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베타 붕괴시 양성자가 중성자로 바뀌는 현상
비공개
조회수 3,567
2019.01.31.
화학을 배우고 있는 학생입니다. 베타 붕괴를 보고있는데 갑자기 이해가 안되는 부분이 있습니다.
양성자는 업쿼크(u) 2개와 다운 쿼크(d) 1개로 이루어져있고 중성자는 u 1개와 d 2개로 이루어져있다고 배우고 있습니다. 또 업쿼크의 전하량은 +2/3 이고 다운쿼크의 전하량은 -1/3 이라고 배우고 있습니다.
원자핵 안에는 전자가 없는데 베타붕괴는 원자핵 안에서 전자를 방출하는 현상이라고 알고있습니다.
도대체 그 전자가 어디서 오는건가요?
답변자님,
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원자는 위와 같은 구조로 되어 있습니다.
설명의 편의를 위해 중심(원자핵)에 양성자 또는 중성자 하나만 있는 원자로 설명하겠습니다.
원자라는 입자는,
중심의 원자핵이라는 입자와
원자핵을 둘러싼 여러겹의 전자껍질로 이루어져 있습니다.
원자핵 이라는 입자는,
중심의 쿼크라는 입자와
쿼크를 둘러싼 여러겹의 핵껍질로 이루어져 있습니다.
계속 껍질을 까다보면 결국엔 아무 것도 남지 않는, 양파를 생각하면 됩니다.
전자껍질이나 핵껍질이나 동일한 메커니즘을 가진 껍질입니다.
다만 전자기력의 영역에 속해 있느냐 핵력의 영역에 속해 있느냐의 차이만 있을 뿐입니다.
전자기력의 영역에 있는 전자껍질에서 나오는 파동을 전자기파(빛) 또는 전자라고 부르고,
핵력의 영역에 있는 최외곽 핵껍질에서 나오는 파동을 양전자 또는 전자라고 부르는 겁니다.
핵력의 영역에 있는 최외곽 핵껍질에서 나오는 파동도 전자기파의 일종이고 전자의 일종입니다.
다만 진동수가 맞지 않아 전자기력의 영역에서는 사용하지 못하는 전자기파이고 전자라고 생각하면 됩니다.
핵력의 영역에 있는 최외곽 핵껍질이 바닥 상태일 때의 원자핵을 중성자라고 하고 들뜬 상태일 때의 원자핵을 양성자라고 합니다.
핵력의 영역에 있는 최외곽 핵껍질이 들뜬 상태가 되면 전자기력의 영역으로 튀어나오게 되는데,
이것이 양성자가 전하(전기력)를 가지는 이유입니다.
핵력의 영역에 있는 최외곽 핵껍질이 바닥 상태가 되면 다시 핵력의 영역으로 들어가게 되는데,
이것이 중성자가 전하(전기력)를 가지지 않는 이유입니다.
베타붕괴 현상을 핵력의 영역에서 일어나는 광전효과 및 역광전효과라고 생각하면 됩니다.
2019.01.31.
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