Элементарные частицы Автор Манейло С.Б., учитель физики МБОУ Заларинская СОШ 1

Что относится к элементарным частицам? Частицы, из которых состоят атомы различных веществ- электрон, протон и нейтрон, - назвали элементарными. Слово «элементарный» подразумевало, что эти частицы являются первичными, простейшими, далее неделимыми и неизменяемыми.

История открытия элементарных частиц

Открытие электрона На основании опытов по электролизу М. Фарадей установил: заряды имеются в атомах всех химических элементов.

Открытие электрона В 1899 г. Дж. Томсон доказал реальность существования электронов.

Открытие электрона В 1909 г. Р. Милликен впервые измерил заряд электрона: q e = 1,602· Кл

Открытие протона В 1919 г. Э. Резерфорд при бомбардировке азота альфа- частицами обнаружил протон: 14 7 N He 17 8 O p

Открытие нейтрона В 1932 г. Д. Чедвик открыл новую частицу и назвал ее нейтроном, которая не имеет электрического заряда. В свободном состоянии нейтрон живет около 1000 с, потом распадается на протон, электрон и нейтрино: n p e + ν

Опыты Резерфорда и явление радиоактивности показали, что атомы не являются простейшими неделимыми частицами. Было установлено, что атомы состоят из электронов, протонов и нейтронов, которые считались неспособными ни к каким изменениям и превращениям, т. е. элементарными или простейшими.

Но вскоре выяснилось, что эти частицы вовсе не являются неизменными…

Открытие позитрона В 1928 г. П. Дирак предсказал, а в 1932 г. Г. Андерсон открыл позитрон (е + ), фотографируя следы космических частиц в камере Вильсона.

Открытие других элементарных частиц В 1931 г. В.Паули предсказал, а в 1955 г. экспериментально зарегистрировал нейтрино и антинейтрино. В 1955 г. был открыт антипротон, а в 1959 г. – антинейтрон. В 1947 г. Х. Юкатава открыл π- мезон.

Дальнейшие исследования частиц показали, что их нельзя считать элементарными. Каждая из этих частиц при взаимодействии с другими частицами и атомными ядрами может превращаться в другие частицы. Поэтому термин «элементарная частица» является условным. Сегодня обнаружено около 400 элементарных частиц.

В основе классификации элементарных частиц лежат различия в массах покоя: Элементарные частицы Лептоны (легкие частицы m 207me) Мезоны (ср. частицы 207m e m m p) Барионы (тяж. частицы m m p) Фотон

Фотон: Название частицы Символ Масса (в массах электро на) Заряд (в зарядах электро на) Время жизни, с Части цы анти Части цы Фотонν00Стаби лен

Лептоны: Название частицы Символ Масса (в массах электро на) Заряд (в зарядах электро на) Время жизни, с Части цы анти Части цы Лептоны (легкие частицы m207m e Электрон ное нейтрино ν е ν е 00Стабиль но Мюонное нейтрино ν μ ν μ 00Стабиль но Тау- нейтрино ν τ ν τ 00Стабиль но Электроне - е стабилен Мюонμ - μ ,2·10 -6 Тау- лептон τ - τ ,46·10 -12

Мезоны: Название частицы Символ Масса (в массах электро на) Заряд (в зарядах электро на) Время жизни, с Час тиц ы анти части цы мезоны ( средние частицы – 207m e m m p ) Пи - мезоны π 0 π + π - 264,1 273, ,83· ,6·10 -8 Ка - мезоныК+К0К+К0 К 0 К - 974,1 966, Не стабиль ны Эта-нуль- мезон η 0η ,4·10 -19

Барионы: Название частицы Символ Масса (в массах электрона) Заряд (в зарядах электрона) Время жизни, с частиц ы анти частиц ы Барионы (тяжелые частицы mm p ) Протонpp-p- 1836,11 -1 стабилен ? Нейтронnñ1838, Лямбда- гиперон Λ0Λ0 Λ ,102,63· Сигма- гиперон ,6 2333,6 2343, · ,8· ,48· Кси- гиперон Ξ0Ξ-Ξ0Ξ- Ξ -0 Ξ ,8 2585, ,9· ,64· Омега- минус- гиперон ,2·10 -11

Элементарные частицы Лептоны Адроны Мезоны Барионы Нуклоны Гипероны Фотон

Классификация частиц по взаимодействию: Взаимо действие Частицы Радиус действия, м Происходит через Сильное Нуклоны Глюоны Электромаг нитное Заряженные частицы Фотоны Слабое Кварки Гравитацион ное Все частицы Гравитоны

Блиц – опрос Верно ли, что: Адроны – это лептоны и мезоны? Нейтрон – это стабильная частица? Позитрон – это античастица электрона? Фотон относится к классу мезонов? Элементарных частиц примерно около 100?

Допишите реакции: γ 0 -1 е + ? p ? е + ν ? Si е + ν π - + p π 0 + ?

Спасибо за работу!