Alfaconnection
By Lucien Silvano Alhanati

  Física

Átomos ATM

Estrutura atômica ATM03

Partículas atômicas ATM0303

  Como se relacionam as unidades de massa e de energia ? ATM030301

A Teoria da Relatividade mostra que há uma equivalência entre massa e energia.
Quando um corpo de massa m está em repouso a sua energia  E  é calculada pela relação
  E = m c2 onde c é a velocidade da luz no vácuo.
A energia de um corpo de massa m = 1kg é:  E = 1kg x (3 x 108m/s)2 >>> E = 9 x 1016 J
Sabemos de ELE090129 que uma unidade de energia mito usada é o elétron-volt (eV), cujo valor é 
1eV = 1,6x10-19J veja em ELE090130, logo 1J = 0,62x1019 eV
A energia correspondente à massa de 1kg será portanto igual a E = 9x1016x0,62x1019eV

1kg equivale a 5,58x1035eV

Como uma unidade atômica de massa é u = 1,66x10-27kg então 1kg = 0,6x1027u
Logo 0,6x1027 u equivale a 5,58x1035eV

1u equivale a 9,3x108eV ou 
1u equivale a 930 MeV

 

Quantas partículas atômicas existem ? ATM030302

Até os dias de hoje são conhecidas perto de 200 partículas atômicas diferentes.
O estudo da totalidade destas partículas não é objeto de estudo nos cursos de nível médio ou mesmo nos ciclos básicos de cursos de graduação.
Iremos abordar apenas as partículas cuja função e propriedades sejam compatíveis com os objetivos da Alfaconnection.

Qual é a natureza e a origem das partículas atômicas ? ATM030303

A natureza e a origem das partículas atômicas são desconhecidas.
Iremos apenas indagar sobre as suas características e propriedades.

Os conceitos aqui emitidos não são verdades absolutas. 
Eles são considerados verdadeiros à luz da Física atual, 
Os conceitos poderão ser alterados com a evolução da ciência.

O que é a antimatéria ? ATM030304

Uma antipartícula é uma partícula de mesma massa com carga elétrica e propriedades opostas.
Toda partícula possui a sua antipartícula, como por exemplo a antipartícula do elétron é o pósitron.
Apenas o fóton não corresponde a um antifóton, ou melhor dizendo o antifóton coincide com o fóton.
Especulando sobre o assunto podemos afirmar que a um átomo corresponde um antiátomo e portanto a uma molécula corresponde uma antimolécula.

 O que é o elétron ? ATM030305

História:
Foi descoberto em 1897 por J Thonson

Características:

  • Massa
    9,1 x 10-31 kg ou equivalente a 0,5 MeV
  • Carga
    negativa de 1,6 x 10-19 C
    a carga do elétron é considerada como a carga elementar e neste critério é igual a -1

Onde é encontrado:
na periferia dos átomos
nos núcleos atômicos
livres na natureza.

Propriedades e comportamento:
Os elétrons da periferia dos átomos são responsáveis pelo balanceamento das cargas do átomo e pelas suas propriedades químicas
Os elétrons do núcleo atômico são emitidos quando um nêutron ( no) se converte num próton (p+) emitindo um elétron (e-) e um antineutrino(n)  >>> 1 no = 1 p+ + 1 e- + 1 n
Os elétrons livres são responsáveis pelas correntes elétricas que transportam energia, responsáveis pelo eletromagnetismo e pela carga eletrostática dos corpos.

Considerações gerais.
O elétron é representado por e- 

 O que é o fóton ? ATM030306

História:
Surgiu no início do século XX quando houve a necessidade de se explicar alguns fenômenos como o efeito foto-elétrico que não podiam ser justificados pela teoria ondulatória da luz.

Características:

  • Massa
    zero em repouso
  • Carga
         zero
  • Outras
    O fóton se desloca à velocidade da luz, possuindo nesta velocidade, quantidade de movimento e energia.
    O fóton esta sempre associado a uma freqüência, podendo ser luminosa ou não.
    A energia ( E ) do fóton é quantizada e o seu valor é proporcional à freqüência ( f )
    E = h.f   onde h é uma constante denominada de constante de Planck cujo valor é
    h = 6,63 x 10-34 J.s
    A energia ( E ) do fóton está relacionada com a sua quantidade de movimento ( p )  
    E = p.c   onde c é a velocidade da luz.

Onde é encontrado:
Toda vez que que é emitida uma radiação eletromagnética seja ela luminosa ou não, como calor, ultravioleta, raios X, etc.
Esta emissão ocorre sempre que um elétron excitado retorna ao seu orbital natural.

Propriedades e comportamento:
Os fótons são desviados por campos gravitacionais muito intensos, este desvio foi estudado por Einstein e deu origem a um trabalho de grande sucesso publicado em 1915.
Estes desvios são observados na prática nos eclipses solares.

Considerações gerais.
O fóton é representado por g 

O que é o próton ? ATM030307

História:
O físico Goldstein realizando, em 1886, descargas elétricas em gases rarefeitos produziu raios (raios canais) formados por partículas de massa e carga positiva. Em seguida Rutherford realizando esta experiência com o hidrogênio constatou que estas partículas tinham massa e carga mínima. Estas partículas que eram o núcleo do átomo de hidrogênio foram denominadas de próton.

