Шпоры по физике - файл n1.doc

Шпоры по физике
скачать (493 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc493kb.24.11.2012 00:20скачать

n1.doc

1   2   3   4
z внешнего магнитного поля принимает квантованные

значения, кратные h: Liz =hml , где ml — магнитное квантовое число, которое при заданном / может принимать значения

ml=0, ±1, ±2,..., ±1, ±l . т. е. всего 2l+1 значений. Таким образом, магнитное квантовое число ml определяет проекцию момента импульса электрона на заданное направление, причем вектор момента импульса электрона в атоме может иметь в пространстве 21+1 ориентации.

Наличие квантового числа ml должно привести в магнитном поле к расщеплению уровня с главным квантовым числом n на 2l+1 подуровней. Соответственно в спектре атома должно наблюдаться расщепление спектральных линий. Действительно, расщеп­ление энергетических уровней в магнитном поле было обнаружено в 1896 г. голландс­ким физиком П. Зееманом (1865—1945) и получило название эффекта Зеемана. Расщеп­ление уровней энергии во внешнем электрическом поле, тоже доказанное эксперимен­тально, называется эффектом Штарка.

21 вопрос. Рентгеновские лучи. Характеристические спектры. Закон Мозли...

Рентгеновские спектры. Большую роль в выяснении строения атома, а именно распределения электронов по оболочкам, сыграло излучение, открытое в 1895 г. немецким физиком В. Рентгеном и названное рентгеновским. Самым распространенным источником рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, в которой сильно ускоренны, электрическим полем электроны бомбардируют анод, испытывая на нем резкое торможение. При этом возникает рентгеновское излучение, представляющее собой электромагнитные волны, с длиной волны примерно 10-12 —10-8 м. Волновая природа рентгеновского излучения доказана опытами по его дифракции.

Исследование спектрального состава рентгеновского излучения показывает, что его спектр имеет сложную структуру и зависит как от энергии электронов так и от материала анода. Спектр представляет собой наложение сплошного спектра, ограниченного со стороны коротких длин волн некоторой границей ?min, называемой границей сплошного спектра, и линейчатого спектра — совокупности отдельных линии появляющихся на фоне сплошного спектра.

При достаточно большой энергии бомбардирующих анод электронов на фоне сплошного спектра появляются отдельные резкие линии — линейчатый спектр, опреде­ляемый материалом анода н называемый характеристическим рентгеновским спектром. По сравнению с оптическими спектрами характеристические рентгеновские спектры элементов совершенно однотипны и состоят из нескольких серий, обозначаемых К, L, М, N и О. Каждая серия; в свою очередь, содержит небольшой набор отдельных линий, обозначаемых в порядке убывания длины волны индексами ?, ?, ?,... При переходе от легких элементов к тяжелым структура характеристичес­кого спектра не изменяется, лишь весь спектр смещается в сторону коротких волн. Особенность этих спектров заключается в том, что атомы каждого химического, элемента, независимо от того, находятся ли они в свободном состоянии или входят в химическое соединение, обладают определенным, присущим только данному элемен­ту линейчатым спектром характеристического излучения. Так, если анод состоит из нескольких элементов, то и характеристическое рентгеновское излучение представляет собой наложение спектров этих элементов.

Исследуя рентгеновские спектры элементов, английский физик Г. Мозли установил в 1913 г. соотношение, называемое законом Мозли:__________ где v — частота, соответствующая данной линии характеристического рентгеновского излучения, R — постоянная Ридберга, о — постоянная экранирования, m=1, 2, 3, ... , п принимает целочисленные значения начинах с т+1. Смысл постоянной экранирования заключается в том, что на электрон, совершающий переход, соответствующий некоторой линия, действует не весь заряд ядраZe, а заряд (Z—о)е, ослабленный экранирующим действием других электронов. Например, для K?-линии o=1, и закон Мозли запишется в виде ______________

22 вопрос. Вынужденное излучение и спонтанное поглащение. Комбинационное рассеяние света.

