Le tre particelle atomiche

ELETTRONE

Delle tre particelle che costituiscono gli atomi, l'elettrone è di gran lunga il più leggero ed il più piccolo. Per avere un idea del suo peso dobbiamo pensare che ci vorrebbero dieci miliardi di miliardi di miliardi di elettroni per fare un solo grammo di materia! La sua massa è infatti: me = 9.1 × 10-28 gr
Il raggio dell'elettrone è così piccolo che non si è ancora riusciti a misurarlo; per questo diciamo che è puntiforme. Sappiamo inoltre che è privo di struttura interna, cioè è una particella fondamentale in quanto non composta da altre più piccole. Nell'uso comune, l'elettrone viene abbreviato con il simbolo "e-" e la sua carica elettrica per convenzione è negativa. La carica dell'elettrone Qe viene identificata come carica elementare. In questo modo, la carica di tutte le altre particelle viene riferita a quella dell'elettrone: la carica elettrica di una particella è sempre un multiplo intero o una frazione, segno a parte, della carica elementare Qe.
La scoperta degli elettroni, nel 1897, da parte di J.J. Tompson, ha messo in evidenza per la prima volta l'esistenza delle particelle elementari, o meglio la natura non continua della materia.

PROTONE

Il protone è, insieme al neutrone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. Il protone è molto più pesante dell'elettrone; la sua massa è infatti circa 2000 volte quella dell'elettrone. mp = 1.67 × 10-24 gr. Il raggio del protone è: rp = 1 fm (1 fm = 10-15 m) Questa grandezza viene chiamata fermi(fm) dal nome del grande fisico italiano Enrico Fermi, ed è spesso usata per le misure atomiche e subatomiche. Per ottenere un fermi dobbiamo dividere un metro in un miliardo di parti, poi dividere quanto ottenuto in un milione di parti! Il protone viene comunemente abbreviato con il simbolo “p”, e la sua carica elettrica è uguale a quella dell'elettrone ma ha segno opposto, ovvero è positiva: QP = + e
Storicamente, la scoperta del protone non è legata ai risultati di un esperimento preciso, come è invece avvenuto per le altre particelle: infatti, intorno al 1920, si accertò che non esisteva alcun componente nucleare di carica positiva più leggero dell'atomo di idrogeno (ricordiamo che la massa degli elettroni è trascurabile rispetto a quella dei protoni) e si arrivò alla conclusione che il costituente fondamentale dei nuclei atomici fosse il nucleo di idrogeno, che fu chiamato protone (dal greco proton, che significa “primo”).

NEUTRONE

Il neutrone è, insieme al protone, uno dei 2 costituenti del nucleo atomico. La massa del neutrone è di circa 10% maggiore a quella del protone. Il raggio del neutrone è rn = 1 fm, come quello del protone.Il neutrone viene comunemente abbreviato con il simbolo “n”, e non possiede carica elettrica, ovvero è una particella elettricamente neutra. Nel 1930, W.Bothe e H Bekher osservarono l'emissione di radiazione neutra mentre bombardavano con particelle alfa (nuclei di elio) un bersaglio di berillio. Nel 1932, Chadwick, sulla base dei risultati di alcuni esperimenti da lui eseguiti su questa nuova radiazione, constatò che questa non poteva essere radiazione elettromagnetica (fotoni), ma particelle neutre (cioè con carica elettrica nulla) di massa circa uguale a quella del protone; il neutrone. Come riconoscimento per i risultati ottenuti con le sue ricerche, Chadwick fu insignito del premio Nobel per la fisica nel 1935.