06.10.2021

Элементар бөөмс. Presentation - элементар бөөмс Энгийн бөөмийн физикийн талаархи орчин үеийн санаанууд


слайд 2

§114-115. Элементар бөөмс. Эсрэг бөөмс.

Хичээлийн төлөвлөгөө 1. Илтгэл " Элементар бөөмс". 2. Шинэ материал. 3. Мэдлэгийг нэгтгэх. 4. Л.Р. .

слайд 3

Оюутны санал асуулга

1. Та ямар энгийн бөөмсийг мэдэх вэ? 2. "Анхан шатны" гэсэн нэр томъёо нь юу гэсэн үг вэ? 3. Өөр энгийн бөөмс байдаг уу? 4. Тэд хэрхэн ялгаатай байж болох вэ? 5. Та яаж олж мэдэх вэ?

слайд 4

Энгийн тоосонцор.Мэдэгдэж байгаагаар ...

протон ба нейтрон нь харилцан хувирдаг. 350 гаруй энгийн бөөмс байдаг. Тэдгээр нь цэнэгийн масс, тэмдэг, хэмжээ, ашиглалтын хугацаанд ялгаатай байдаг. Ихэнх нь богино насалдаг. Карл Дэвид Андерсон (1932) позитроныг нээсэн. Пол Дирак - түүний оршин тогтнох, устгах үйл явцыг урьдчилан таамагласан. (Сурах бичиг, 1933. Туршилтаар батлагдсан). 1955 Антипротон ба антинейтроныг нээсэн. Эсрэг бодисын тухай санаа төрсөн. 1969 Серпухов. Антигелийн атомуудын цөмүүд. Адронууд - цөмийн хүчээр харилцан үйлчилдэг (Properties?) 1964. Кваркийн таамаглал. (Сурах бичгийг үзнэ үү.) Лептонууд цөмийн хүчээр харилцан үйлчилдэггүй.

слайд 5

Гурван үе шат

  • слайд 6

    Үе шат 1. Электроноос позитрон руу: 1897-1932 он

    Позитрон электрон

    Слайд 7

    Үе шат 2. Позитроноос кварк хүртэл

  • Слайд 8

    Элементар бөөмс

  • Слайд 9

    Үндсэн харилцан үйлчлэл

  • Слайд 10

    Бөөм ба эсрэг бөөмс

    γ hν=2mc2 Электрон позитрон

    слайд 11

    слайд 12

    Үе шат 3. Кваркийн таамаглалаас өнөөг хүртэл

    Аливаа атомын бараг бүх масс нь атомаас зуун мянга дахин жижиг цөмд төвлөрдөг. Цөм нь кваркуудаас бүрддэг протон ба нейтроноос бүрддэг. (www.star.bnl.gov-аас авсан зураг)

    слайд 13

    Адронуудын бүтэц

  • Слайд 14

    Глюонууд

    Протон дахь кваркуудыг холбодог глюоны хүч нь нэг кварк нөгөөгөөсөө холдох үед сулрахгүй. Үүний үр дүнд протоноос кваркийг "сугалах" гэж оролдох үед глюоны талбар нэмэлт кварк-антикварк хосыг үүсгэдэг бөгөөд кварк биш харин пи-мезон аль хэдийн протоноос тусгаарлагдсан байдаг. Пи-мезон аль хэдийн протоноос дур зоргоороо хол нисч чаддаг, учир нь адронуудын хоорондох хүч нь зайнаас суларч байдаг. (www.nature.com сайтаас авсан зураг)

    слайд 16

    Энгийн бөөмсийн тэгш хэм

    орчин үеийн онолэнгийн бөөмсийн хувьд зарим хувиргалттай холбоотой хуулиудын тэгш хэмийн тухай ойлголт тэргүүлэх байр суурь эзэлдэг. Симметрийг янз бүрийн бүлэг, энгийн бөөмсийн гэр бүлийн оршин тогтнохыг тодорхойлдог хүчин зүйл гэж үздэг.

    Слайд 17

    Слайд 18

    Теватрон дахь CDF илрүүлэгч дээр ердийн "сонирхолтой" үйл явдал иймэрхүү харагдаж байна. Илрүүлэгчийн төгсгөлөөс харагдах байдлыг харуулав. Цацрагууд нь хэв маягт перпендикуляр чиглэлд мөргөлдөж, үүссэн хэсгүүд нь тархдаг. өөр өөр талууд, соронзон орон дахь хазайлт. Бөөмийн импульс их байх тусам түүний хазайлт сул болно. Ирмэг дэх гистограм нь бөөмсийн энерги ялгаруулж байгааг харуулж байна. (www-cdf.fnal.gov-аас авсан зураг)

    Слайд 19

    "Биеийн хөдөлмөр

    Энэ зураг нь ховор тохиолдлуудыг бүх статистик мэдээллээс тусгаарлахын тулд физикчдийн хийх ёстой заримдаа уйтгартай, бүр хар бор ажлыг харуулж байна. Үнэн хэрэгтээ, бидний сонирхлыг татсан бөөм нь тодорхой үйл явдал болгонд үүссэн эсэхийг баттай хэлэх боломжгүй байдаг. Утгатай мэдээллийг зөвхөн бүх статистик мэдээллээс гаргаж авч болно. (Уран бүтээл: CERN. Зураг. www.exploratorium.edu))

    Слайд 20

    Гэрийн даалгавар

    Энгийн бөөмсийн тухай үлгэр зохио. "Ералаш" асуулт, хариулт бичих

    Бүх слайдыг үзэх

    Физикийн "Элементар бөөмс" сэдэвт илтгэл Powerpoint форматаар. 11-р ангийн сурагчдад зориулсан энэхүү илтгэл нь анхан шатны бөөмийн физикийг тайлбарлаж, сэдвийн талаархи мэдлэгийг системчилсэн болно. Ажлын зорилго нь анхан шатны бөөмс, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн талаархи санаан дээр үндэслэн сурагчдын хийсвэр, экологи, шинжлэх ухааны сэтгэлгээг хөгжүүлэхэд оршино. Илтгэлийн зохиогч: Попова И.А., физикийн багш.

