Тема урока Элементарные частицы. 1897г. – Дж.Томсон открыл электрон 1919 г.– Э.Резерфорд открыл протон 1932 – Дж. Чэдвик открывает нейтрон. - презентация

1 Тема урока Элементарные частицы

2 1897г. – Дж.Томсон открыл электрон 1919 г.– Э.Резерфорд открыл протон 1932 – Дж. Чэдвик открывает нейтрон

3 Начиная с 1932г. Было открыто более 400 элементарных частиц Элементарная частица – это микрообъект, который невозможно расщепить на составные части, и который взаимодействует с другими микрообъектами как единое целое.

4 Фундаментальные частицы – это бесструктурные частицы, которые до настоящего времени не удалось описать как составные.

5 Величины, характеризующие элементарные частицы Масса Масса Электрический заряд Электрический заряд Время жизни Время жизни Спин (собственный момент импульса) Спин (собственный момент импульса)

6 Элементарные частицы делятся на: Фермионы – частицы с полуцелым спином (1/2 h, 3/2 h….) Например: электрон, протон, нейтрон h, 2 h ….) Бозоны – частицы с целым спином (0, h, 2 h ….) Например: фотон, П- мезон

7 Фермионы подчиняются принципу Паули В одном и том же энергетическом состоянии может находится не более двух фермионов с противоположными спинами. Вольфганг Паули австрийский физик-теоретик

8 Античастица а (элементарной частицы а) – элементарная частица, имеющая (по отношению к а) равную массу покоя, одинаковый спин, время жизни и противоположный заряд. Частицей, совпадающей со своей античастицей, является фотон.

9 В 1931 г. английский физик П.Дирак теоретически предсказал существование позитрона – античастицы электрона.

10 В 1932 г. позитрон был экспериментально открыт американским физиком Карлом Андерсоном. В 1947г. был обнаружен антипион. В 1955 г. – антипротон, а в 1956 г. антинейтрон.

11 Аннигиляция – процесс взаимодействия элементарной частицы с ее античастицей, в результате которого они превращаются в фотоны или другие частицы. Процесс обратный аннигиляции:

12 Антивещество – вещество состоящее из антинуклонов и позитронов В 1969 г. В нашей стране был получен антигелий. Затем были получены антидейтерий, антитритий. Антивещество – самый совершенный источник энергии, самое калорийное «горючее»

13 Адроны – элементарные частицы, участвующие в сильном взаимодействии. Адроны – элементарные частицы, участвующие в сильном взаимодействии. Лептоны –фундаментальные частицы, не участвующие в сильном взаимодействии. Лептоны –фундаментальные частицы, не участвующие в сильном взаимодействии.

14 Для выделения класса лептонов вводится квантовое число – лептонный заряд L. Для лептонов L=1, для антилептонов L= -1, для адронов L=0.

15

16 Мюон был открыт в космических лучах в 1936 г. (на 1см 2 поверхности Земли каждую минуту падает один мюон). Для реакции распада мюона выполняется закон сохранения лептонного заряда.

17 В 1975 г. был открыт самый тяжелый лептон таон. В 1975 г. был открыт самый тяжелый лептон – таон. Для реакции распада таона также выполняется закон сохранения лептонного заряда.

18 К классу адронов относятся около 300 частиц, участвующих в сильном взаимодействии Мезоны- бозоны со спином, равным 0, h. Мезоны- бозоны со спином, равным 0, h. Барионы- фермионы со спином, равным h/2, 3h/2. Барионы- фермионы со спином, равным h/2, 3h/2.

19

20 Для выделения класса барионов вводится квантовое число –барионный заряд В. Для барионов В=1, для антибарионов В= -1, у частиц, не являющимися барионами В=0. Во всех взаимодействиях барионный заряд сохраняется.

21

22 В 1963 г. американские физики-теоретики Дж. Цвейг и М.Гелл-Манн выдвинули гипотезу о том, что адроны состоят из кварков. В 1963 г. американские физики-теоретики Дж. Цвейг и М.Гелл-Манн выдвинули гипотезу о том, что адроны состоят из кварков. В 1969 г. экспериментальное подтверждение кварковой структуры адронов пришло из Стэнфорда. В 1969 г. экспериментальное подтверждение кварковой структуры адронов пришло из Стэнфорда.

23 U (up) – верхний кварк U (up) – верхний кварк d (down) – нижний кварк d (down) – нижний кварк S (strange) – странный кварк S (strange) – странный кварк t (truth) – истинный кварк t (truth) – истинный кварк В (beauty) – прелестный кварк В (beauty) – прелестный кварк С (charmed) – очарованный кварк С (charmed) – очарованный кварк

24 Характеристики кварков

25 Барионы состоят из трех кварков: Барионы состоят из трех кварков: p= (u;u;d), n= (u; d; d) Мезоны состоят из кварка и антикварка: Мезоны состоят из кварка и антикварка: П + =(u; d ) Кварковая структура адронов

26 Каждый тип кварков может иметь три цветовых заряда: красный, синий и зеленый. Все адроны цветонейтральны. Так как существует 6 кварков и 6 антикварков, каждый из которых может иметь 3 цвета, то полное число кварков равно 36.

27 Фундаментальными частицами являются лептоны и кварки. Все фундаментальные частицы – фермионы. Таким образом, окружающая нас Вселенная состоит из 48 фундаментальных частиц.