Características:

  • Massa
    1,66 x 10-27 kg ou equivalente a 930 MeV
    1 u (unidade atômica de massa)
  • Carga
         1,6 x 10-19 C
    +1 e (carga elétrica do elétron) 

Onde é encontrado:
nos núcleos atômicos.

Propriedades e comportamento:

  • o próton é constituído por dois quarks u (up) e um quark d (down)

Considerações gerais.
o próton é representado por p+ 

O que é o nêutron ? ATM030308

História:
Foi descoberto por Chadwick em 1932.

Características:

  • Massa
    1,67 x 10-27 kg ou equivalente a 935 MeV
    1 u (unidade atômica de massa)
  • Carga
         zero

Onde é encontrado:
nos núcleos atômicos

Propriedades e comportamento:
O nêutron ( no) fora do núcleo é instável com um vida média de cerca de 15 min se converte num próton (p+) emitindo um elétron (e-) e um antineutrino(n)  >>> 1 no = 1 p+ + 1 e- + 1 n
O nêutron é constituído por dois quarks d (down) e um quark u (up)

Considerações gerais.
O nêutron é representado por no

O que é o pósitron ? ATM030309

História:
A existência foi postulada inicialmente por Dirac em 1928.
Anderson observou pela primeira vez o pósitron em 1932.

Características:

  • Massa
    9,1 x 10-31 kg ou equivalente a 0,5 MeV
  • Carga
         positiva de 1,6 x 10-19 C

Onde é encontrado:
Fora do núcleo atômico.
Gerado por decaimento radioativo tipo emissão beta, ou pela interação de fótons de alta energia 1022MeV com a matéria.

Propriedades e comportamento:
O pósitron é aniquilado por um elétron. A massa de ambos é totalmente transformada em fótons de alta energia (radiação gama)

Considerações gerais.
O pósitron é a antipartícula do elétron.
O pósitron é representado por  e+

O que é o neutrino ? ATM030310

História:
Até 1930 os físicos se encontravam perante um experimento que aparentemente violava o Princípio da Conservação da Energia, tratava-se da emissão de elétrons pelo núcleo atômico denominada de decaimento beta. Exemplificando quando 83Bi210 >>> 84Po210 + e- foi constatado que a energia resultante era muito menor que a inicial. Pauli então imaginou que deveria existir uma partícula que emitida junto com o elétron deveria conter esta diferença de energia.
Em 1933 a existência teórica desta partícula passou a ser aceita após a publicação de um cuidadoso trabalho do físico italiano Eurico Fermi que denominou esta partícula de neutrino que em italiano significa "neutronzinho", o decaimento beta do bismuto ficava então 83Bi210 >>> 84Po210 + e- + n, onde n representa o neutrino.
O neutrino só foi detectado em 1956.

Características:

  • Massa
    zero
  • Carga
    zero

Onde é encontrado:
O neutrino é sempre encontrado associado a outras partículas.
Existem no total 6 tipos de neutrino sendo o
neutrino do elétron >>> ne
neutrino do múon   >>> nm
neutrino do tau       >>> nt e as respectivas antipartículas

Propriedades e comportamento:
A matéria é totalmente transparente em relação aos neutrinos que podem atravessar a Terra e até mesmo o Sol sem perder energia.

Considerações gerais.
O neutrino é representado por n
O antineutrino é representado por n

O que o quark ? ATM030311

História:
Gell-Man e Zweig em 1964 concluíram que partículas até então consideradas elementares como os prótons e os nêutrons eram compostas por outras partículas que foram denominadas de quarks.
Os quarks só foram detectados a partir de 1967.

Características:

  • Massa
    indeterminada, uma vez que sempre aparecem associados em grupos
  • Carga
         fracionária positiva ou negativa e igual a e / 3 ou 2e / 3 onde e representa a carga do elétron.
    é importante observar que nas associações de quarks a carga é sempre um número inteiro da carga do elétron e consequentemente a carga do elétron continua sendo considerada a carga elementar.

Onde é encontrado:
na formação de mésons, prótons e nêutrons

Propriedades e comportamento:
a propriedade fundamental dos quarks é o confinamento, a experiência mostra que os quarks individuais não são vistos, eles estão sempre confinados no interior de prótons, nêutrons e mésons.

Considerações gerais.
já foram detectados os 6 tipos de quarks previstos teoricamente mostrados na tabela

Nome Símbolo Carga
Up u +2e / 3
Down d -e / 3
Charm c +2e / 3
Strange s -e / 3
Top t +2e / 3
Botton b -e / 3

Observação: e representa o valor absoluto da carga do elétron

O que é o méson ? ATM030312

História:
previstos teoricamente por Yukava em 1935 e descobertos posteriormente, tendo participado destas descobertas em 1947 o físico brasileiro César Lates.

Características:
formado por uma associação de quarks e antiquarks.

Onde é encontrado:
no núcleo atônico como transportadoras das forças que ligam os nêutrons e prótons.

Propriedades e comportamento:
instável com meia vida muito curta variando de 10-23 até 10-8 s.

Considerações gerais.
Foram detectados os mésons mostrados na tabela

Nome  Símbolo Carga
méson  m  ou múon m+ - e
méson   p  ou pion p+ + e
p0 0
p- - e
Observação: e representa o valor absoluto da carga do elétron

O que é o tau ? ATM030313

História:
partícula recém descoberta

Características:

  • Massa
    1777 MeV
  • Carga
         negativa

Propriedades e comportamento:
vida muito curta de 3 x 10-13 s

Considerações gerais.
função ainda não bem definida

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