    Танилцуулгын хэсгүүд

    Үелэх системд хэдэн элемент байдаг вэ?

    • Зөвхөн 92.
    • Яаж? Илүү их байна уу?
    • Үнэн, гэхдээ бусад нь зохиомлоор олж авсан, байгальд байдаггүй.
    • Тэгэхээр - 92 атом. Тэднээс молекулуудыг бас хийж болно, i.e. бодисууд!
    • Гэхдээ бүх бодис атомаас бүрддэг гэдгийг Демокрит (МЭӨ 400) нотолж байжээ.
    • Тэр гайхалтай аялагч байсан бөгөөд түүний хэлэх дуртай үг нь:
    • "Атом ба цэвэр орон зайгаас өөр юу ч байхгүй, бусад бүх зүйл бол үзэл бодол"

    Бөөмийн физикийн цагийн хуваарь

    • Онолын физикчид бөөмсийн нээсэн "амьтны хүрээлэн"-ийг бүхэлд нь цэгцлэх, үндсэн бөөмсийн тоог хамгийн бага хэмжээнд хүртэл бууруулах оролдлого хийх хамгийн хэцүү даалгавартай тулгарсан нь бусад бөөмс нь үндсэн бөөмсөөс бүрддэгийг нотолсон юм.
    • Эдгээр бүх хэсгүүд тогтворгүй байсан; жижиг масстай бөөмс болж задарч, эцэст нь тогтвортой протон, электрон, фотон, нейтрино (мөн тэдгээрийн эсрэг бөөмс) болж хувирдаг.
    • Гурав дахь нь. М.Гелл-Манн, Ж.Цвейг нар бие даан үндсэн бөөмс-кваркуудаас хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг бөөмсийн бүтцийн загварыг санал болгосон.
    • Энэхүү загвар нь одоо мэдэгдэж байгаа бүх төрлийн бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн уялдаа холбоотой онол болж хувирсан.

    Энгийн бөөмсийг хэрхэн илрүүлэх вэ?

    Ихэвчлэн бөөмсийн үлдээсэн ул мөрийг (траектор эсвэл мөр) гэрэл зургаас судалж, шинжилдэг.

    Энгийн бөөмсийн ангилал

    Бүх бөөмсийг хоёр төрөлд хуваадаг.

    • бодисыг бүрдүүлдэг фермионууд;
    • Харилцан үйл ажиллагаа явагддаг бозонууд.

    Кваркууд

    • Кваркууд хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог ба сул ба цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд оролцдог.
    • Гелл-Манн, Георг Цвейг нар 1964 онд кваркийн загварыг санал болгосон.
    • Паули зарчим: харилцан уялдаатай бөөмсийн нэг системд хэрэв эдгээр бөөмс хагас бүхэл спиралтай бол ижил параметртэй дор хаяж хоёр бөөмс хэзээ ч байдаггүй.

    Спин гэж юу вэ?

    • Энгийн орон зайд бөөмийн хөдөлгөөнтэй ямар ч холбоогүй төлөвийн орон зай байгааг Spin харуулж байна;
    • Spin (англи хэлнээс spin - spin) нь ихэвчлэн "хурдан эргэдэг орой" -ын өнцгийн эрчтэй харьцуулагддаг - энэ нь үнэн биш юм!
    • Спин бол сонгодог механикт аналогигүй бөөмийн дотоод квант шинж чанар юм;
    • Спин (англи хэлнээс spin - эргүүлэх [-ся], эргүүлэх) - квант шинж чанартай, бүхэлдээ бөөмийн хөдөлгөөнтэй холбоогүй энгийн бөөмсийн дотоод өнцгийн импульс.

    Дөрвөн төрлийн бие махбодийн харилцан үйлчлэл

    • таталцал,
    • цахилгаан соронзон,
    • сул дорой,
    • хүчтэй.
    • Сул харилцан үйлчлэл- бөөмсийн дотоод шинж чанарыг өөрчилдөг.
    • Хүчтэй харилцан үйлчлэл- янз бүрийн цөмийн урвал үүсгэх, түүнчлэн цөм дэх нейтрон ба протоныг холбодог хүч үүсэх.

    Кваркуудын шинж чанарууд

    • Кваркууд өнгөт цэнэг гэж нэрлэгддэг шинж чанартай байдаг.
    • Гурван төрлийн өнгөт цэнэг байдаг бөгөөд үүнийг уламжлалт байдлаар тэмдэглэдэг
    • цэнхэр,
    • ногоон
    • Улаан.
    • Өнгө бүр нь өөрийн өнгөний эсрэг - хөх, ногоон, улаан эсрэг гэсэн нэмэлттэй.
    • Кваркуудаас ялгаатай нь антикваркууд нь өнгөгүй, харин эсрэг өнгө, өөрөөр хэлбэл эсрэг өнгөт цэнэгтэй байдаг.
    Кваркуудын шинж чанарууд: масс
    • Кваркуудад хэмжээ нь таарахгүй хоёр үндсэн төрлийн масс байдаг:
    • 4 моментын квадрат шилжүүлэлт бүхий процессуудад тооцсон одоогийн кваркийн масс ба
    • бүтцийн масс (блок, бүрдүүлэгч масс); Мөн кваркыг тойрсон глюоны талбайн массыг багтаасан бөгөөд адронуудын масс болон тэдгээрийн кваркийн найрлагаар тооцоолно.
    Кваркуудын шинж чанар: амт
    • Кваркийн амт (төрөл) бүр нь квант тоогоор тодорхойлогддог
    • изопин Из,
    • хачин S,
    • сэтгэл татам C,
    • гоо сайхан (доод байдал, гоо үзэсгэлэн) B′,
    • үнэн (дээд байдал) Т.