Спонтанное и вынужденное излучения. Атом, находясь в возбужденном состоянии, может через некоторый промежуток времени спонтанно, без каких-либо внешних воздействий, перейти в состояние с низшей энергией, отдавая избыточную энергию в виде электромаг­нитного излучения. Процесс испускания фотона

возбужденным атомом без каких-либо внешних воз­действий называется спонтанным излучением. Чем больше вероятность спонтанных переходов, тем меньше среднее время жизни атома в возбужденном состоянии. Так как спонтанные переходы взаимно не связаны, то спонтанное излучение некогерентно. В1916 г. А. Эйнштейн для объяснения наблюдавшегося на опыте термодинамичес­кого равновесия между веществом и испускаемым и поглощаемым им излучением постулировал, что помимо поглощения и спонтанного излучения должен существовать третий, качественно иной тип взаимодействия. Если на атом, находящийся в возбуж­денном состоянии , действует внешнее излучение с частотой, удовлетворяющей усло­вию hv=E2—E1, то возникает вынужденный переход в основное состояние / с излучением фотона той же энергии hv=E2—E1 . При подобном переходе происходит излучение атомом фотона дополнительно к тому фотону, под действием которого произошел переход. Возникающее в результате таких переходов излучение называется Вынужденным излучением. Таким образом, в процесс вынужденного излучения вовлечены два фотона: первичный фотон, вызывающий испускание излучения возбужденным атомом, и вторичный фотон, испущенный атомом. Существенно, что вторичные фотоны неотличимы от первичных, являясь точной их копией.

В 1928 г. академики Г. С Ландсберг) и Л. И. Мандельштам и одновременно индийские физики Ч. Раман и К. Кришнан открыли явление комбинационного рассеяния света. если на вещество падает строго монохроматический свет, то в спектре рассеянного света помимо несмещенной спектральной линии обнаруживаются новые линии, частоты которых представляют собой суммы или разности частоты v падающего света и частот v, собственных колебаний молекул рассеивающей среды.

Линии в спектре комбинационного рассеяния с частотами v—v,, меньшими частоты v падающего света, называются стоксовыми (или красными) спутниками, линии с часто­тами v + v,, большими v, — антистоксовыми (или фиолетовыми) спутниками. Анализ спектров комбинационного рассеяния приводит к следующим выводам: 1) линии спутников располагаются симметрично по обе стороны от несмещенной линии; 2) ча­стоты Vi не зависят от частоты падающего на вещество света, а определяются только рассеивающим веществом, т. е. характеризуют его состав и структуру; 3) число спут­ников определяется рассеивающим веществом; 4) интенсивность антистоксовых спут­ников меньше интенсивности стоксовых и с повышением температуры рассеивающего вещества увеличивается, в то время как интенсивность стоксовых спутников практичес­ки от температуры не зависит. Рассеяние света сопровождается переходами молекулы между различными колеба­тельными или вращательными уровнями, в результате чего и возникает ряд симмет­рично, расположенных спутников. Число спутников, т.о., определяется энергетическим спектром молекул, т. е. зависит только от природы рассеивающего вещества. Так как число возбужденных молекул гораздо меньше, чем число невозбуж­денных, то интенсивность антистоксовых спутников меньше, чем стоксовых. С повышением температуры число возбужденных молекул растет, в результате чего возрастает в интенсивность антистоксовых спутников.

23 вопрос Люминесценция. Закон Стокса.

Люминесценция — неравновесное излучение, избыточное при данной температуре над тепловым излучением тела и имеющее длительность, большую периода световых колебаний. Поэтому - люминесценция не является тепловым излучением; люминесценция не является таким видом свечения, как отражение и рассеяние света, тормозное излучение заряженных частиц и т. д.

