Физика 11 класс Ягуфарова Равиля Хакимжановна, учитель физики МОУ СОШ 1 села Варны

Элементарные частицы Урок - лекция

Фундамен- тальные взаимо- действия Гравитаци- онное Электромаг- нитное СильноеСлабое

СЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – это одно из четырех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц, частным проявлением которого является бета- распад атомных ядер. Слабое взаимодействие менее интенсивно, чем сильное и электромагнитное взаимодействия, но гораздо сильнее гравитационного. Слабое взаимодействие свойственно почти всем частицам, однако радиус его действия чрезвычайно мал: ~10 –18 м. Переносчиками слабого взаимодействия являются промежуточные бозоны. СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – это одно из четырех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц, частным проявлением которого являются ядерные силы. По сравнению с другими типами взаимодействий является наиболее интенсивным. Обладает короткодействующим характером: радиус его действия составляет всего лишь 10–15 м. Сильное взаимодействие свойственно частицам, называемым адронами. Переносчиками сильного взаимодействия являются глюоны.

Элементарные частицы

Этапы развития физики элементарных частиц 1 этап От электрона до позитрона: 1897 – 1932гг. 2 этап От позитрона до кварков: 1932 – 1964 гг. 3 этап От гипотезы о кварках (1964 г.) до наших дней

Элементарные частицы Фундаментальные частицы Адроны Лептоны Переносчики взаимодействий Кварки Мезоны Барионы

Структура атома

Кварковый состав протона и нейтрона

АНТИЧАСТИЦЫ – это элементарные частицы, отличающиеся от соответствующих им частиц знаком электрического, барионного и лептонного зарядов, а также некоторых других характеристик. Массы частицы и античастицы строго одинаковы. Античастица чаще всего обозначается тем же символом, что и частица, но с тильдой наверху, например: «n~» – антинейтрон, но антиэлектрон (позитрон) обозначается «е+».Существует несколько частиц, которые в точности совпадают со своими античастицами (например, фотон).

ПОЗИТРОН – элементарная частица с положительным зарядом, равным заряду электрона, с массой, равной массе электрона. Она является античастицей по отношению к электрону.

Элементарные акты взаимодействия частиц

Рассеяние нейтрино на электроне

АННИГИЛЯЦИЯ – это один из видов взаимопревращений элементарных частиц, в котором частица и соответствующая ей античастица превращаются в электромагнитное излучение.

БАРИОННЫЙ ЗАРЯД (барионное число) (b) – характеристика элементарных частиц, равная +1 для барионов, –1 для антибарионов и 0 для всех остальных частиц. Например, у протона b = 1, у антинейтрона b = –1, у электрона b = 0. Отсутствие в природе таких процессов, при которых протон распадался бы на другие частицы (например, из протона образовался бы позитрон и гамма квант) и в которых выполнялся бы и закон сохранения энергии, и закон сохранения импульса, и закон сохранения заряда, можно трактовать как закон сохранения барионного заряда.

ГИПЕРОНЫ – это элементарные частицы, относящиеся к классу барионов наряду с нуклонами (протон, нейтрон). Гипероны более массивны, чем нуклоны, и имеют отличную от нуля характеристику элементарных частиц, называемую странностью.

КВАРКИ – это точечные, бесструктурные образования, относящиеся к истинно элементарным частицам, которые были введены для систематизации многочисленных (более сотни) элементарных частиц, открытых в XX веке (электрон, протон, нейтрон и т.д.). Характерной особенностью кварков, не встречающейся у других частиц, является дробный электрический заряд, кратный 1/3 элементарного. Попытки обнаружить кварки в свободном состоянии к успеху не привели.

НЕЙТРИНО – это легкая (возможно, безмассовая) электрически нейтральная частица, участвующая только в слабом и гравитационном взаимодействиях. Отличительное свойство нейтрино – огромная проникающая способность. Считается, что эти частицы заполняют все космическое пространство со средней плотностью около 300 нейтрино на 1 см 2.

СПИН – это собственный момент импульса элементарной частицы. Имеет квантовую природу и (в отличие от момента импульса обычных тел) не связан с движением частицы как целого.

Линейный ускоритель

Большой линейчатый ускоритель