элементарные частицы

Добро пожаловать

Физика 11 класс


Учитель КОНЮШЕНКО Т.Л.
СОСНОВСКАЯ СШ

ТЕМА:

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 = 1,602·10-19 Кл

Открытие протона

В 1919 г.
Э. Резерфорд при бомбардировке азота альфа-частицами обнаружил протон:

147N + 42He →
→ 178O + 11 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 + 0-1e + 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.

По величине спина (собственный момент импульса элементарных частиц )

фермионы — частицы с полуцелым спином (например, электрон, протон, нейтрон, нейтрино);

бозоны — частицы с целым спином (например, фотон, глюон, мезон).

Бозо́н (от фамилии физика Бозе) - в Стандартной модели (теоретическая конструкция в физике элементарных частиц, описывающая электромагнитное, слабое и сильное взаимодействие всех элементарных частиц ) присутствует 5 фундаментальных бозонов:

калибровочные бозоны, переносчики фундаментальных взаимодействий природы, — фотон, W- и Z-бозоны и глюон;

бозон Хиггса — квант поля Хиггса.

В основе классификации элементарных частиц лежат различия в массах покоя:

Фотон:

Лептоны:

По видам взаимодействий

Элементарные частицы делятся на следующие группы:

Составные частицы:
адроны — частицы, участвующие во всех видах фундаментальных взаимодействий. Они состоят из кварков и подразделяются, в свою очередь, на:

мезоны (адроны с целым спином, т. е. бозоны);

барионы (адроны с полуцелым спином, т. е. фермионы). К ним, в частности, относятся частицы, составляющие ядро атома, — протон и нейтрон.

Мезоны:

Барионы:

Классификация частиц по взаимодействию:

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 → 0-1е + ?

p → ? + 01е + ν

? → 3014Si + 01е + ν

π - + p → π0 + ?

Спасибо за внимание

Спасибо за работу!