В зависимости от способов возбуждения различают: фотолюминесценцию (под действием света), рентгенолюминесценцию (под действием рентгеновского излучения),катодолюмниесценцию (под действием электронов), электролюминесценцию (под дейст­вием электрического поля), раднелюминесценцию (при возбуждении ядерным излучени­ем) хемилюминесценцию (при хи­мических превращениях), триболюминесценцию (при растирании и раскалывании неко­торых кристаллов, например сахара). По длительности свечения условно различаю : флуоресценцию и фосфоресценцию — свечение, продолжающееся заметный промежуток времени после прекращения возбуждения. Первое количественное исследование люминесценции проведено более ста лег назад Дж. Сгоксом, сформулировавшим в 1852 г. следующее правило: длина вол­ны люминесцентного излучения всегда больше длины волны света, возбудившего его. Согласно квантовой теории, правило Стокса означает, что энергия hv падающего фотона частично расходуется на какие-то неоптические процессы, т. е. hv= hvлюм+∆Е откуда vлюмлюм>?, что и следует из сформулированного правила.
24 вопрос. Квантовые генераторы света (лазеры, мазеры)

Практически инверсное состояние среды осуществлено в принципиально новых источ­никах излучения — оптических квантовых генераторах, или лазерах. Лазеры генерируют в видимой, инфракрасной и ближней ультрафиолетовой областях. Идея качественно нового принципа усиления и генерации электромагнитных волн, примененная в мазерах - генераторы и усилители, работающие в сантиметровом диапазоне радиоволн, и лазерах, принадлежит российским ученым Н. Г. Басову и А. М. Прохорову и американскому физику Ч. Таунсу. Важнейшими из существующих типов лазеров являются твердотельные, газовые, полупроводниковые и жидкостные. Более точная классификация учитывает также и методы накачки — оптические, тепловые, химические, электроионизационные и др. Кроме того, необходимо прини­мать во внимание и режим генерации — непрерывный или импульсный.

Лазер обязательно имеет три основных компонента: 1) активную среду; 2) систему накачки; 3) оптический резонатор.

Для выделения направления лазерной генерации используется принципиально важный элемент лазера — оптический резонатор. В простейшем случае им служит пара обращенных друг к другу параллельных (или вогнутых) зеркал на общей оптической оси, между которыми помещается активная среда.

Лазерное излучение обладает следующими свойствами:

1.Временная и пространственная когерентность ; 2. Строгая монохроматичность ; 3. Большая плотность потока анергии. 4. Очень малое угловое расхождение в пучке.

Одним из важных применений лазеров является получение и исследование высокотемпературной плазмы. Эта область их применения связана с развитием нового направления — лазерного управляемого термоядерного синтеза. Лазеры широко применяются в измерительной технике. Интересное применение лазеры нашли в голографии. Для создавая систем топографической памяти с высокой степенью считывания и большой емкостью необходимы газовые лазеры видимого диапазона еще более высокой монохроматич­ности и направленности излучения.

25 вопрос. Радиоактивность. Регистрация «радиоактивных» излучений. Закономерность  распада...

В настоящее время под радиоактивностью понимают способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием различных видов радиоактивных излучений и элементарных частиц. Радиоактивность подразделяется на естественную и искусственную. Принципиального различия между этими двумя типами радиоактивности нет, так как законы радиоактивного превращения в обоих случаях одинаковы. Радиоактивное излучение бывает трех типов:  -излучение. Подробное их исследование позволило выяснить природу и основные свойства.  -излучение отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает высокой ионизирующей способностью и малой проникающей способностью.  -излучение отклоняется электрическим и магнитным полями; его ионизирующая способность значительно меньше, а проникающая способ­ность гораздо больше, чем у  -Излучение представляет собой поток быстрых электронов.

 -излучение не отклоняется электрическим и магнитным полями, обладает от­носительно слабой ионизирующей способностью и очень большой проникающей спо­собностью, при прохождении через кристаллы обнаруживает дифракцию. у-Излучение представляет собой корот­коволновое электромагнитное излучение с чрезвычайно малой длиной волны и вследствие этого — ярко выраженными корпускулярными свойствами, Т. е. является потоком частиц — у-квантов (фотонов). Под радиоактивным распадом, или просто распадом, понимают естественное радиоак­тивное превращение ядер, происходящее самопроизвольно. Атомное ядро, испытыва­ющее радиоактивный распад, называется материнским, возникающее ядро — дочерним.

Формула __________ выражает закон радиоактив­ного распада, согласно которому число нераспавшихся ядер убывает со временем по экспоненциальному закону.

Интенсивность процесса радиоактивного распада характеризуют две величины: период полураспада и среднее время жизни радиоактивного ядра.

Закономерности а-распада. В настоящее время известно более двухсот а-активных ядер, главным образом тяжелых.

а-Частицы, испускаемые конкретным ядром, обладают, как правило, определенной энергией. Более тонкие измерения, однако, показали, что энергетический спектр -частиц, испускаемых данным радиоактивным элементом, обнаруживает «тонкую структуру», т. е. испускается несколько групп а-частиц, причем в пределах каждой группы их энергии практически постоянны. Дискретный спектр а- частиц свидетельствует о том, что атомные ядра обладают дискретными энергетическими уровнями. Для а-распада характерна сильная зависимость между периодом полураспада и энергией Е вылетающих частиц.

распада подчиняется правилу смещения ____________ и связано с выбросом электрона. Пришлось преодолеть целый ряд трудностей с трак­товкой .Во-1, необходимо было обосновать происхождение электронов, выбрасыва­емых в процессе . Протонно-нейтронное строение ядра исключает возмож­ность вылета электрона из ядра, поскольку в ядре электронов нет. Предположение же, что электроны вылетают не из ядра, а из электронной оболочки, несостоятельно, поскольку тогда должно было бы наблюдаться оптическое или рентгеновское излуче­ние, что не подтверждают эксперименты. Во-2, необходимо было объяснить непрерывность энергетического спектра испускаемых электронов. В-3, необходимо было разобраться с несохранением спина при . При  число нуклонов в ядре не изменяется, поэтому не должен изменяться и спин ядра, который равен целому числу h при четном А и полуцелому h при нечетном А. Однако выброс электрона, имеющего спин h/2, должен изменить спин ядра на величину h/2. Последние два затруднения привели В. Паули к гипотезе (1931) о том, что при  вместе с электроном испускается еще одна нейтральная частица — нейтри­но.

Гамма-излучение и его свойства. Экспериментально установлено, что у-излучение не является самостоятель­ным видом радиоактивности, а только сопровождает а- -распады и также возникает при ядерных реакциях, при торможении заряженных частиц, их распаде и т. д. у-Спектр является линейчатым, у-Спектр — это распределение числа у-квантов по энергиям. Дискретность у-спектра имеет принципи­альное значение, так как является доказательством дискретности энергетических состо­яний атомных ядер. В настоящее время твердо установлено, что у-излучение испускается дочерним ядром. При у-излучении А и Z ядра не изменяются, поэтому оно не описывается никакими правилами смещения. у- Излучение большинства ядер является столь коротковолно­вым, что его волновые свойства проявляются весьма слабо. Здесь на первый пли выступают корпускулярные свойства, поэтому у-излучение рассматривают как потов частиц — у-квантов. При радиоактивных распадах различных ядер у-кванты имеют энергии от 10 кэВ до 5 МэВ
26 вопрос Строение ядра. Изотопы. Взаимопревращение нуклонов и в-излучений. Нейтрино.

Атомное ядро состоит из элементарных частиц — протонов и нейтронов. Протон имеет положительный заряд, равный заряду электрона, и массу покоя тр=* 1,6726* 10-27 кг ?1836 m e где тe , — масса электрона. Нейтрон (n) — нейтральная частица с массой покоя тn=1,6749 * 10 -27 кг?1839 тe. Протоны и нейтроны называют­ся нуклонами. Общее число нуклонов в атомном ядре называ­ется массовым числом А.

Атомное ядро характеризуется зарядом Ze, где Z — зарядовое число ядра, равное числу протонов в ядре и совпадающее с порядковым номером химического элемента в Периодической системе элементов Менделеева. Известные в настоящее время 107 элементов таблицы Менделеева имеют зарядовые числа ядер от Z= 1 до Z=107. Ядро обозначается тем же символом, что и нейтральный атом: Х, тде X — символ химического элемента, Z — атомный номер (число протонов в ядре), А — массовое число (число нуклонов в ядре). Ядра о одинаковыми Z, но разными А называются изотопами, а ядра о одинаковыми А, но разными Z— Изобарами.

при  вместе с электроном испускается еще одна нейтральная частица — нейтри­но. Нейтрино имеет нулевой заряд, спин 1/2 и нулевую массу покоя; Гипотеза о существовании нейтрино позволила Э. Ферми создать теорию в-распада, которая в основном сохранила свое значение и в настоящее время. Столь длительные «поиски» нейтрино сопряжены с большими трудностями, обусловленными отсутствием у нейтрино электрического заряда и. массы. Нейтри­но — единственная частица, не участвующая ни в сальных, ни в электромагнитных взаимодействиях; единственный вид взаимодействий, в котором может принимать участие нейтрино, — слабое взаимодействие. Поэтому прямое наблюдение нейтрино весьма затруднительно. Ионизирующая способность нейтрино столь мала, что один акт ионизации в воздухе приходится на 500 км пути. Проникающая же способность нейтрино столь огромна что затрудняет удержание этих частиц в приборах.
27 вопрос. Ядерные силы...

Ядерные силы. Между составляющими ядро нуклонами действуют особые, специфические для ядра силы, значительно превышающие кулоновские силы отталкивания между протонами. Они называются ядерными силами. С помощью экспериментальных данных по рассеянию нуклонов на ядрах, ядерным превращениям и т. д. доказано, что ядерные силы намного превышают гравитационные, электрические и магнитные взаимодействия и не сводятся к ним. Ядерные силы относятся к классу так называемых сильных взаимодействий. Перечислим основные свойства ядерных сил: 1) ядерные силы являются силами притяжения; 2) ядерные силы являются короткодействующими;

3) ядерным силам свойственна зарядовая независимость;4) ядерным силам свойственно насыщение; 5) ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов взаимодействующих нуклонов; 6) ядерные силы не являются центральными. Сложный характер ядерных сил и трудность точного решения уравнений движе­ния всех нуклонов ядра не позволили до настоящего времени разработать единую последовательную теорию атомного ядра.

Мезоны и их свойства. Пауэлл обнаружили ядер­но-активные частицы —п-мезоны, или пионы. Были получены искусственно в лабораторных условная, при бомбардировке мишеней, из Be, С и Си а-частицами. П-Мезоны сильно взаимодействуют с нуклонами и атомными ядрами и, обусловливают существование ядерных сил.

Существуют положительный (п+), отрицательный (п-) (= элементар­ному заряду е) и нейтральный (п°) мезоны. Масса + и - мезонов. Все пионы нестабильны: время жизни 10-14с.

Спин п°-мезона, так же как и спин п+-мезона, равен нулю.

Открыты: К-мезоны (каоны) — частицы с нулевым спином и с массами> me. Известно четыре типа каонов: положительно, отриц. заряж. и 2 нейтральных.

Дефект массы и энергия связи ядра. Исследования показывают, что атомные ядра являются устойчивыми образованиями. Это означает, что в ядре между нуклонами существует определенная связь.

Измерения показали, что масса ядра меньше, чем сумме масс составляющих его нуклонов. Но так как всякому изменению массы должно соответствовать изменение энергии, то, следовательно, при образовании ядра должна выделяться определенная энергия. Из закона сохранения энергии вытекает и обратное: для разделения ядра на составные части необходимо затратить такое же кол-во энергии, которое выделяется при его образовании. Энергия, которую необходимо затратить, чтобы расщепить ядро на отдельные нуклоны, называется энергией связи ядра. Дефект массы ядра= м протона и нейтрона-м ядра. На эту величину уменьшается масса всех нуклонов при образовании из них атомного ядра. Вместо энергии связи рассматривают удельную энергию связи дЕсв — энер­гию связи, отнесенную к одному нуклону. Она характеризует устойчивость атомных ядер, т. е. чем больше дЕ, тем устойчивее ядро. Удельная энергия связи зависит от массового числа А элемента.

Уменьшение удельной энергии связи при переходе к тяжелым элементам объясняет­ся тем, что с возрастанием числа протонов в ядре увеличивается и энергия их кулоновского отталкивания. Поэтому связь между нуклонами становится менее силь­ной, а сами ядра менее прочными.

Наиболее устойчивыми оказываются так называемые магические ядра, у которых число протонов или число нейтронов равно одному из магических чисел. Особенно стабильны дважды магические ядра, у которых магическими являют­ся и число протонов, и число нейтронов.

Наиболее устойчивыми с энергетической точки зрения являются ядра средней части таблицы Менделеева. Тяжелые и легкие ядра менее устойчивы. Это означает, что энергетически выгодны следующие процессы: 1) деление тяжелых ядер на более легкие; 2) слияние легких ядер друг с другом в более тяжелые. При обоих процессах выделяется огромное количество энергии; эти процессы в насто­ящее время осуществлены практически: реакции деления и термоядерные реакции.

28 вопрос. Возбужденное состояние ядер и ?-излучение. Эффект Месбауэра. Поглащение ?-лучей.

Неопределенность энергии возбужденного состояния, обусловливаемая конечны временем жизни возбужденных состояний ядра, приводит к немонохроматичности у-излучения, испускаемого при переходе ядра из возбужденного состояния в основное. Эта немонохроматичность называется естественной шириной линии у-излучения.

При прохождении у-излучения в веществе должны в принципе наблюдаться также резонансные эффекты. Если ядро облучить у-квантами с энергией, равной разности одного из возбужденных и основного энергетических состояний ядра, то может иметь место резонансное поглощение у-излучения ядрами: ядро поглощает у-квант той же частоты» что и частота излучаемого ядре, у-кванта при переходе ядра из данного возбужденного состояния в основное. Наблюдение резонансного поглощении у- квантов ядрами считалось долгое и время невозможным, так как при переходе ядра из возбужденного состояния с энергией Е в основное излучаемый у- квант имеет энергию Еу несколько меньшую, чем Е, из-за отдачи ядра в процессе излучения:____________где Ея — кинетическая энергия отдачи ядра, При возбуждении же ядра и переходе его из основного состояния в возбужденное с энергией Е у-квант должен иметь энергию__________ где Ея — энергия отдачи, которую у-квант должен передать поглощающему ядру. Таким образом, максимумы линий излучения и поглощения сдвинуты друг от­носительно друга на величину Я. Используя закон сохранения импульса, согласно которому в рассмотренных процессах излучения и поглощения импульсы у-кванта и ядра должны быть равны, получим_______________________________

Резонансное поглощение у-излучения в принципе может быть получено только при компенсации потери анергии на отдачу ядра. Эту задачу решил в 1958 г. Р. Мёссбауэр . Он исследовал излучение и поглощение у-излучения в ядрах, находящихся в кристаллической решетке, т. е. в связанном состоянии (опыты проводились при низкой температуре). В данном случае импульс и энергия отдачи передаются не одному ядру, излучающему у-квант, а всей кристал­лической решетке в целом. Так как кристалл обладает гораздо большей массой по сравнению с массой отдельного ядра, то в соответствии с формулой потери энергии на отдачу становятся исчезающе малыми. Поэтому процессы излучения и по­глощения у-излучения происходят практически без потерь энергии. Явление упругого испускания (поглощения) у-квантов атомными ядрами, связан­ными в твердом теле, не сопровождающееся изменением внутренней энергии тела, называется эффектом Мёссбауэра.

Мёссбауэр вооружил экспериментальную физику новым методом измерений неви­данной прежде точности. Эффект Мёссбауэра позволяет измерять энергии (частоты) излучения с относительной точностью Г/Е=10-15 /10-17, поэтому во многих областях науки и техники может служить тончайшим «инструментом» различного рода измерений. Появилась возможность измерять тончайшие детали у-линий, внутренние магнитные и электрические поля в твердых телах и т. д.

29 вопрос Элементарные частицы: электрон, протон, нейтрон, нейтрино, мезоны. Античастицы. Классификация элементарных частиц. Кварки Система классификации частиц:

модули зарядов и странности, массы, спины, изотопические спины и время жизни частиц и их античастиц одинаковы, они различаются лишь знаками зарядов и стран­ности, а также знаками других величин, характеризующих их электрические свойства.

антифотон и антипи-ноль- и антиэта-ноль-мезоны тождественны с фотоном и ?°- и ??°-мезонами.

К группе фотонов относится единственная частица- фотон, который переносит электромагнитное взаимодействие. В электромагнитном взаимодействии участвуют в той или иной степени все частицы, как заряженные, так и нейтральные.

К группе лептонов относятся электрон, мюон, таон, соответствующие им нейтрино, также их античастицы. Все лептоны имеют спин, равный 1/2, и, следовательно, являются фермионами, подчиняясь статистике Ферми — Дирака. Поскольку лептоны в сильных взаимодействиях не участвуют, изотопический спин им не приписывается. Странность лептонов равна нулю.

Элементарным частицам, относящимся к группе лептонов, приписывают так называемое лептонное число (заряд) L.

Введение L позволяет сформулировать закон сохранения лептонного числа: в замкнутой системе при всех без исключения процессах взаимопревращаемости элементарных частиц лептонное число сохраняется.

Теперь понятно, почему при распаде________________нейтральная частица названа антинейт­рино, а при _______________— нейтрино. Taк как у электрона и нейтрино + 1, а у позитрона я антинейтрино-1, то закон сохранения лептонного числа выполня­ется лишь при условии, что антинейтрино возникает вместе с электроном, а нейтри­но — с позитроном.

Основную часть элементарных частиц составляют адроны: пионы, каоны, н-мезон, нуклоны, гипероны, а также их античастицы.

Адронам приписывают барионное число (барионный заряд) В. Адроны образуют подгруппу мезонов(пионы, каоны, n-мезон), барионов (протоны, нуклоны и гипе­роны). Закон сохранения барионного числа: в замкнутой системе при всех процессах взаимопревращаемости элементарных частиц барионное число сохраня­ется.

Из закона сохранения барионного числа следует, что при распаде бариона наряду с другими частицами обязательно образуется барион.

Более фундаментальная частица, которые могли бы служить базисом для построения всех адронов - «кварк» Согласно модели Гелл-Манна — Цвейга, все известные в то время адроны можно было построить, постулировав существование трех типов кварков (и, d, ж) и соответст­вующих антикварков.

при  вместе с электроном испускается еще одна нейтральная частица — нейтри­но. Нейтрино имеет нулевой заряд, спин 1/2 и нулевую массу покоя; Гипотеза о существовании нейтрино позволила Э. Ферми создать теорию в-распада, которая в основном сохранила свое значение и в настоящее время. Столь длительные «поиски» нейтрино сопряжены с большими трудностями, обусловленными отсутствием у нейтрино электрического заряда и. массы. Нейтри­но — единственная частица, не участвующая ни в сальных, ни в электромагнитных взаимодействиях; единственный вид взаимодействий, в котором может принимать участие нейтрино, — слабое взаимодействие. Поэтому прямое наблюдение нейтрино весьма затруднительно. Ионизирующая способность нейтрино столь мала, что один акт ионизации в воздухе приходится на 500 км пути. Проникающая же способность нейтрино столь огромна что затрудняет удержание этих частиц в приборах.

30 вопрос. Космические лучи. Ускорители.

Развитие физики элементарных частиц тесно связано с изучением космического излуче­ния — излучения, приходящего на Землю практически изотропно со всех направлений космического пространства. Измерения интенсивности космического излучения, прово­димые методами, аналогичными методам регистрации радиоактивных излучений и ча­стиц, приводят к выводу, что его интенсивность быстро растет с высотой, достигает максимума, затем уменьшается и с h?50 км остается практически постоянной .

Различают первичное и вторичное космические излучения. Излучение, приходящее непосредственно из космоса, называют первичным космическим излучением. Исследова­ние его состава показало, что первичное излучение представляет собой поток элемен­тарных частиц высокой энергии, причем более 90% из них составляют протоны с энергией примерно 10—1013 эВ, около 7%— ?-частицы и лишь небольшая доля (около 1%) приходится на ядра более тяжелых элементов (Z>20). По со­временным представлениям, основанным на данных астрофизики и радиоастрономии, считается, что первичное космическое излучение имеет в основном галактическое происхождение. Считается, что ускорение частиц до столь высоких энергий может происходить при столкновении с движущимися межзвездными магнитными полями. При h>=50 км интенсивность космического излучения постоянна;
1   2   3   4


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации