არსებობს თუ არა "სუპერლუმინალური სამყარო"? ელემენტარული ნაწილაკები ნაწილაკების ფიზიკის ქრონოლოგია

ნაწილაკების ერთ-ერთი მთავარი თვისებაა მათი ერთმანეთში გარდაქმნის, ურთიერთქმედების შედეგად დაბადებისა და განადგურების უნარი.
პოზიტრონის აღმოჩენა, ნაწილაკი, რომელიც მსგავსია ელექტრონის მახასიათებლებით, მაგრამ ელექტრონისგან განსხვავებით, აქვს დადებითი ერთეული მუხტი, ძალიან მნიშვნელოვანი მოვლენა იყო ფიზიკაში. ჯერ კიდევ 1928 წელს პ. დირაკმა შემოგვთავაზა განტოლება ელექტრონის რელატივისტური კვანტური მექანიკის აღსაწერად. აღმოჩნდა, რომ დირაკის განტოლებას აქვს ორი ამონახსნი, როგორც დადებითი, ასევე უარყოფითი ენერგიით. უარყოფითი ენერგიის მდგომარეობა აღწერს ელექტრონის მსგავს ნაწილაკს, მაგრამ დადებითი ელექტრული მუხტით. პოზიტრონი იყო პირველი ნაწილაკი, რომელიც აღმოაჩინეს ნაწილაკების მთელი კლასიდან, რომელსაც ანტინაწილაკები ეწოდება. პოზიტრონის აღმოჩენამდე ბუნებაში დადებითი და უარყოფითი მუხტების არათანაბარი როლი აუხსნელი ჩანდა. რატომ არის მძიმე, დადებითად დამუხტული პროტონი, მაგრამ არა მძიმე ნაწილაკი პროტონის მასით და უარყოფითი მუხტით? მაგრამ იყო სინათლის უარყოფითად დამუხტული ელექტრონი. 1932 წელს პოზიტრონის აღმოჩენამ არსებითად აღადგინა მუხტის სიმეტრია მსუბუქი ნაწილაკებისთვის და ფიზიკოსებს დაუპირისპირდა პროტონისთვის ანტინაწილაკის პოვნის პრობლემა. კიდევ ერთი სიურპრიზი ის არის, რომ პოზიტრონი არის სტაბილური ნაწილაკი და შეუძლია ცარიელ სივრცეში განუსაზღვრელი ვადით არსებობა. თუმცა, როდესაც ელექტრონი და პოზიტრონი ერთმანეთს ეჯახებიან, ისინი ნადგურდებიან. ელექტრონი და პოზიტრონი ქრება და მათ ნაცვლად ორი γ კვანტი იბადება

e + + e - → 2γ

m(e -) = m(e +) = 0.511 მევ.

ხდება ნულისაგან განსხვავებული დასვენების მასის მქონე ნაწილაკების ტრანსფორმაცია ნულოვანი დასვენების მასის ნაწილაკებად (ფოტონები), ე.ი. დანარჩენი მასა არ არის დაცული, მაგრამ გარდაიქმნება კინეტიკურ ენერგიად.
ანიჰილაციის პროცესთან ერთად აღმოაჩინეს ელექტრონ-პოზიტრონის წყვილის შექმნის პროცესიც. ელექტრონ-პოზიტრონის წყვილები ადვილად წარმოიქმნება -კვანტებით რამდენიმე მევ ენერგიით ატომის ბირთვის კულონის ველში. კლასიკურ ფიზიკაში ნაწილაკების და ტალღების ცნებები მკვეთრად დიფერენცირებულია - ზოგიერთი ფიზიკური ობიექტი ნაწილაკებია, ზოგი კი ტალღები. ელექტრონ-პოზიტრონის წყვილების ფოტონებად გარდაქმნამ დამატებით დაადასტურა აზრი, რომ რადიაციასა და მატერიას შორის ბევრი საერთოა. განადგურების პროცესებმა და წყვილების დაბადებამ აიძულა გადაგვეფიქრა, რა არის ნაწილაკები, რომლებსაც ადრე ელემენტარული ეწოდებოდათ. ნაწილაკმა შეწყვიტა უცვლელი „აგური“ მატერიის სტრუქტურაში. გაჩნდა ახალი, უკიდურესად ღრმა კონცეფცია ნაწილაკების ურთიერთ ტრანსფორმაციის შესახებ. აღმოჩნდა, რომ ნაწილაკები შეიძლება დაიბადოს და გაქრეს, გადაიქცეს სხვა ნაწილაკებად.
ე.ფერმის მიერ შექმნილ -დაშლის თეორიაში ნაჩვენები იყო, რომ -დაშლის პროცესში გამოსხივებული ელექტრონები ბირთვში არ არსებობენ, არამედ ნეიტრონის დაშლის შედეგად იბადებიან. ამ დაშლის შედეგად ნეიტრონი n ქრება და იბადება პროტონი p, ელექტრონი e - და ელექტრონი ანტინეიტრინო e.

n p + e - + e

მ(ნ) = 939,6 მევ. m(p) = 938,3 მევ. მ(ე) = ? τ(n) = 887c.

ანტიპროტონსა და პროტონს p შორის რეაქციების შედეგად, შეჯახებული ნაწილაკების ენერგიიდან გამომდინარე, შეიძლება წარმოიშვას სხვადასხვა ნაწილაკები.

p+	→ n + + π + + π -	m() = m(p), m() = m(n) m(π +) = m(π -) = 140 მევ. τ (π +) = τ (π -) = 2.6∙ 10 -8 წმ.
	→π + + π - + π 0
	→ K + + K -

დადებითად დამუხტული K + მეზონი, რომლის სიცოცხლის საშუალო ხანგრძლივობაა 1,2∙10 -8 წმ, იშლება ერთ-ერთი შემდეგი გზით (დაშლის ფარდობითი ალბათობა ნაჩვენებია მარჯვნივ.

Λ -ჰიპერონს და Δ 0 -რეზონანსს აქვთ დაახლოებით იგივე მასები და იშლება ერთსა და იმავე ნაწილაკებად - პროტონად და π - მეზონად. მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობის დიდი განსხვავება განპირობებულია დაშლის მექანიზმით. Λ -ჰიპერონი სუსტი ურთიერთქმედების შედეგად იშლება, ხოლო Δ 0 -რეზონანსი - ძლიერი ურთიერთქმედების შედეგად.

Λ → p + π	m(Λ ) = 1116 მევ. τ (Λ ) = 2,6∙ 10 -10 წმ.
Δ 0 → p + π	m(Δ) = 1232 მევ. τ(Δ) = 10 -23 წმ

საბოლოო მდგომარეობაში უარყოფითი მიონის (-) დაშლის დროს ელექტრონთან ერთად ჩნდება ორი ნეიტრალური ნაწილაკი - მიონური ნეიტრინო. ν μ და ელექტრონული ანტინეიტრინო ე. ეს დაშლა ხდება სუსტი ურთიერთქმედების შედეგად.

მუნიციპალური საბიუჯეტო არასტანდარტული საგანმანათლებლო დაწესებულება "ქალაქ ბელოვოს ტასიროვის გ.ხ. No1 გიმნაზია" ელემენტარული ნაწილაკები პრეზენტაცია ფიზიკის გაკვეთილზე მე-11 კლასში (პროფილის დონე) დაასრულა: პოპოვა ი.ა., ფიზიკის მასწავლებელი ბელოვო, 2012 მიზანი: ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკის გაცნობა და ცოდნის სისტემატიზაცია თემაზე. მოსწავლეთა აბსტრაქტული, ეკოლოგიური და მეცნიერული აზროვნების განვითარება ელემენტარული ნაწილაკების და მათი ურთიერთქმედების შესახებ იდეების საფუძველზე რამდენი ელემენტია პერიოდულ სისტემაში? მხოლოდ 92. როგორ? კიდევ არის? მართალია, მაგრამ ყველა დანარჩენი ხელოვნურად არის მიღებული, ისინი ბუნებაში არ გვხვდება. ასე რომ - 92 ატომი. მათგან მოლეკულებიც შეიძლება დამზადდეს, ე.ი. ნივთიერებები! მაგრამ ის ფაქტი, რომ ყველა ნივთიერება შედგება ატომებისგან, განაცხადა დემოკრიტემ (ძვ. წ. 400 წ.). ის იყო დიდი მოგზაური და მისი საყვარელი გამონათქვამი იყო: „არაფერი არ არსებობს გარდა ატომებისა და სუფთა სივრცისა, დანარჩენი ყველაფერი აზრია.” ნაწილაკების ფიზიკის ქრონოლოგია დემოკრიტე ატომი თარიღი მეცნიერის აღმოჩენა (ჰიპოთეზა) ძვ. დასაწყისი XX 1910 1928 1928 1929 საუკუნე ტომსონის ელექტრონის ანტინაწილაკი - ნაწილაკი, რომელსაც აქვს იგივე ე. რეზერფორდის პროტონის მასა და სპინი, მაგრამ დირაკი და პოზიტრონის აღმოჩენა ანდერსონის მუხტების საპირისპირო მნიშვნელობებია ყველა ტიპის; ა. აინშტაინი ფოტონი პ. დირაკი არსებობის პროგნოზირება 1931 პაული ნეიტრინოებისა და ანტინეიტრინოების აღმოჩენა 1932 ჯ. ჩადვიკი 1932 1930 1935 ანტინაწილაკები ნებისმიერი ნეიტრონის ელემენტარული ნაწილაკისთვის არის საკუთარი ანტინაწილაკი - პოზიტრონი e+ პოლიდის არსებობის ანტინაწილაკი. ნეიტრინო n მეზონის აღმოჩენა ნაწილაკების ფიზიკის ქრონოლოგია თარიღი აღმოჩენა (ჰიპოთეზა) თეორიული ფიზიკოსების წინაშე აღმოჩნდნენ მეორე, 1947 წლის განმავლობაში ყველაზე რთული ეტაპის ორგანიზება, აღმოაჩინეს π-მეზონი p-ის აღმოჩენა კოსმოსური „ზოოპარკის“ ნაწილაკებში და სხივები ცდილობენ შეამცირონ საწყისი ნაწილაკების რაოდენობა ფუნდამენტური ნაწილაკებისთვის. ღიად დადასტურდა, რომ რამდენიმე ასეული ახალი მინიმუმი, სხვები 1960 წ. შედგება ელემენტარული ნაწილაკებისგან, რომლებსაც აქვთ ფუნდამენტური ნაწილაკების ნაწილაკების მასები 140 მევ-დან 2 გევ-მდე დიაპაზონში. ყველა ეს ნაწილაკი არასტაბილური იყო, ე.ი. დაიშალა უფრო დაბალი მასის მქონე ნაწილაკებად, საბოლოოდ გახდა სტაბილური პროტონები, ელექტრონები, ფოტონები და ნეიტრინოები (და მათი ანტინაწილაკები). ნაწილაკების ფიზიკის ქრონოლოგია თარიღი მეცნიერის სახელი აღმოჩენა (ჰიპოთეზა) მესამე ეტაპი 1962 მ. გელ-მანმა შემოგვთავაზა მოდელი და დამოუკიდებლად ძლიერ ურთიერთქმედების ნაწილაკების სტრუქტურისგან კვარკების ფუნდამენტური ნაწილაკებისგან 1995 ეს მოდელი დღემდე. ჯერ გადაიქცა მოსალოდნელ, მეექვსე ნაწილაკების ურთიერთქმედების ყველა ცნობილი ტიპის თანმიმდევრულ თეორიად. კვარკი როგორ ამოვიცნოთ ელემენტარული ნაწილაკი? ჩვეულებრივ, ნაწილაკების მიერ დატოვებული კვალი (ტრაექტორიები ან ბილიკები) შესწავლილი და გაანალიზებულია ფოტოების გამოყენებით ელემენტარული ნაწილაკების კლასიფიკაცია ყველა ნაწილაკი იყოფა ორ კლასად: 1. ფერმიონები, რომლებიც ქმნიან მატერიას; 2. ბოზონები, რომელთა მეშვეობითაც ხდება ურთიერთქმედება. ელემენტარული კვარკების კლასიფიკაცია მონაწილეობს ძლიერ ურთიერთქმედებებში, ხოლო ნაწილაკები ასევე მონაწილეობენ სუსტ და ელექტრომაგნიტურ ურთიერთქმედებებში. ფერმიონები იყოფა ლეპტონებად და კვარკებად. კვარკებმა გელ-მანმა და გეორგ ცვაიგმა შემოგვთავაზეს კვარკის მოდელი 1964 წელს. პაულის პრინციპი: ურთიერთდაკავშირებული ნაწილაკების ერთ სისტემაში არასოდეს არსებობს მინიმუმ ორი ნაწილაკი იდენტური პარამეტრებით, თუ ამ ნაწილაკებს აქვთ ნახევრად მთელი რიცხვის სპინი. მ.გელ-მანი კონფერენციაზე 2007 წელს. რა არის სპინი? სპინი გვიჩვენებს, რომ არსებობს სპინი (ინგლისური spin-დან - to twirl, მდგომარეობათა სივრცე, რომელიც არანაირად არ არის დაკავშირებული ბრუნვასთან) - ნაწილაკების მოძრაობა სივრცეში ჩვეულებრივ მომენტში; ელემენტარული ნაწილაკების იმპულსი, სპინის (ინგლისური კვანტურიდან სპინი - სპინი) სიხშირე და ბუნების არქონა შედარებულია კუთხური იმპულსით „სწრაფად ასოცირდება მბრუნავი ზედა ნაწილაკების მოძრაობასთან“ - ეს არასწორია! მთლიანობაში სპინი არის ნაწილაკის შიდა კვანტური მახასიათებელი, რომელსაც ანალოგი არ გააჩნია კლასიკურ მექანიკაში; ზოგიერთი მიკრონაწილაკების სპინები სპინი 0 ნაწილაკების ზოგადი სახელწოდება π-მეზონები, K-მეზონები, ჰიგსის ბოზონი, 4He ბირთვის ატომები და სკალარული ნაწილაკები, ლუწი-ლუწი ბირთვები, პარაპოზიტრონიუმი 1/2 სპინორული ნაწილაკები 1 ვექტორული ნაწილაკები 3/2 სპინი-ვექტორი ნაწილაკები 2 მაგალითები ელექტრონი, კვარკები, პროტონი, ნეიტრონი, ატომები და ბირთვები 3He ფოტონი, გლუონი, ვექტორული მეზონები, ორთოპოზიტრონი Δ-იზობარები ტენსორული ნაწილაკები გრავიტონი, ტენზორული მეზონები კვარკები კვარკები მონაწილეობენ ძლიერ ურთიერთქმედებებში, ასევე სუსტ და ელექტრომაგნიტურ ურთიერთქმედებებში. კვარკების მუხტები წილადია - -1/3e-დან +2/3e-მდე (e არის ელექტრონის მუხტი). დღევანდელ სამყაროში კვარკები არსებობენ მხოლოდ შეკრულ მდგომარეობებში - მხოლოდ ჰადრონების ნაწილი. მაგალითად, პროტონი არის uud, ნეიტრონი არის udd. ფიზიკური ურთიერთქმედების ოთხი ტიპია გრავიტაციული, ელექტრომაგნიტური, სუსტი, ბირთვული ძლიერი. არსებობს მხოლოდ ერთი მექანიზმი: სუსტი ურთიერთქმედება ცვლის ნაწილაკების შინაგან ბუნებას გაცვლის გამო. ნაწილაკებსა და სხვებს შორის ძლიერი ურთიერთქმედება განსაზღვრავს სხვადასხვა ბირთვულ რეაქციას და მატარებლები ასევე წარმოშობენ ძალებს, რომლებიც აკავშირებენ ურთიერთქმედების ნეიტრონებს. და პროტონები ბირთვებში. ფიზიკური ურთიერთქმედების ოთხი ტიპი ელექტრომაგნიტური და ფოტონები და ურთიერთქმედების რადიუსი კონსტ. ორმხრივი ურთიერთქმედება: გრავიტონების მატარებელი არ არის ფოტონი. აქვს მასები. ელექტრომაგნიტური უსასრულოდ დიდი 1/137 სუსტი ურთიერთქმედების სიჩქარით: სინათლე. მატარებლები არიან ვექტორული ბოზონები. სუსტი არ აღემატება 10-16 სმ 10-14 მნიშვნელოვანი განსხვავება სუსტი ურთიერთქმედების ძლიერი მატარებლების მატარებლებს შორის: გლუონები (-13 ურთიერთქმედებიდან ფოტონიდან ძლიერი წებო არ აღემატება 10 სმ 1 ინგლისურ სიტყვას - წებო) და გრავიტონი არის მათი დანარჩენი მასა ნულის ტოლია. მასიურობა. კვარკების თვისებები კვარკების სუპერმრავლობითები (ტრიად და ანტიტრიადა ) კვარკების თვისებები: ფერთა კვარკებს აქვთ თვისება, რომელსაც ეწოდება ფერადი მუხტი. არსებობს სამი სახის ფერის მუხტი, რომლებიც პირობითად არის მითითებული, როგორც ლურჯი, მწვანე და წითელი. თითოეულ ფერს აქვს დანამატი საკუთარი ანტიფერის სახით - ცისფერი, მწვანე და წითელი ფერის საწინააღმდეგო. კვარკებისგან განსხვავებით, ანტიკვარკებს აქვთ არა ფერი, არამედ ანტიფერი, ანუ საპირისპირო ფერის მუხტი. კვარკების თვისებები: მასა კვარკებს აქვთ ორი ძირითადი ტიპის მასა, რომლებიც არ ემთხვევა ზომებს: მიმდინარე კვარკის მასა, რომელიც შეფასებულია კვადრატული 4-იმპულსის მნიშვნელოვანი გადაცემის პროცესებში და სტრუქტურული მასა (ბლოკი, შემადგენელი მასა); ასევე მოიცავს გლუონური ველის მასას კვარკის ირგვლივ და გამოითვლება ჰადრონების მასიდან და მათი კვარკული შემადგენლობიდან. კვარკების თვისებები: არომატი კვარკის თითოეული არომატი (ტიპი) ხასიათდება ისეთი კვანტური რიცხვებით, როგორიცაა იზოსპინი Iz, უცნაურობა S, ხიბლი C, ხიბლი (ძირი, სილამაზე) B′, ჭეშმარიტება (ტოპ) T. კვარკის თვისებები: არომატი სიმბოლო. სახელი რუსული. ინგლისური მუხტის მასა პირველი თაობა d ქვედა ქვემოთ −1/3 ~ 5 MeV/c² u ზემოდან +2/3 ~ 3 MeV/c² მეორე თაობის უცნაური უცნაური −1/3 95 ± 25 MeV/c² c ხიბლი + 2/3 1.8 GeV/c² მესამე თაობა b მშვენიერი სილამაზე (ქვედა) −1/3 4,5 GeV/c² t ჭეშმარიტი სიმართლე (ზედა) +2/3 171 GeV/c² d u კვარკების მახასიათებლები s c b t დამახასიათებელი კვარკის ტიპი ელექტრული მუხტი Q -1/3 +2 /3 -1/3 +2/3 -1/3 +2/3 ბარიონის რიცხვი B Spin J პარიტეტი P Isospin I იზოსპინის პროექცია I3 უცნაურობა s ხიბლი c ქვედა ნაწილი b ზედა სიმაღლე t 1/3 1/ 3 1/3 1/3 1/3 1/3 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 +1 +1 +1 +1 +1 +1 1/2 1/2 0 0 0 0 -1/2 +1/2 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 +1 0 0 0 0 0 0 -1 0 0 0 0 0 0 +1 0.31 0.31 0.51 1.8 5 180 მასა, როგორც ჰადრონის ნაწილი, გევ. „თავისუფალი“ კვარკის მასა, GeV ~0,0 ~0,00 0,08- 1,1- 4,1- 174+ 06 3 0,15 1,4 4,9 5 განვიხილოთ პრობლემა რა ენერგია გამოიყოფა ელექტრონისა და პოზიტრონის განადგურების დროს? რა ენერგია გამოიყოფა პროტონისა და ანტიპროტონის განადგურების დროს? რა ბირთვული პროცესები წარმოქმნის ნეიტრინოებს? ა. α - დაშლის დროს. B. β - დაშლის დროს. B. როდესაც γ - კვანტები გამოიყოფა. დ. ნებისმიერი ბირთვული გარდაქმნების დროს რა ბირთვული პროცესების დროს ჩნდება ანტინეიტრინო? ა. α - დაშლის დროს. B. β - დაშლის დროს. B. როდესაც γ - კვანტები გამოიყოფა. D. ნებისმიერი ბირთვული გარდაქმნების დროს პროტონი შედგება... ა. . .ნეიტრონი, პოზიტრონი და ნეიტრინო. ბ. . .მეზონები. IN. . .კვარკები. D. პროტონს არ აქვს შემადგენელი ნაწილები. ნეიტრონი შედგება... ა. . პროტონი, ელექტრონი და ნეიტრინო. ბ. . .მეზონები. IN. . . კვარკები. გ. ნეიტრონს არ აქვს შემადგენელი ნაწილები. რა დადასტურდა დევისონისა და გერმერის ექსპერიმენტებმა? ა. ატომების მიერ ენერგიის შთანთქმის კვანტური ბუნება. ბ. ატომების მიერ ენერგიის ემისიის კვანტური ბუნება. ბ. სინათლის ტალღური თვისებები. დ. ელექტრონების ტალღური თვისებები. ქვემოთ ჩამოთვლილი ფორმულებიდან რომელი განსაზღვრავს დებროლის ტალღის სიგრძეს ელექტრონისთვის (m და v არის ელექტრონის მასა და სიჩქარე)? ტესტი 1. რა ფიზიკური სისტემები წარმოიქმნება ელემენტარული ნაწილაკებისგან ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების შედეგად? ა ელექტრონები, პროტონები. B. ატომური ბირთვები. B. ატომები, მატერიის მოლეკულები და ანტინაწილაკები. 2. ურთიერთქმედების თვალსაზრისით ყველა ნაწილაკი იყოფა სამ ტიპად: A. მეზონები, ფოტონები და ლეპტონები. B. ფოტონები, ლეპტონები და ბარიონები. B. ფოტონები, ლეპტონები და ჰადრონები. 3. რა არის ელემენტარული ნაწილაკების არსებობის მთავარი ფაქტორი? ა. ორმხრივი ტრანსფორმაცია. B. სტაბილურობა. ბ. ნაწილაკების ურთიერთქმედება ერთმანეთთან. 4. რა ურთიერთქმედებები განაპირობებს ბირთვების სტაბილურობას ატომებში? ა. გრავიტაციული. ბ. ელექტრომაგნიტური. B. ბირთვული. D. სუსტი. 5. არსებობს თუ არა ბუნებაში უცვლელი ნაწილაკები? ა არის. ბ. ისინი არ არსებობენ. 6. მატერიის ელექტრომაგნიტურ ველად გადაქცევის რეალობა: ა. დასტურდება ელექტრონისა და პოზიტრონის განადგურების გამოცდილებით. ბ. დადასტურებულია ელექტრონისა და პროტონის განადგურების ექსპერიმენტით. 7. მატერიის ველად გადაქცევის რეაქცია: A. e + 2γ→e+ B. e + 2γ→e- C. e+ +e- =2γ. 8. რა ურთიერთქმედებაა პასუხისმგებელი ელემენტარული ნაწილაკების ერთმანეთში გარდაქმნაზე? ა. ძლიერი ურთიერთქმედება. ბ. გრავიტაციული. B. სუსტი ურთიერთქმედება D. ძლიერი, სუსტი, ელექტრომაგნიტური. პასუხები: B; IN; ა; IN; B; ა; IN; გ. ლიტერატურა ელემენტარული ნაწილაკების პერიოდული ცხრილი / http://www.organizmica.ru/archive/508/pic-011.gif; იშხანოვი ბ.ს. , კაბინი ე.ი. ბირთვების და ნაწილაკების ფიზიკა, XX საუკუნე / http://nuclphys.sinp.msu.ru/introduction/index.html TABLE OF ELEMENTARY PARTICLES / HTTP://LIB.KEMTIP.RU/LIB/27/48.HTM ნაწილაკები და ანტინაწილაკები / http://www.pppa.ru/additional/02phy/07/phy23.php ელემენტარული ნაწილაკები. საცნობარო წიგნი > ქიმიური ენციკლოპედია / http://www.chemport.ru/chemical_encyclopedia_article_4519.html ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკა / http://www.leforio.narod.ru/particles_physics.htm Quark / http://www.wikiznanie.ru /ruwz /index.php/%D0%9A%D0%B2%D0%B0%D1%80%D0%BA ბირთვისა და ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკა. Ცოდნა არის ძალა. / http://znaniyasila.narod.ru/physics/physics_atom_04.htm Quark. მასალა ვიკიპედიიდან - თავისუფალი ენციკლოპედია / http://ru.wikipedia.org/wiki/%CA%E2%E0%F0%EA 2. კვარკების შესახებ. / http://www.milogiya.narod.ru/kvarki1.htm ცისარტყელას ჰარმონია / http://www.milogiya2008.ru/uzakon5.htm

პრეზენტაცია თემაზე "ელემენტარული ნაწილაკები" ფიზიკაში powerpoint ფორმატში. ეს პრეზენტაცია მე-11 კლასის მოსწავლეებისთვის განმარტავს ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკას და სისტემატიზაციას უწევს ცოდნის თემას. ნაშრომის მიზანია მოსწავლეთა აბსტრაქტული, ეკოლოგიური და მეცნიერული აზროვნების განვითარება ელემენტარული ნაწილაკების და მათი ურთიერთქმედების შესახებ იდეებზე დაყრდნობით. პრეზენტაციის ავტორი: პოპოვა ი.ა., ფიზიკის მასწავლებელი.

ფრაგმენტები პრეზენტაციიდან

რამდენი ელემენტია პერიოდულ სისტემაში?

• მხოლოდ 92.
• Როგორ? კიდევ არის?
• მართალია, მაგრამ ყველა დანარჩენი ხელოვნურად არის მიღებული, ისინი ბუნებაში არ გვხვდება.
• ასე რომ - 92 ატომი. მათგან მოლეკულებიც შეიძლება დამზადდეს, ე.ი. ნივთიერებები!
• მაგრამ ის ფაქტი, რომ ყველა ნივთიერება შედგება ატომებისგან, განაცხადა დემოკრიტემ (ძვ. წ. 400 წ.).
• ის დიდი მოგზაური იყო და მისი საყვარელი გამონათქვამი იყო:
• "არაფერი არ არსებობს გარდა ატომებისა და სუფთა სივრცისა, დანარჩენი ყველაფერი ხედია"

ნაწილაკების ფიზიკის ვადები

• თეორიულ ფიზიკოსებს ურთულესი ამოცანის წინაშე დგანან - ნაწილაკების მთელი აღმოჩენილი „ზოოპარკი“ დაკვეთა და ფუნდამენტური ნაწილაკების რაოდენობის მინიმუმამდე შემცირება და იმის დამტკიცება, რომ სხვა ნაწილაკები ფუნდამენტური ნაწილაკებისგან შედგება.
• ყველა ეს ნაწილაკი არასტაბილური იყო, ე.ი. დაიშალა უფრო დაბალი მასის მქონე ნაწილაკებად, საბოლოოდ გახდა სტაბილური პროტონები, ელექტრონები, ფოტონები და ნეიტრინოები (და მათი ანტინაწილაკები).
• მესამე ეს არის. მ.გელ-მანმა და დამოუკიდებლად ჯ. ცვაიგმა შემოგვთავაზეს ფუნდამენტური ნაწილაკებისგან - კვარკებისგან ძლიერად ურთიერთმოქმედი ნაწილაკების სტრუქტურის მოდელი.
• ეს მოდელი ახლა გადაიქცა ყველა ცნობილი ტიპის ნაწილაკების ურთიერთქმედების თანმიმდევრულ თეორიად.

როგორ ამოვიცნოთ ელემენტარული ნაწილაკი?

ჩვეულებრივ, ნაწილაკების მიერ დატოვებული კვალი (ტრაექტორიები ან ბილიკები) შესწავლილი და გაანალიზებულია ფოტოების გამოყენებით.

ელემენტარული ნაწილაკების კლასიფიკაცია

ყველა ნაწილაკი იყოფა ორ კლასად:

• ფერმიონები, რომლებიც ქმნიან მატერიას;
• ბოზონები, რომელთა მეშვეობითაც ხდება ურთიერთქმედება.

კვარკები

• კვარკები მონაწილეობენ როგორც ძლიერ, ასევე სუსტ და ელექტრომაგნიტურ ურთიერთქმედებებში.
• გელ-მანმა და გეორგ ცვაიგმა შემოგვთავაზეს კვარკის მოდელი 1964 წელს.
• პაულის პრინციპი: ურთიერთდაკავშირებული ნაწილაკების ერთ სისტემაში არასოდეს არსებობს მინიმუმ ორი იდენტური პარამეტრების მქონე ნაწილაკი, თუ ამ ნაწილაკებს აქვთ ნახევრად მთელი რიცხვის სპინი.

რა არის სპინი?

• სპინი გვიჩვენებს, რომ არსებობს მდგომარეობის სივრცე, რომელსაც საერთო არაფერი აქვს ნაწილაკების მოძრაობასთან ჩვეულებრივ სივრცეში;
• ტრიალი (ინგლისურიდან სპინამდე - ტრიალამდე) ხშირად ადარებენ „სწრაფად მბრუნავი ზედა“ კუთხურ იმპულსს - ეს სიმართლეს არ შეესაბამება!
• სპინი არის ნაწილაკის შიდა კვანტური მახასიათებელი, რომელსაც ანალოგი არ გააჩნია კლასიკურ მექანიკაში;
• სპინი (ინგლისური სპინი - twirl, rotation) არის ელემენტარული ნაწილაკების შინაგანი კუთხოვანი იმპულსი, რომელსაც აქვს კვანტური ბუნება და არ არის დაკავშირებული ნაწილაკების მოძრაობასთან მთლიანობაში.

ფიზიკური ურთიერთქმედების ოთხი ტიპი

• გრავიტაციული,
• ელექტრომაგნიტური,
• სუსტი,
• ძლიერი.

• სუსტი ურთიერთქმედება- ცვლის ნაწილაკების შინაგან ბუნებას.
• ძლიერი ურთიერთქმედება- განსაზღვრავს სხვადასხვა ბირთვულ რეაქციას, აგრეთვე ძალების წარმოქმნას, რომლებიც აკავშირებენ ნეიტრონებს და პროტონებს ბირთვებში.

კვარკების თვისებები

• კვარკებს აქვთ თვისება, რომელსაც ეწოდება ფერადი მუხტი.
• არსებობს სამი სახის ფერადი მუხტი, რომლებიც პირობითად არის დანიშნულ
• ლურჯი,
• მწვანე
• წითელი.
• თითოეულ ფერს აქვს კომპლიმენტი საკუთარი ანტიფერის სახით - ანტი-ლურჯი, ანტი-მწვანე და ანტი-წითელი.
• კვარკებისგან განსხვავებით, ანტიკვარკებს აქვთ არა ფერი, არამედ ანტიფერი, ანუ საპირისპირო ფერის მუხტი.

კვარკების თვისებები: მასა

• კვარკებს აქვთ ორი ძირითადი ტიპის მასა, რომლებიც განსხვავდება ზომით:
• მიმდინარე კვარკული მასა, შეფასებული პროცესებში კვადრატული 4-იმპულსის მნიშვნელოვანი გადაცემით და
• სტრუქტურული მასა (ბლოკი, შემადგენელი მასა); ასევე მოიცავს გლუონური ველის მასას კვარკის ირგვლივ და გამოითვლება ჰადრონების მასიდან და მათი კვარკული შემადგენლობიდან.

კვარკების თვისებები: არომატი

• კვარკის თითოეული არომატი (ტიპი) ხასიათდება ისეთი კვანტური რიცხვებით, როგორიცაა
• იზოსპინი იზ,
• უცნაურობა S,
• ხიბლი C,
• ხიბლი (ქვემო, სილამაზე) B′,
• სიმართლე (ტოპსი) თ.

Დავალებები

• რა ენერგია გამოიყოფა ელექტრონისა და პოზიტრონის განადგურების დროს?
• რა ენერგია გამოიყოფა პროტონისა და ანტიპროტონის განადგურების დროს?
• რა ბირთვული პროცესები წარმოქმნის ნეიტრინოებს?
  • ა. α - დაშლის დროს.
  • B. β - დაშლის დროს.
  • B. როდესაც γ - კვანტები გამოიყოფა.
• რა ბირთვული პროცესები წარმოქმნის ანტინეიტრინოებს?
  • ა. α - დაშლის დროს.
  • B. β - დაშლის დროს.
  • B. როდესაც γ - კვანტები გამოიყოფა.
  • D. ნებისმიერი ბირთვული გარდაქმნების დროს
• პროტონი შედგება...
  • ა. . .ნეიტრონი, პოზიტრონი და ნეიტრინო.
  • ბ. . .მეზონები.
  • IN. . .კვარკები.
  • D. პროტონს არ აქვს შემადგენელი ნაწილები.
• ნეიტრონი შედგება...
  • ა. . პროტონი, ელექტრონი და ნეიტრინო.
  • ბ. . .მეზონები.
  • IN. . . კვარკები.
  • D. ნეიტრონს არ აქვს შემადგენელი ნაწილები.
• რა დადასტურდა დევისონისა და გერმერის ექსპერიმენტებმა?
  • ა. ატომების მიერ ენერგიის შთანთქმის კვანტური ბუნება.
  • ბ. ატომების მიერ ენერგიის ემისიის კვანტური ბუნება.
  • ბ. სინათლის ტალღური თვისებები.
  • დ. ელექტრონების ტალღური თვისებები.
• ქვემოთ ჩამოთვლილი ფორმულებიდან რომელი განსაზღვრავს დე ბროლის ტალღის სიგრძეს ელექტრონისთვის (m და v არის ელექტრონის მასა და სიჩქარე)?

ტესტი

• რა ფიზიკური სისტემები წარმოიქმნება ელემენტარული ნაწილაკებისგან ელექტრომაგნიტური ურთიერთქმედების შედეგად? ა ელექტრონები, პროტონები. B. ატომური ბირთვები. B. ატომები, მატერიის მოლეკულები და ანტინაწილაკები.
• ურთიერთქმედების თვალსაზრისით ყველა ნაწილაკი იყოფა სამ ტიპად: A. მეზონები, ფოტონები და ლეპტონები. B. ფოტონები, ლეპტონები და ბარიონები. B. ფოტონები, ლეპტონები და ჰადრონები.
• რა არის ელემენტარული ნაწილაკების არსებობის მთავარი ფაქტორი? ა. ორმხრივი ტრანსფორმაცია. B. სტაბილურობა. ბ. ნაწილაკების ურთიერთქმედება ერთმანეთთან.
• რა ურთიერთქმედება განსაზღვრავს ბირთვების სტაბილურობას ატომებში? ა. გრავიტაციული. ბ. ელექტრომაგნიტური. B. ბირთვული. D. სუსტი.
• არსებობს თუ არა ბუნებაში უცვლელი ნაწილაკები? ა არის. ბ. ისინი არ არსებობენ.
• მატერიის ელექტრომაგნიტურ ველად გადაქცევის რეალობა: ა. დასტურდება ელექტრონისა და პოზიტრონის განადგურების გამოცდილებით. ბ. დადასტურებულია ელექტრონისა და პროტონის განადგურების ექსპერიმენტით.
• მატერიის ველად გადაქცევის რეაქცია: A. e + 2γ→e+ B. e + 2γ→e- C. e+ +e- =2γ.
• რა ურთიერთქმედებაა პასუხისმგებელი ელემენტარული ნაწილაკების ერთმანეთში გარდაქმნაზე? ა. ძლიერი ურთიერთქმედება. ბ. გრავიტაციული. B. სუსტი ურთიერთქმედება D. ძლიერი, სუსტი, ელექტრომაგნიტური.

პასუხები: B; IN; ა; IN; B; ა; IN; D. 5. არსებობს თუ არა ბუნებაში უცვლელი ნაწილაკები? ა არის. ბ. ისინი არ არსებობენ. 6. მატერიის ელექტრომაგნიტურ ველად გადაქცევის რეალობა: ა. დასტურდება ელექტრონისა და პოზიტრონის განადგურების გამოცდილებით. ბ. დადასტურებულია ელექტრონისა და პროტონის განადგურების ექსპერიმენტით. 7. მატერიის ველად გადაქცევის რეაქცია: A. e + 2??e+ B. e + 2??e- C. e+ +e- =2?. 8. რა ურთიერთქმედებაა პასუხისმგებელი ელემენტარული ნაწილაკების ერთმანეთში გარდაქმნაზე? ა. ძლიერი ურთიერთქმედება. ბ. გრავიტაციული. B. სუსტი ურთიერთქმედება D. ძლიერი, სუსტი, ელექტრომაგნიტური.

სლაიდი 34პრეზენტაციიდან "ელემენტარული ნაწილაკების კლასები". არქივის ზომა პრეზენტაციით არის 1337 კბ.

ფიზიკა მე-11 კლასი

სხვა პრეზენტაციების შეჯამება

"ატომის სტრუქტურა" ფიზიკის კლასი 11" - ფოტონის იმპულსი. მონოქრომატული შუქი. განსაზღვრეთ ხილული სინათლის ფოტონის ენერგია და იმპულსი. რა არის ფოტონის მუხტი. ბორის პირველი პოსტულატი. რამდენი კვანტი სხვადასხვა ენერგიით. ატომური ენერგიის დონის დიაგრამა. ორივე კორპუსკულური და ტალღური თვისებები. P = სთ. ფოტონი ან მოძრაობს სინათლის სიჩქარით, ან არ არსებობს. რამდენჯერ არის ბირთვის წრფივი ზომა ატომის ზომაზე პატარა? შესაძლებელია თუ არა ფოტონის გაჩერება?

"ულტრაბგერა მედიცინაში" - ულტრაბგერა ფარმაკოლოგების დასახმარებლად. ულტრასონოგრაფია. საზიანოა თუ არა ულტრაბგერითი მკურნალობა? ულტრაბგერითი მკურნალობა. ულტრაბგერის დაბადება. ულტრაბგერითი პროცედურები. მავნებელია თუ არა ულტრაბგერა? საბავშვო ენციკლოპედია. ულტრაბგერა მედიცინაში. Გეგმა.

"ტალღის სიჩქარე" - ჰაერში სინათლეა. მოდით, გონებრივად დავყოთ ზღვის ზედაპირი ზოლებად. Თვალები გახელილი გქონდეს. მირაჟები უდაბნოში. Ხმის ტალღები. რეფრაქციული ინდექსი. ტალღები უფრო და უფრო ნელა მოძრაობენ. თუმცა, სასარგებლოა ფიზიკის ცოდნა, თუნდაც გენერლებისთვის. მოდით ვიპოვოთ ტალღის გავრცელების სიჩქარე სანაპიროზე. სხივის განტოლება y(x). ტალღები სანაპიროზე, მზე ცაში და მრავალი სხვა.

"ელექტრული რეზონანსი" - ხელნაკეთი რადიო მიმღების ტალღაზე მორგების დემონსტრირება. წრე. ელექტრული დიაგრამა. ძროხის ნაჭერი მოთავსებულია ბრტყელი კონდენსატორის ფირფიტებს შორის. კოჭა დაკავშირებულია ალტერნატიული დენის წრედ 400 ჰც სიხშირით. სამი ცვლადი კონდენსატორი. რეზონანსი ელექტრულ წრეში. ელექტრულ წრეში რეზონანსი ხდება მაშინ, როდესაც თანასწორობაა. რეზონანსული მდგომარეობა. შეადგინეთ ელექტრო დიაგრამა.

"ელემენტარული ნაწილაკების კლასები" - პროტონს არ აქვს შემადგენელი ნაწილები. ნაწილაკების "ზოოპარკი". ენერგია. უცვლელი ნაწილაკები. როგორ ამოვიცნოთ ელემენტარული ნაწილაკი. არომატი. რა ენერგია გამოიყოფა პროტონისა და ანტიპროტონის განადგურების დროს. ელემენტარული ნაწილაკები. ნეიტრონი. ფოტონები. ელემენტარული ნაწილაკების პერიოდული ცხრილი. ფიზიკური ურთიერთქმედების ოთხი ტიპი. თაობა. ენერგიის შთანთქმის კვანტური ბუნება. Დატრიალება. ნაწილაკების ფიზიკის ქრონოლოგია. ფერი. ნეიტრინო.

"ტალღური ოპტიკის კანონები" - სინათლის დიფრაქცია. ახსნა. ელექტრომაგნიტური ველის კანონები. იდეების განვითარება სინათლის ბუნების შესახებ. ჰიუგენს-ფრენელის პრინციპი. ელექტრომაგნიტური ტალღის მასშტაბი. ჰიუგენსის კონსტრუქციები. იუნგის ჩარევის ექსპერიმენტი. ჩარევა. სინათლის ჩარევაზე დაკვირვება. იუნგი. ნიუტონის ბეჭდები. ტალღის ოპტიკა. ფრენელის ზონები. ტალღის თეორია. ელექტრომაგნიტური თეორია. სინათლე უაღრესად მნიშვნელოვან როლს თამაშობს ჩვენს ცხოვრებაში. სინათლის ბუნების ახსნის ორი საპირისპირო მიდგომა.

სლაიდი 2

ელემენტარული ნაწილაკების ჯგუფებად დაყოფის მთავარი მახასიათებელია სხვადასხვა ტიპის ფუნდამენტური ურთიერთქმედების უნარი. მუნიციპალური საგანმანათლებლო დაწესებულება კ.დ., ვორობიოვის, კურსკის მარშალ ი.ა.-ს No35 საშუალო სკოლა. გრავიტაციული ელექტრომაგნიტური ძლიერი სუსტი C გრავიტაცია ხახუნი ბირთვული სუსტი I წონა L გრავიტაციული ძალა ელასტიურობა Y დამხმარე რეაქციები გამაძლიერებელი

სლაიდი 3

მუნიციპალური საგანმანათლებლო დაწესებულების კ.დ., ვორობიოვის, კურსკის, მარშალ ი.ა.-ს 35-ე საშუალო სკოლის ფუნდამენტური ურთიერთქმედება. კვარკების ძლიერი ელექტრომაგნიტური სუსტი გრავიტაციული ურთიერთქმედების ზომები, ნაწილაკების ნუკლეონები კვარკების ელექტრული მუხტით, ლეპტონები ძალების რადიუსის ყველა ნაწილაკი 10-15m φ 10-17m φ ფარდობითი ურთიერთქმედება 1 10-2 10-3 10-39 ურთიერთქმედების ნაწილაკები გლუიონის მეზონები გრავიტონების ფოტონები (?)

სლაიდი 4

დღეს „ნამდვილი ელემენტარული ნაწილაკების“ როლი, ე.ი. სხვა ნაწილაკებისგან არ აგებულ ნაწილაკებს ამტკიცებს ექვსი მსუბუქი ნაწილაკი - ლეპტონი და ექვსი კვარკი (თუმცა თითოეულ მათგანს აქვს საკუთარი ანტინაწილაკი). ამ ნაწილაკებს ფუნდამენტურ ელემენტარულ ნაწილაკებს უწოდებენ. ელემენტარულ პროცესებში იმპულსი, ენერგია, ელექტრული მუხტი და კუთხური იმპულსი შენარჩუნებულია. ამის შესახებ მეტი მომდევნო გაკვეთილზე, მაგრამ ჯერჯერობით...

სლაიდი 5

1. ელემენტარული ნაწილაკების ერთ-ერთი თვისებაა უნარი……… 2. რომელ ელემენტარულ ნაწილაკებს ეწოდება სტაბილური? 3. ნეიტრონი სტაბილური ნაწილაკია? 4. რა არის ელემენტარული ნაწილაკების არსებობის მთავარი ფაქტორი? 5. რა ურთიერთქმედებები განაპირობებს ბირთვების სტაბილურობას ატომებში? 6.არსებობს თუ არა ბუნებაში უცვლელი ნაწილაკები? 7.რა ურთიერთქმედებაა პასუხისმგებელი ელემენტარული ნაწილაკების ერთმანეთში გარდაქმნაზე? 8. რა სახის ურთიერთქმედებაა უნივერსალური? გარდაიქმნება ერთმანეთში რაც არ შეიძლება არსებობდეს თავისუფალ მდგომარეობაში შეუზღუდავი დროით NO მათი ურთიერთ ტრანსფორმაცია Nuclear Does not exist ძლიერი, სუსტი, ელექტრომაგნიტური გრავიტაციული საშუალო სკოლა No. 35 K.D, Vorobyov, Kursk Marshal I.A.