    Даалгаврууд

    • Электрон ба позитрон устах үед ямар энерги ялгардаг вэ?
    • Протон ба антипротоныг устгах үед ямар энерги ялгардаг вэ?
    • Ямар цөмийн процессууд нейтрино үүсгэдэг вэ?
      • A. α - ялзралтай.
      • B. β - ялзралтай.
      • B. γ - квантуудын цацрагаар.
    • Ямар цөмийн процессууд антинейтрино үүсгэдэг вэ?
      • A. α - ялзралтай.
      • B. β - ялзралтай.
      • B. γ - квантуудын цацрагаар.
      • D. Аливаа цөмийн өөрчлөлттэй
    • Протон нь ...
      • А. . .нейтрон, позитрон ба нейтрино.
      • Б. . .мезон.
      • V. . .кваркууд.
      • Г.Протон нь бүрэлдэхүүн хэсэггүй.
    • Нейтрон нь ...
      • А. . .протон, электрон ба нейтрино.
      • Б. . .мезон.
      • V. . . кваркууд.
      • G. Нейтрон нь ямар ч бүрэлдэхүүн хэсэггүй.
    • Дэвиссон, Гермер нарын туршилтаар юу нотлогдсон бэ?
      • A. Атомоор энерги шингээх квант шинж чанар.
      • B. Атомын энергийн цацрагийн квант шинж чанар.
      • B. Гэрлийн долгионы шинж чанар.
      • D. Электронуудын долгионы шинж чанар.
    • Дараах томъёоны аль нь электроны де Бройлийн долгионы уртыг тодорхойлох вэ (m ба v нь электроны масс ба хурд)?

    Туршилт

    • Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн үр дүнд энгийн бөөмсөөс ямар физик системүүд үүсдэг вэ? A. Электрон, протон. B. Атомын цөм. B. Атом, бодисын молекул ба эсрэг бөөмс.
    • Харилцан үйлчлэлийн үүднээс бүх бөөмсийг гурван төрөлд хуваадаг: A. Мезон, фотон, лептон. B. Фотон, лептон, барион. B. Фотон, лептон, адрон.
    • Элемент бөөмс оршин тогтнох гол хүчин зүйл юу вэ? A. Харилцан өөрчлөлт. B. Тогтвортой байдал. B. Бөөмийн харилцан үйлчлэл.
    • Атом дахь цөмийн тогтвортой байдлыг ямар харилцан үйлчлэл тодорхойлдог вэ? A. Хүндийн хүч. B. Цахилгаан соронзон. B. Цөмийн. D. Сул.
    • Байгальд байнгын тоосонцор байдаг уу? A. Байдаг. B. Байхгүй.
    • Бодисыг цахилгаан соронзон орон болгон хувиргах бодит байдал: A. Электрон ба позитрон устаж үгүй ​​болсон туршлагаар батлагдсан. B. Электрон ба протоныг устгасан туршлагаар батлагдсан.
    • Талбай дахь бодисын хувирлын урвал: A. e + 2γ → e + B. e + 2γ → e- C. e + + e- \u003d 2γ.
    • Ямар харилцан үйлчлэл нь энгийн бөөмсийг бие бие рүүгээ хувиргах үүрэгтэй вэ? A. Хүчтэй харилцан үйлчлэл. B. Таталцал. C. Сул харилцан үйлчлэл D. Хүчтэй, сул, цахилгаан соронзон.

    1 слайд

    Анхан шатны тоосонцор Хотын төсвийн стандарт бус боловсролын байгууллага "Белово хотын Г.Х. Тасировын нэрэмжит 1-р гимнази" 11-р ангийн физикийн хичээлийн танилцуулга (профайлын түвшин) Гүйцэтгэсэн: Попова И.А., Беловогийн физикийн багш, 2012 он.

    2 слайд

    Зорилго: Анхан шатны бөөмийн физиктэй танилцах, сэдвийн талаархи мэдлэгийг системчлэх. Оюутны энгийн бөөмс, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн талаархи санаан дээр үндэслэн хийсвэр, экологи, шинжлэх ухааны сэтгэлгээг хөгжүүлэх.

    3 слайд

    Үелэх системд хэдэн элемент байдаг вэ? Зөвхөн 92. Яаж? Илүү их байна уу? Үнэн, гэхдээ бусад нь зохиомлоор олж авсан, байгальд байдаггүй. Тэгэхээр - 92 атом. Тэднээс молекулуудыг бас хийж болно, i.e. бодисууд! Гэхдээ бүх бодис атомаас бүрддэг гэдгийг Демокрит (МЭӨ 400) нотолж байжээ. Тэрээр гайхалтай аялагч байсан бөгөөд хамгийн дуртай үг нь: "Атом ба цэвэр орон зайнаас өөр юу ч байхгүй, бусад бүх зүйл бол үзэмж юм"

    4 слайд

    Antiparticle - ижил масс ба спиралтай, гэхдээ бүх төрлийн цэнэгийн эсрэг утгатай бөөмс; Бөөмийн физикийн он дараалал Элемент бөөм бүр өөрийн гэсэн эсрэг бөөмтэй байдаг Огноо Эрдэмтний нэр Нээлт (таамаглал) МЭӨ 400 он. Демокрит Атом XX зууны эхэн үе. Томсон Электрон 1910 он Э.Рутерфорд Протон 1928 он Дирак ба Андерсон нар позитроныг нээсэн 1928 он А.Эйнштейн Фотон 1929 он П.Дирак Эсрэг бөөмсийн оршихуйн таамаглал 1931 Паули Нейтрино ба антинейтриногийн нээлт 1939 он. Паули Нейтрино байдаг тухай таамаглал 1935 Юкава Мезоныг нээсэн

    5 слайд

    Бөөмийн физикийн он дараалал Эдгээр бүх бөөмс тогтворгүй байсан, өөрөөр хэлбэл. жижиг масстай бөөмс болж задарч, эцэст нь тогтвортой протон, электрон, фотон, нейтрино (мөн тэдгээрийн эсрэг бөөмс) болж хувирдаг. Онолын физикчид бөөмийн нээсэн "амьтны хүрээлэн"-ийг бүхэлд нь цэгцлэх, бусад бөөмсүүд нь үндсэн бөөмсөөс бүрддэг болохыг нотлох, үндсэн бөөмсийн тоог хамгийн бага хэмжээнд хүртэл бууруулах оролдлого хийх хамгийн хэцүү даалгавартай тулгарсан Огноо Нээлт (таамаглал) Хоёр дахь шат 1947 он. 140 МэВ-ээс 2 ГэВ хүртэлх масстай хэдэн зуун шинэ энгийн бөөмсийг нээсэн.

    6 слайд

    Бөөмийн физикийн он дараалал Энэ загвар нь одоо мэдэгдэж байгаа бүх төрлийн бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн уялдаа холбоотой онол болж хувирсан. Огноо Эрдэмтний нэр Нээлт (таамаглал) Гурав дахь үе шат 1962 он М.Гелл-Мунни бие даан Ж.Цвейг үндсэн бөөмс-кваркуудаас хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг бөөмсийн бүтцийн загварыг санал болгов 1995 он Хүлээгдэж буй хамгийн сүүлчийнх нь зургаа дахь кваркийн нээлт.

    7 слайд

    Энгийн бөөмсийг хэрхэн илрүүлэх вэ? Ихэвчлэн бөөмсийн үлдээсэн ул мөрийг (траектор эсвэл мөр) гэрэл зургаас судалж, шинжилдэг.

    8 слайд

    Элемент бөөмсийн ангилал Бүх бөөмсийг хоёр ангилалд хуваадаг: бодисыг бүрдүүлдэг фермионууд; Харилцан үйл ажиллагаа явагддаг бозонууд.

    9 слайд

    Энгийн бөөмсийн ангилал Фермионууд нь лептон кваркуудад хуваагддаг. Кваркууд хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог ба сул ба цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд оролцдог.

    10 слайд

    Кваркс Гелл-Манн, Георг Цвейг нар 1964 онд кваркийн загварыг санал болгосон. Паулигийн зарчим: Хэрэв эдгээр бөөмс хагас бүхэл спинд байвал хоорондоо холбогдсон бөөмсийн ижил системд ижил параметртэй ядаж хоёр бөөмс хэзээ ч байхгүй. М.Гелл-Манн 2007 онд болсон бага хурлын үеэр

    11 слайд

    Спин гэж юу вэ? Энгийн орон зайд бөөмийн хөдөлгөөнтэй ямар ч холбоогүй төлөвийн орон зай байгааг Spin харуулж байна; Spin (англи хэлнээс spin - spin) нь ихэвчлэн "хурдан эргэдэг орой" -ын өнцгийн эрчтэй харьцуулагддаг - энэ нь үнэн биш юм! Спин бол сонгодог механикт аналогигүй бөөмийн дотоод квант шинж чанар юм; Spin (англи хэлнээс Spin - эргүүлэх [-ся], эргүүлэх) - квант шинж чанартай, бүхэлдээ бөөмийн хөдөлгөөнтэй холбоогүй энгийн бөөмсийн дотоод өнцгийн импульс.

    12 слайд

    Зарим бичил хэсгүүдийн эргэлт Spin Бөөмүүдийн ерөнхий нэр Жишээ 0 скаляр бөөмс π-мезон, К-мезон, Хиггс бозон, атом ба цөм4He, тэгш-тэгш цөм, парапозитроний 1/2 спинор бөөмс электрон, кварк, протон, нейтрон, атом ба цөм3He 1 вектор бөөмс фотон, глюон, вектор мезон, ортопозитроний 3/2 спин-вектор Δ-изобар 2 тензор бөөмс гравитон, тензор мезон

    13 слайд

    Кваркууд Кваркууд нь хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцохоос гадна сул ба цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд оролцдог. Кваркуудын бутархай цэнэгүүд - -1/3e-ээс +2/3e хүртэл (e нь электрон цэнэг). Өнөөгийн ертөнц дэх кваркууд зөвхөн хязгаарлагдмал төлөвт байдаг - зөвхөн адронуудын нэг хэсэг юм. Жишээлбэл, протоныг үүд, нейтроныг удд гэх мэт.

    14 слайд

    Дөрвөн төрлийн физик харилцан үйлчлэл нь таталцлын, цахилгаан соронзон, сул, хүчтэй. Сул харилцан үйлчлэл - бөөмсийн дотоод шинж чанарыг өөрчилдөг. Хүчтэй харилцан үйлчлэл - янз бүрийн цөмийн урвалыг үүсгэдэг, түүнчлэн цөм дэх нейтрон ба протоныг холбодог хүчнүүд үүсдэг. Цөмийн харилцан үйлчлэлийн механизм нэг: харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч бусад хэсгүүдийн солилцооны улмаас.

    15 слайд

    Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл: тээвэрлэгч - фотон. Таталцлын харилцан үйлчлэл: тээвэрлэгчид - таталцлын талбайн квантууд - гравитонууд. Сул харилцан үйлчлэл: тээвэрлэгчид - вектор бозонууд. Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгчид: глюонууд (англи хэлнээс цавуу - цавуу), амрах масс нь тэгтэй тэнцүү. Дөрвөн төрлийн физик харилцан үйлчлэл Фотон ба гравитон хоёулаа массгүй (амрах масс) бөгөөд үргэлж гэрлийн хурдаар хөдөлдөг. Фотон ба гравитоноос сул харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгчдийн гол ялгаа нь тэдний масс юм. Харилцааны хүрээ Const. Таталцал Хязгааргүй том 6.10-39 Цахилгаан соронзон Хязгааргүй том 1/137 Сул 10-16см-ээс ихгүй 10-14 Хүчтэй 10-13см-ээс ихгүй 1

    16 слайд

    17 слайд

    Кваркууд өнгөт цэнэг гэж нэрлэгддэг шинж чанартай байдаг. Уламжлал ёсоор цэнхэр, ногоон, улаан гэсэн гурван төрлийн өнгөт цэнэг байдаг. Өнгө бүр нь өөрийн өнгөний эсрэг - хөх, ногоон, улаан эсрэг гэсэн нэмэлттэй. Кваркуудаас ялгаатай нь антикваркууд нь өнгөгүй, харин эсрэг өнгө, өөрөөр хэлбэл эсрэг өнгөт цэнэгтэй байдаг. Кваркуудын шинж чанар: өнгө

    18 слайд

    Кваркууд нь магнитудын хувьд ялгаатай хоёр үндсэн төрлийн масстай байдаг: 4-моментийн квадратыг мэдэгдэхүйц шилжүүлэх процессоор тооцоолсон одоогийн кваркийн масс ба бүтцийн масс (блок, бүрдүүлэгч масс); Мөн кваркыг тойрсон глюоны талбайн массыг багтаасан бөгөөд адронуудын масс болон тэдгээрийн кваркийн найрлагаар тооцоолно. Кваркуудын шинж чанарууд: масс

    19 слайд

    Кваркийн амт (төрөл) бүр нь изопин Iz, хачирхалтай байдал S, сэтгэл татам C, сэтгэл татам (доод байдал, гоо үзэсгэлэн) B′, үнэн (дээд байдал) T зэрэг квант тоогоор тодорхойлогддог. Кваркуудын шинж чанар: амт

    20 слайд

    Кваркуудын шинж чанар: амт Тэмдэг нэр Цэнэг Масс rus. Англи Эхний үеийн d доод −1/3 ~ 5 MeV/c² u дээд дээш +2/3 ~ 3 МэВ/c² Хоёр дахь үеийн хачирхалтай −1/3 95 ± 25 МэВ/c² c дур булаам (сэтгэл татсан) +2/ 3 1.8 GeV/c² Гурав дахь үе b хөөрхөн үзэсгэлэнтэй (доод) −1/3 4.5 GeV/c² t үнэн үнэн (дээд) +2/3 171 GeV/c²

    21 слайд

    22 слайд

    23 слайд

    Кваркуудын онцлог шинж чанар Кваркийн төрөл duscbt Цахилгаан цэнэг Q -1/3 +2/3 -1/3 +2/3 -1/3 +2/3 Барионы тоо B 1/3 1/3 1/3 1/3 1/3 1/3 Spin J 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 Parity P +1 +1 +1 +1 +1 +1 Isospin I 1/2 1/2 0 0 0 0 Изоспины проекц I3 -1/ 2 +1/2 0 0 0 0 Хачирхалтай байдал s 0 0 -1 0 0 0 Сэтгэл татам c 0 0 0 +1 0 0 Доод байдал b 0 0 0 0 -1 0 Дээд байдал t 0 0 0 0 0 +1 Адрон дахь масс, GeV 0.31 0.31 0.51 1.8 5 180 "Чөлөөт" кварк, GeV ~0.006 ~0.003 0.08-0.15 1.1-1.4 4.1-4.9 174+5

    24 слайд

    25 слайд

    26 слайд

    27 слайд

    Ямар цөмийн процессууд нейтрино үүсгэдэг вэ? A. α - ялзралтай. B. β - ялзралтай. B. γ - квантуудын цацрагаар. D. Аливаа цөмийн өөрчлөлттэй

    28 слайд

    Ямар цөмийн процессууд антинейтрино үүсгэдэг вэ? A. α - ялзралтай. B. β - ялзралтай. B. γ - квантуудын цацрагаар. D. Аливаа цөмийн өөрчлөлттэй

    слайд 1

    Анхан шатны тоосонцор Хотын төсвийн стандарт бус боловсролын байгууллага "Белово хотын Г.Х. Тасировын нэрэмжит 1-р гимнази" 11-р ангийн физикийн хичээлийн танилцуулга (профайлын түвшин) Гүйцэтгэсэн: Попова И.А., Беловогийн физикийн багш, 2012 он.

    слайд 2

    Зорилго: Анхан шатны бөөмийн физиктэй танилцах, сэдвийн талаархи мэдлэгийг системчлэх. Оюутны энгийн бөөмс, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн талаархи санаан дээр үндэслэн хийсвэр, экологи, шинжлэх ухааны сэтгэлгээг хөгжүүлэх.

    слайд 3

    Үелэх системд хэдэн элемент байдаг вэ? Зөвхөн 92. Яаж? Илүү их байна уу? Үнэн, гэхдээ бусад нь зохиомлоор олж авсан, байгальд байдаггүй. Тэгэхээр - 92 атом. Тэднээс молекулуудыг бас хийж болно, i.e. бодисууд! Гэхдээ бүх бодис атомаас бүрддэг гэдгийг Демокрит (МЭӨ 400) нотолж байжээ. Тэрээр гайхалтай аялагч байсан бөгөөд хамгийн дуртай үг нь: "Атом ба цэвэр орон зайнаас өөр юу ч байхгүй, бусад бүх зүйл бол үзэмж юм"

    слайд 4

    Antiparticle - ижил масс ба спиралтай, гэхдээ бүх төрлийн цэнэгийн эсрэг утгатай бөөмс; Бөөмийн физикийн он дараалал Элемент бөөм бүр өөрийн гэсэн эсрэг бөөмтэй байдаг Огноо Эрдэмтний нэр Нээлт (таамаглал) МЭӨ 400 он. Демокрит Атом XX зууны эхэн үе. Томсон Электрон 1910 он Э.Рутерфорд Протон 1928 он Дирак ба Андерсон нар позитроныг нээсэн 1928 он А.Эйнштейн Фотон 1929 он П.Дирак Эсрэг бөөмсийн оршихуйн таамаглал 1931 Паули Нейтрино ба антинейтриногийн нээлт 1939 он. Паули Нейтрино байдаг тухай таамаглал 1935 Юкава Мезоныг нээсэн

    слайд 5

    Бөөмийн физикийн он дараалал Эдгээр бүх бөөмс тогтворгүй байсан, өөрөөр хэлбэл. жижиг масстай бөөмс болж задарч, эцэст нь тогтвортой протон, электрон, фотон, нейтрино (мөн тэдгээрийн эсрэг бөөмс) болж хувирдаг. Онолын физикчид бөөмийн нээсэн "амьтны хүрээлэн"-ийг бүхэлд нь цэгцлэх, бусад бөөмсүүд нь үндсэн бөөмсөөс бүрддэг болохыг нотлох, үндсэн бөөмсийн тоог хамгийн бага хэмжээнд хүртэл бууруулах оролдлого хийх хамгийн хэцүү даалгавартай тулгарсан Огноо Нээлт (таамаглал) Хоёр дахь шат 1947 он. 140 МэВ-ээс 2 ГэВ хүртэлх масстай хэдэн зуун шинэ энгийн бөөмсийг нээсэн.

    слайд 6

    Бөөмийн физикийн он дараалал Энэ загвар нь одоо мэдэгдэж байгаа бүх төрлийн бөөмсийн харилцан үйлчлэлийн уялдаа холбоотой онол болж хувирсан. Огноо Эрдэмтний нэр Нээлт (таамаглал) Гурав дахь үе шат 1962 он М.Гелл-Мунни бие даан Ж.Цвейг үндсэн бөөмс-кваркуудаас хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг бөөмсийн бүтцийн загварыг санал болгов 1995 он Хүлээгдэж буй хамгийн сүүлчийнх нь зургаа дахь кваркийн нээлт.

    Слайд 7

    Энгийн бөөмсийг хэрхэн илрүүлэх вэ? Ихэвчлэн бөөмсийн үлдээсэн ул мөрийг (траектор эсвэл мөр) гэрэл зургаас судалж, шинжилдэг.

    Слайд 8

    Элемент бөөмсийн ангилал Бүх бөөмсийг хоёр ангилалд хуваадаг: бодисыг бүрдүүлдэг фермионууд; Харилцан үйл ажиллагаа явагддаг бозонууд.

    Слайд 9

    Энгийн бөөмсийн ангилал Фермионууд нь лептон кваркуудад хуваагддаг. Кваркууд хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцдог ба сул ба цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд оролцдог.

    слайд 10

    Кваркс Гелл-Манн, Георг Цвейг нар 1964 онд кваркийн загварыг санал болгосон. Паулигийн зарчим: Хэрэв эдгээр бөөмс хагас бүхэл спинд байвал хоорондоо холбогдсон бөөмсийн ижил системд ижил параметртэй ядаж хоёр бөөмс хэзээ ч байхгүй. М.Гелл-Манн 2007 онд болсон бага хурлын үеэр

    слайд 11

    Спин гэж юу вэ? Энгийн орон зайд бөөмийн хөдөлгөөнтэй ямар ч холбоогүй төлөвийн орон зай байгааг Spin харуулж байна; Spin (англи хэлнээс spin - spin) нь ихэвчлэн "хурдан эргэдэг орой" -ын өнцгийн эрчтэй харьцуулагддаг - энэ нь үнэн биш юм! Спин бол сонгодог механикт аналогигүй бөөмийн дотоод квант шинж чанар юм; Spin (англи хэлнээс Spin - эргүүлэх [-ся], эргүүлэх) - квант шинж чанартай, бүхэлдээ бөөмийн хөдөлгөөнтэй холбоогүй энгийн бөөмсийн дотоод өнцгийн импульс.

    слайд 12

    Зарим бичил хэсгүүдийн эргэлт Spin Бөөмүүдийн ерөнхий нэр Жишээ 0 скаляр бөөмс π-мезон, К-мезон, Хиггс бозон, атом ба цөм4He, тэгш-тэгш цөм, парапозитроний 1/2 спинор бөөмс электрон, кварк, протон, нейтрон, атом ба цөм3He 1 вектор бөөмс фотон, глюон, вектор мезон, ортопозитроний 3/2 спин-вектор Δ-изобар 2 тензор бөөмс гравитон, тензор мезон

    слайд 13

    Кваркууд Кваркууд нь хүчтэй харилцан үйлчлэлд оролцохоос гадна сул ба цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд оролцдог. Кваркуудын бутархай цэнэгүүд - -1/3e-ээс +2/3e хүртэл (e нь электрон цэнэг). Өнөөгийн ертөнц дэх кваркууд зөвхөн хязгаарлагдмал төлөвт байдаг - зөвхөн адронуудын нэг хэсэг юм. Жишээлбэл, протоныг үүд, нейтроныг удд гэх мэт.

    слайд 14

    Дөрвөн төрлийн физик харилцан үйлчлэл нь таталцлын, цахилгаан соронзон, сул, хүчтэй. Сул харилцан үйлчлэл - бөөмсийн дотоод шинж чанарыг өөрчилдөг. Хүчтэй харилцан үйлчлэл - янз бүрийн цөмийн урвалыг үүсгэдэг, түүнчлэн цөм дэх нейтрон ба протоныг холбодог хүчнүүд үүсдэг. Цөмийн харилцан үйлчлэлийн механизм нэг: харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч бусад хэсгүүдийн солилцооны улмаас.

    слайд 15

    Цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл: тээвэрлэгч - фотон. Таталцлын харилцан үйлчлэл: тээвэрлэгчид - таталцлын талбайн квантууд - гравитонууд. Сул харилцан үйлчлэл: тээвэрлэгчид - вектор бозонууд. Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгчид: глюонууд (англи хэлнээс цавуу - цавуу), амрах масс нь тэгтэй тэнцүү. Дөрвөн төрлийн физик харилцан үйлчлэл Фотон ба гравитон хоёулаа массгүй (амрах масс) бөгөөд үргэлж гэрлийн хурдаар хөдөлдөг. Фотон ба гравитоноос сул харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгчдийн гол ялгаа нь тэдний масс юм. Харилцааны хүрээ Const. Таталцал Хязгааргүй том 6.10-39 Цахилгаан соронзон Хязгааргүй том 1/137 Сул 10-16см-ээс ихгүй 10-14 Хүчтэй 10-13см-ээс ихгүй 1

    слайд 16

    слайд 17

    Кваркууд өнгөт цэнэг гэж нэрлэгддэг шинж чанартай байдаг. Уламжлал ёсоор цэнхэр, ногоон, улаан гэсэн гурван төрлийн өнгөт цэнэг байдаг. Өнгө бүр нь өөрийн өнгөний эсрэг - хөх, ногоон, улаан эсрэг гэсэн нэмэлттэй. Кваркуудаас ялгаатай нь антикваркууд нь өнгөгүй, харин эсрэг өнгө, өөрөөр хэлбэл эсрэг өнгөт цэнэгтэй байдаг. Кваркуудын шинж чанар: өнгө

    слайд 18

    Кваркууд нь магнитудын хувьд ялгаатай хоёр үндсэн төрлийн масстай байдаг: 4-моментийн квадратыг мэдэгдэхүйц шилжүүлэх процессоор тооцоолсон одоогийн кваркийн масс ба бүтцийн масс (блок, бүрдүүлэгч масс); Мөн кваркыг тойрсон глюоны талбайн массыг багтаасан бөгөөд адронуудын масс болон тэдгээрийн кваркийн найрлагаар тооцоолно. Кваркуудын шинж чанарууд: масс

    слайд 19

    Кваркийн амт (төрөл) бүр нь изопин Iz, хачирхалтай байдал S, сэтгэл татам C, сэтгэл татам (доод байдал, гоо үзэсгэлэн) B′, үнэн (дээд байдал) T зэрэг квант тоогоор тодорхойлогддог. Кваркуудын шинж чанар: амт

    слайд 20

    Кваркуудын шинж чанар: амт Тэмдэг нэр Цэнэг Масс rus. Англи Эхний үеийн d доод −1/3 ~ 5 MeV/c² u дээд дээш +2/3 ~ 3 МэВ/c² Хоёр дахь үеийн хачирхалтай −1/3 95 ± 25 МэВ/c² c дур булаам (сэтгэл татсан) +2/ 3 1.8 GeV/c² Гурав дахь үе b хөөрхөн үзэсгэлэнтэй (доод) −1/3 4.5 GeV/c² t үнэн үнэн (дээд) +2/3 171 GeV/c²

    слайд 21

    слайд 22

    слайд 23

    Кваркуудын онцлог шинж чанар Кваркийн төрөл duscbt Цахилгаан цэнэг Q -1/3 +2/3 -1/3 +2/3 -1/3 +2/3 Барионы тоо B 1/3 1/3 1/3 1/3 1/3 1/3 Spin J 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 1/2 Parity P +1 +1 +1 +1 +1 +1 Isospin I 1/2 1/2 0 0 0 0 Изоспины проекц I3 -1/ 2 +1/2 0 0 0 0 Хачирхалтай байдал s 0 0 -1 0 0 0 Сэтгэл татам c 0 0 0 +1 0 0 Доод байдал b 0 0 0 0 -1 0 Дээд байдал t 0 0 0 0 0 +1 Адрон дахь масс, GeV 0.31 0.31 0.51 1.8 5 180 "Чөлөөт" кварк, GeV ~0.006 ~0.003 0.08-0.15 1.1-1.4 4.1-4.9 174+5

    слайд 24

    слайд 25

    слайд 26

    слайд 27

    Ямар цөмийн процессууд нейтрино үүсгэдэг вэ? A. α - ялзралтай. B. β - ялзралтай. B. γ - квантуудын цацрагаар. D. Аливаа цөмийн өөрчлөлттэй

    слайд 28

    Ямар цөмийн процессууд антинейтрино үүсгэдэг вэ? A. α - ялзралтай. B. β - ялзралтай. B. γ - квантуудын цацрагаар. D. Аливаа цөмийн өөрчлөлттэй

    слайд 1

    Элементар бөөмс

    слайд 2

    Танилцуулга
    Энэ нэр томъёоны яг утгаараа анхдагч бөөмсүүд нь анхдагч, цаашид задрах боломжгүй бөөмс бөгөөд эдгээрээс бүх бодис бүрддэг. Орчин үеийн физикийн "элементар бөөмс" гэсэн ойлголт нь материаллаг ертөнцийн бүх мэдэгдэж буй шинж чанарыг тодорхойлдог анхдагч биетүүдийн санааг илэрхийлдэг бөгөөд энэ нь байгалийн шинжлэх ухаан үүсэх эхний үе шатанд үүссэн бөгөөд үргэлж чухал үүрэг гүйцэтгэсэн санаа юм. түүний хөгжилд.
    Энгийн бөөмсийн оршин тогтнох нь нэг төрлийн постулат бөгөөд түүний хүчинтэй эсэхийг шалгах нь физикийн хамгийн чухал ажлуудын нэг юм.

    слайд 3

    Түүхийн товч мэдээлэл
    Энгийн бөөмсийг нээсэн нь 19-р зууны төгсгөлд физикийн олж авсан материйн бүтцийг судлах ерөнхий дэвшлийн байгалийн үр дүн байв. Үүнийг атомын оптик спектрийн иж бүрэн судалгаа, шингэн ба хий дэх цахилгаан үзэгдлийн судалгаа, фотоэлектрик, рентген туяа, байгалийн цацраг идэвхт бодисын нийлмэл бүтэц байдгийг гэрчлэх замаар бэлтгэсэн.
    Нээлт: Электрон бол сөрөг элементийн тээвэрлэгч юм цахилгаан цэнэгатомуудад, 1897 он Томсон. Протонууд нь нэгжтэй бөөмс юм эерэг цэнэгба жин, 1919 он. Рутерфорд Нейтрон - протоны масстай ойролцоо, гэхдээ цэнэггүй масс, 1932 он. Чадвик Фотон - 1900 он Планкийн онолыг эхлүүлсэн Нейтрино - бодистой бараг харьцдаггүй бөөмс, 1930 Паули

    слайд 4

    30-аас 50-аад оны эхэн үе хүртэл. E. h.-ийн судалгаа нь сансрын туяаг судлахтай нягт холбоотой байв. 1932 онд сансрын цацрагийн найрлагад К.Андерсон позитрон (e +) - электрон масстай боловч эерэг цахилгаан цэнэгтэй бөөмийг нээсэн. Позитрон бол нээсэн анхны эсрэг бөөм юм. 1936 онд Америкийн физикч К.Андерсон, С.Неддермейер нар сансрын туяаг судлахдаа мюонуудыг (цахилгаан цэнэгийн хоёр шинж тэмдэг) - 200 орчим электрон масстай бөөмсийг нээсэн боловч өөрөөр хэлбэл, шинж чанараараа e-, e-тэй гайхалтай төстэй. +. 40-өөд оны сүүл - 50-аад оны эхэн үе. "хачин" гэж нэрлэгддэг ер бусын шинж чанартай бөөмсийн том бүлэг олдсоноор тэмдэглэгдсэн.

    слайд 5

    Эгэл бөөмсийн үндсэн шинж чанарууд. Харилцааны ангиуд
    Бүх E. h нь онцгой жижиг масс, хэмжээтэй объектууд юм. Тэдний ихэнхийн хувьд масс нь протоны массын дарааллаар 1.6 × 10-24 г-тэй тэнцүү байна (зөвхөн электроны масс мэдэгдэхүйц бага байна: 9 × 10-28 г). Туршилтаар тодорхойлсон протон, нейтрон, р-мезонуудын хэмжээ нь тэдгээрийн зан төлөвийн квант өвөрмөц байдлын 10-13 см-ийн дарааллаар тэнцүү байна. E. h-д хамаарах долгионы уртын онцлог шинж чанарууд. квант онолмагнитудын дараалал нь тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн ердийн хэмжээтэй ойролцоо байна (жишээлбэл, р-мезон 1.4 × 10-13 см). Энэ нь квант зүй тогтол нь E. h-ийг шийдвэрлэхэд хүргэдэг.

    слайд 6

    Бүх цахилгаан соронзон хэсгүүдийн хамгийн чухал квант шинж чанар нь бусад бөөмстэй харьцахдаа төрж, устах (ялгарах, шингээх) чадвар юм. Энэ утгаараа тэдгээр нь фотонуудтай бүрэн төстэй юм.
    Тэд атомын цөм дэх протон ба нейтронуудын холбоог тодорхойлж, хуурай газрын нөхцөлд материйн тогтвортой байдлын үндэс суурь болох эдгээр формацийн онцгой хүчийг баталгаажуулдаг.
    Ялангуяа цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл нь атомын электроныг цөмтэй холбох, молекул дахь атомуудыг холбох үүрэгтэй.
    Сул харилцан үйлчлэл нь E. h.-тэй маш удаан явагддаг процессыг үүсгэдэг, мөн удаан задрал үүсгэдэг.

    Слайд 7

    үндсэндээ цахилгаан соронзон болон сул харилцан үйлчлэлтэй байдгаараа онцлог юм
    зөвхөн цахилгаан соронзон ба сул харилцан үйлчлэлд оролцдог

    Слайд 8

    Слайд 9

    Слайд 10

    Элементар бөөмсийн онолын зарим ерөнхий асуудлууд
    Лептон, кварк, янз бүрийн вектор бөөмсийн нийт тоо хэд болох, энэ тоог тодорхойлдог физикийн зарчим байгаа эсэх нь тодорхойгүй байна. 1/2-ийн эргэлттэй бөөмсийг 2-оор хуваах шалтгаан тодорхойгүй байна янз бүрийн бүлгүүд: лептон ба кваркууд Лептон ба кваркуудын дотоод квант тооны (L, B, 1, Y, Ch) гарал үүсэл тодорхойгүй бөгөөд кварк ба глюонуудын "өнгө" гэх мэт шинж чанар нь дотоод эрх чөлөөний зэрэгтэй холбоотой байдаг. квант тоонууд Жинхэнэ E. h-ийн массыг аль механизм тодорхойлдог вэ E. h-д янз бүрийн тэгш хэмийн шинж чанартай харилцан үйлчлэлийн янз бүрийн ангиллын шалтгаан юу вэ?

    слайд 11

    Дүгнэлт
    Тиймээс, E. h.-ийн харилцан үйлчлэлийн янз бүрийн ангиллыг нэгэн зэрэг авч үзэх хандлага нь таталцлын харилцан үйлчлэлийг ерөнхий схемд оруулснаар логикоор төгсөх ёстой. Бүх төрлийн харилцан үйлчлэлийг нэгэн зэрэг авч үзсэний үндсэн дээр ирээдүйн электродинамикийн онолыг бий болгоно гэж найдаж байна.