首先,粒子是一個(gè)統(tǒng)稱(chēng),其中包括質(zhì)子、電子、中子和原子。在這四種粒子中,質(zhì)子、中子和電子組成了原子,不同的原子組成了宇宙中所有可見(jiàn)的物質(zhì)。
具體而言,原子是由原子核以及繞著原子核運(yùn)動(dòng)的電子組成。原子核又是由質(zhì)子和中子通過(guò)強(qiáng)核力結(jié)合在一起,但氕原子核除外,它只有一個(gè)質(zhì)子,并沒(méi)有中子。質(zhì)子和中子又都是由夸克組成??淇耸且环N基本粒子,目前人類(lèi)已知的夸克有6種,分別是上、下、粲、奇、頂和底夸克。質(zhì)子是由兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成,中子則是由一個(gè)上夸克和兩個(gè)下夸克組成。由于上夸克帶2/3個(gè)正電荷,下夸克帶1/3個(gè)負(fù)電荷,因此,質(zhì)子帶一個(gè)正電荷,中子則不帶電。
在原子中,質(zhì)子數(shù)與核外電子數(shù)相等,又因?yàn)殡娮訋б粋€(gè)負(fù)電荷,所以原子是呈現(xiàn)電中性。因此,質(zhì)子數(shù)決定了元素的種類(lèi)。不同的元素,質(zhì)子數(shù)不同。對(duì)于同一種元素,可能存在中子數(shù)不同的情況,它們互稱(chēng)為同位素。例如,氫元素存在三種同位素,分別為中子數(shù)為0個(gè)的氕、中子數(shù)為1個(gè)的氘以及中子數(shù)為2個(gè)的氚,它們質(zhì)子數(shù)都為1個(gè)。在自然界中,氕(氫-1)的豐度最高,達(dá)到了99.98%,所以通常把氕稱(chēng)作氫。在整個(gè)宇宙中,氫的質(zhì)量占到了75%。此外,氫也是恒星進(jìn)行核聚變的主要燃料。
最后總結(jié)一下,粒子是一個(gè)集合,目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了四百多種粒子,電子、質(zhì)子、中子和原子都是其中的成員。電子是一種基本粒子,無(wú)法再分割下去,而質(zhì)子和中子都是由三個(gè)夸克組成。電子、質(zhì)子、中子互相結(jié)合形成了原子,而原子又構(gòu)成了我們所見(jiàn)的宇宙萬(wàn)物。
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