleoni (protoni e neutroni) uniti grazie alla cosiddetta forza d’interazione forte (o forza di Fermi) che supera la forza di repulsione. Il nucleo di un particolare elemento contiene Z protoni ed N neutroni (quindi la massa atomica A=Z+N nucleoni). Z rappresenta anche la carica elettrica (in unità di cariche elementari);

Il protone

Il protone è (insieme al neutrone) un nucleone ovvero uno dei due costituenti dei nuclei atomici.

La sua massa è:

mp-24g

e il suo raggio é:

rpfm

quindi molto più grande e pesante (circa 1836 volte) dell’elettrone. Infatti negli atomi sono gli elettroni a girare intorno al nucleo composto di protoni e neutroni.
Comunemente il protone viene abbreviato con la lettera p.
La carica elettrica del protone è positiva e vale:

Qprotone= e  (-19C)

Ovvero quanto quella dell’elettrone, ed è proprio per questo che ogni singolo atomo è normalmente neutro.

Quanti

Alla fine del secolo scorso, la luce e ogni altro tipo di radiazione elettromagnetica venivano considerate come "treni d’onda continui", infatti molti fenomeni luminosi (es. diffrazione, rifrazione, interferenza) potevano venire spiegati in base alle leggi della fisica classica (teoria ondulatoria). Tuttavia, i molti tentativi condotti per spiegare in base ad essa gli spettri di emissione dei corpi non risultarono pienamente soddisfacenti, fino a che nel 1900 Max Planck (1858-1947) non avanzò un ipotesi rivoluzionaria, secondo la quale l’energia radiante non viene emessa e assorbita in modo continuo, ma per piccolissime quantità finite (discontinue), dette quanti.
L’energia associata a un quanto di frequenza n è data da:

E = hn

dove h è una costante determinata dallo stesso Planck, chiamata quanto di azione e vale circa 6,6^-34J.
In base a ciò, i quanti che formano una radiazione azzurra sono più ricchi di energia dei quanti di luce rossa, poiché la loro frequenza è più elevata.
È proprio da questa ipotesi di Planck che scienziati come Bohr, Einstein, e Heisemberg presero spunto per i loro studi sull’atomo.