Представяне на откритието на елементарните частици. Презентацията е елементарна частица. Свойства на кварките: маса

Слайд 3

Колко елемента има в периодичната таблица?

Само 92.

как? Има ли още?

Вярно, но всички останали са изкуствено получени, не се срещат в природата.

И така - 92 атома. От тях могат да се правят и молекули, т.е. вещества!

Но фактът, че всички вещества се състоят от атоми, е заявен от Демокрит (400 г. пр. н. е.).

Той беше страхотен пътешественик и любимата му поговорка беше:

"Нищо не съществува освен атоми и чисто пространство, всичко останало е гледка"

Слайд 4

Античастица - частица, която има еднаква маса и спин, но противоположни стойности на заряди от всички видове;

Хронология на физиката на елементарните частици

Всяка елементарна частица има своя античастица

Слайд 5

Хронология на физиката на елементарните частици

Всички тези частици бяха нестабилни, т.е. се разпадат на частици с по-ниски маси, като в крайна сметка стават стабилни протони, електрони, фотони и неутрино (и техните античастици).

Теоретичните физици са изправени пред най-трудната задача да подредят целия открит „зоопарк“ от частици и да се опитат да намалят броя на фундаменталните частици до минимум, доказвайки, че другите частици се състоят от фундаментални частици

Слайд 6

Хронология на физиката на елементарните частици

Сега този модел се е превърнал в съгласувана теория за всички известни видове взаимодействия на частиците.

Слайд 7

Как да открием елементарна частица?

Обикновено следите (траектории или следи), оставени от частици, се изучават и анализират с помощта на снимки.

Слайд 8

Класификация на елементарните частици

Всички частици са разделени на два класа:

• Фермиони, които изграждат материята;
• Бозони, чрез които се осъществява взаимодействието.

Слайд 9

Фермионите се делят на

• лептони
• кварки.

Слайд 10

Кварки

• Гел-Ман и Георг Цвайг предложиха кварковия модел през 1964 г.
• Принципът на Паули: в една система от взаимосвързани частици никога не съществуват поне две частици с еднакви параметри, ако тези частици имат полуцяло въртене.

Конференция на М. Гел-Ман през 2007 г

слайд 11

Какво е спин?

• Спинът демонстрира, че има пространство на състоянието, което няма нищо общо с движението на частица в обикновеното пространство;
• Спинът (от английски to spin - да се върти) често се сравнява с ъгловия момент на „бързо въртящ се връх“ - това не е вярно!
• Спинът е вътрешна квантова характеристика на частица, която няма аналог в класическата механика;
• Спинът (от англ. spin - въртене, въртене) е собственият ъглов момент на елементарните частици, притежаващ квантова природаи не е свързано с движението на частицата като цяло

слайд 12

Завъртания на някои микрочастици

слайд 13

Кварки

• Кварките участват както в силни взаимодействия, така и в слаби и електромагнитни.
• Зарядите на кварките са дробни - от -1/3e до +2/3e (e е зарядът на електрона).
• Кварките в днешната Вселена съществуват само в свързани състояния - само като част от адрони. Например протонът е uud, неутронът е udd.

Слайд 14

Четири типа физически взаимодействия

• земно притегляне,
• електромагнитни,
• слаб,
• силен.

Слабо взаимодействие - променя вътрешната природа на частиците.

Силните взаимодействия определят различни ядрени реакции, както и появата на сили, които свързват неутроните и протоните в ядрата.

Механизмът на взаимодействията е същият: поради обмен на други частици - носители на взаимодействие.

Слайд 15

• Електромагнитно взаимодействие: носител - фотон.
• Гравитационно взаимодействие: носители - кванти на гравитационното поле - гравитони.
• Слаби взаимодействия: носители - векторни бозони.
• Носители на силни взаимодействия: глуони (от английска думалепило - лепило), с маса на покой, равна на нула.
• И фотоните, и гравитоните нямат маса (маса на покой) и винаги се движат със скоростта на светлината.
• Значителна разлика между носителите на слабо взаимодействие и фотоните и гравитоните е тяхната масивност.

Слайд 16

Свойства на кварките

Кваркови супермултиплети (триада и антитриада ) ,d,s>,d,s>

Слайд 17

Свойства на кварките: цвят

Кварките имат свойство, наречено цветен заряд.

Има три типа цветен заряд, условно обозначени като

• син,
• зелено
• Червен.

Всеки цвят има допълнение под формата на собствен анти-цвят - анти-син, анти-зелен и анти-червен.

За разлика от кварките, антикварките нямат цвят, а антицвят, тоест обратен цветен заряд.

Слайд 18

Свойства на кварките: маса

Кварките имат два основни вида маси, които се различават по размер:

текуща кваркова маса, оценена в процеси със значителен трансфер на квадрат 4-импулс, и

структурна маса (блок, съставна маса); включва също масата на глуонното поле около кварка и се оценява от масата на адроните и техния кварков състав.

Слайд 19

Свойства на кварките: вкус

Всеки аромат (вид) на кварк се характеризира със следното квантови числа, Как

• изоспин Iz,
• странност S,
• чар C,
• очарование (дънност, красота) B′,
• истина (върховност) Т.

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Характеристики на кварките

Слайд 24

Да разгледаме задачите

Слайд 25

Каква енергия се отделя при анихилацията на електрон и позитрон?

Слайд 26

Каква енергия се отделя по време на анихилацията на протон и антипротон?

Слайд 27

Какви ядрени процеси произвеждат неутрино?

А. По време на α - разпад.

Б. По време на β - разпад.

B. Когато се излъчват γ - кванти.

Слайд 28

Какви ядрени процеси произвеждат антинеутрино?

А. По време на α - разпад.

Б. По време на β - разпад.

B. Когато се излъчват γ - кванти.

D. По време на всякакви ядрени трансформации

Слайд 29

Протонът се състои от...

А. . . .неутрон, позитрон и неутрино Слайд 33

1.Какво физически системисе образуват от елементарни частици в резултат на електромагнитно взаимодействие?

А. Електрони, протони. Б. Атомни ядра. Б. Атоми, молекули на материята и античастици.

2. От гледна точка на взаимодействие всички частици се делят на три вида: А. Мезони, фотони и лептони. B. Фотони, лептони и бариони. B. Фотони, лептони и адрони.

3. Кой е основният фактор за съществуването на елементарните частици? А. Взаимна трансформация. Б. Стабилност. Б. Взаимодействието на частиците една с друга.

4. Какви взаимодействия определят стабилността на ядрата в атомите? А. Гравитационен. Б. Електромагнитни. Б. Ядрена. Г. Слаб.

Слайд 34

6. Реалността на превръщането на материята в електромагнитно поле: А. Потвърдена от опита на анихилация на електрон и позитрон. B. Потвърдено от експеримента за анихилация на електрон и протон.

7. Реакция на превръщане на материята в поле: A. e + 2γ→e+B. e + 2γ→e- B.e+ +e- =2γ.

8. Какво взаимодействие е отговорно за превръщането на елементарните частици една в друга? А. Силно взаимодействие. Б. Гравитационен. Б. Слабо взаимодействие Г. Силно, слабо, електромагнитно.

Отговори: B; IN; А; IN; B; А; IN; Ж.

5. Има ли неизменни частици в природата?

А. Има. Б. Те не съществуват.

Слайд 35

Литература

Периодичната таблицаелементарни частици

Ишханов Б.С. , Кабин Е.И. Физика на ядрото и частиците, ХХ век /

таблица на елементарните частици

Частици и античастици

Елементарни частици. директория > химическа енциклопедия /

Физика на елементарните частици

Кварк /sila.narod.ru/physics/physics_atom_04.htm

Кварк. Материали от Wikipedia - свободната енциклопедия /

2.За кварките.

Дъгова хармония

Вижте всички слайдове

Слайд 2

§114-115. Елементарни частици. Античастици.

План на урока 1. Презентация „Елементарни частици”. 2. Нов материал. 3. Затвърдяване на знанията. 4. Л.Р. .

Слайд 3

Студентска анкета

1. Какви елементарни частици познавате? 2. Какво означава терминът „елементарно“? 3. Има ли други елементарни частици? 4. Как могат да бъдат различни? 5. Как можете да разберете?

Слайд 4

Елементарни частици Известно е, че...

протонът и неутронът се преобразуват взаимно. Има повече от 350 елементарни частици. Те се различават по маса, знак и големина на заряда и продължителност на живота. Повечето са краткотрайни. Карл Дейвид Андерсън (1932) открива позитрона. