Елементарні частинки, їх класифікація. Поняття про фундаментальні взаємодії.

Тема. Елементарні частинки, їх класифікація. Поняття про фундаментальні взаємодії.

Домашнє завдання: знати теоретичний матеріал § 43.

Електрон не такий простий, як здається.
В. Брегг

Основні питання

1. Елементарні частинки.

2. Фізичні величини, що характеризують елементарні частинки.

3. Класифікація елементарних частинок.

4. Кварки.

   

Відео "Елементарні частинки" >>> https://youtu.be/kyYYXk6gpfA

Запам’ятайте!

• Елементарні частинки діляться на такі групи: фотон, лептони; адрони.

  До адронів належать частинки, здатні до сильної взаємодії,

  до лептонів — частинки, не здатні до сильної взаємодії.

• Відомі такі види фундаментальних взаємодій:

  - гравітаційна (її носії — гіпотетичні частинки гравітони);

  - електромагнітна (її носії — фотони);

  - сильна (її носії — глюони);

  - слабка (її носії — бозони).

• Елементарними ми вважаємо ті частинки, які із сучасної точки зору не складаються з більш простих.
  На рівні елементарних частинок зникає відмінність між речовиною й полем.
  Зустріч античастинки із частинкою завжди призводить до їх взаємної анігіляції.

Три етапи в розвитку фізики елементарних частинок

Етап перший. Від електрона до позитрона: 1897—1932 pp. Елементарними ми вважаємо ті частинки, які із сучасної точки зору не складаються з більш простих.

Як помітив італійський фізик Енріко Фермі, поняття «елементарний» належить скоріше до рівня наших знань, ніж до природи частинок. Відповідно до того, як розвивалася наука, багато елементарних частинок переходили в розряд неелементарних.

Етап другий. Від позитрона до кварків: 1932—1964 pp.

Всі елементарні частинки перетворюються одна в одну, і ці взаємні перетворення — головний факт їх існування.

Етап третій. Від гіпотези про кварки (1964 р.) до наших днів. Більшість елементарних частинок має складну структуру.

1964 року М. Гелл-Манном і Дж. Цвейгом була запропонована модель, відповідно до якої всі частинки, що беруть участь у сильних (ядерних) взаємодіях, побудовані з більш фундаментальних частинок — кварків.

Фізика елементарних частинок:

∙ визначає характеристики елементарних частинок;
∙ проводить класифікацію елементарних частинок;
∙ вивчає властивості фундаментальних взаємодій;
∙ аналізує перетворення частинок;
∙ вивчає внутрішню структуру елементарних частинок

Навчаємося розв'язувати задачі

1.Чи може вільний електрон поглинути фотон?

Розв'язання. Не може, оскільки за такого процесу не можуть одночасно виконуватися закони збереження імпульсу й енергії. Щоб переконатися в цьому, найпростіше перейти в систему відліку, у якій електрон після поглинання фотона перебуватиме у стані спокою. У цій системі відліку виходить, що початкова кінетична енергія електрона й енергія фотона просто «зникли».

2. Чому нейтрони є кращими снарядами для руйнування ядра атома, ніж протони, електрони, α-частинки?

Відповідь. Нейтрон завдяки своїй нейтральності з будь-якою енергією (від часток до кількох мільйонів електрон-вольт) вільно проникає в будь-яке ядро, включаючи і важкі. Але в кожному конкретному випадку частинки-снаряди повинні мати відповідну енергію.

Цікаві факти

Існування двійника електрона-позитрона теоретично передбачив англійський фізик Поль Дірак (1902-1984) у 1931 р.

Атоми, ядра яких складаються з антинуклонів, а оболонка — з позитронів, утворюють антиречовину. У 1969 р. уперше було одержано антигелій.

Порівняно недавно виявили антипротон і антинейтрон. Електричний заряд антипротона негативний.

Детальніше >>>https://uahistory.co/pidruchniki/sirotyk-physics-and-astronomy-11-class-2019-standard-level/64.php