Wat/Wie?
Ernest Rutherford KLIK wordt gecrediteerd voor de ontdekking van proton in 1920. KLIK
De experimenten die leidden tot de ontdekking van protonen waren gebaseerd op elektrische ontlading
in aangepaste kathodestraalbuizen. De waarnemingen onthulden dat deze deeltjes (protonen) positief
waren geladen. De stralen die positief geladen deeltjes dragen zijn ook bekend als kanaalstralen.
Het zijn eenvoudigweg de positief geladen gasachtige ionen.
De protonen in de kern van een atoom helpen de kern samen te binden. Ze trekken ook de negatief geladen elektronen
aan en houden ze in een baan rond de kern. Het aantal protonen in de atoomkern bepaalt welk chemisch element het is.
Dat aantal staat bekend als het atoomnummer; het wordt vaak aangeduid met een hoofdletter "Z."
Begrip
Een proton is het positief geladen deeltje dat zich in de atoomkern bevindt. KLIK
Weetjes
De lading van één proton is gelijk aan 1,6 × 10−19 C. Dit noemt men de elementaire lading. De lading van een elektron is exact tegengesteld aan die van een proton, daar het elektron negatief geladen is. In een neutraal atoom is het aantal protonen in de kern gelijk aan het aantal elektronen in de ‘schil(len)’ eromheen. In deze situatie heffen de positieve ladingen van de protonen en de negatieve ladingen van de elektronen elkaar naar buiten op. Het atoom is dan van buiten af gezien elektrisch neutraal. In de zon en alle andere sterren combineren protonen met andere protonen door middel van kernfusie. Deze fusie vereist een temperatuur van ongeveer 1 miljoen graden Celsius. Deze hoge temperatuur zorgt ervoor dat twee lichtere deeltjes samensmelten tot een derde deeltje. De massa van het gecreëerde deeltje is kleiner dan die van de twee aanvankelijke deeltjes gecombineerd. KLIK
Albert Einstein ontdekte in 1905 dat materie en energie van de ene vorm naar de andere kunnen worden omgezet. Dit verklaart hoe de ontbrekende massa verloren in het fusieproces verschijnt als energie die de ster uitzendt. Dus de fusie van protonen drijft sterren. KLIK
Protonen zijn baryonen, een klasse van subatomaire deeltjes die ook neutronen bevat.
Protonen zijn samengesteld uit twee up-quarks en één down-quark.
Experiment
Bronnen: KLIK
Geschiedenis
Het concept van een waterstofachtig deeltje als een bestanddeel van andere atomen werd
gedurende een lange periode ontwikkeld.
Reeds in 1815 stelde William Prout voor dat alle atomen zijn samengesteld uit waterstofatomen
(die hij "protyles" noemde), gebaseerd op een interpretatie van vroege waarden van atoomgewichten. KLIK
Ernest Rutherford stelde op de eerste Solvay-conferentie in 1911 een proton te hebben gedetecteerd
in een isopropanol wolkkamer.
In 1886 ontdekte Eugen Goldstein kanaalstralen (ook bekend als anodestralen) KLIK
en liet zien dat het positief geladen deeltjes (ionen) waren die uit gassen werden geproduceerd.
Omdat deeltjes van verschillende gassen echter verschillende waarden van de lading-tot-massaverhouding
(e / m) hadden, konden ze niet worden geïdentificeerd met een enkel deeltje, in tegenstelling tot de
negatieve elektronen die werden ontdekt door J.J. Thomson.
Wilhelm Wien identificeerde in 1898 het waterstofion als deeltje met de hoogste lading-tot-massa-verhouding
in geïoniseerde gassen.
Na de ontdekking van de atoomkern door Ernest Rutherford in 1911, stelde Antonius van den Broek voor dat de
plaats van elk element in het periodiek systeem (zijn atoomnummer) gelijk is aan zijn nucleaire lading. KLIK
Dit werd experimenteel bevestigd door Henry Moseley in 1913 met behulp van röntgenspectra. KLIK
In 1917 bewees Rutherford dat de waterstofkern aanwezig is in andere kernen, een resultaat dat
gewoonlijk wordt beschreven als de ontdekking van protonen.
Rutherford had eerder geleerd om waterstofkernen te produceren als een type straling geproduceerd als een
product van de impact van alfadeeltjes op stikstofgas.
Deze experimenten begonnen toen Rutherford had opgemerkt dat, als alfadeeltjes in de lucht werden geschoten
de kenmerken van typische waterstofkernen vertoonden als een product.
Na het experiment volgde Rutherford de reactie op de stikstof in lucht en ontdekte dat wanneer alfa-stralen
werden gebruikt op zuiver stikstofgas, het effect groter was. Rutherford bepaalde dat deze waterstof alleen uit
de stikstof kon komen en daarom moet stikstof waterstofkernen bevatten.
Eén waterstofkern werd afgeslagen door de impact van het alfadeeltje, waarbij in het proces zuurstof-17
werd geproduceerd. Dit was de eerste gerapporteerde kernreactie, 14 N + α → 17O + p.
Rutherford stelde dat waterstof het eenvoudigste en lichtste element was en werd beïnvloed
door de hypothese van Prout dat waterstof de bouwsteen van alle elementen was.
De ontdekking dat de waterstofkern in alle andere kernen als een elementair deeltje aanwezig is,
leidde ertoe dat Rutherford de waterstofkern een speciale
naam als een deeltje gaf, omdat hij vermoedde dat waterstof, het lichtste element, slechts één
van deze deeltjes bevatte.
Hij noemde deze nieuwe fundamentele bouwsteen van de kern het proton, naar het onzijdige
enkelvoud van het Griekse woord voor "eerste", πρῶτον.
Rutherford dacht echter ook aan het woord protyle zoals gebruikt door Prout.
Rutherford werd gevraagd om een nieuwe naam voor de positieve waterstofkern om verwarring
met het neutrale waterstofatoom te voorkomen.
Hij stelde aanvankelijk zowel proton als prouton voor (naar Prout).
Het eerste gebruik van het woord "proton" in de wetenschappelijke literatuur verscheen in 1920.
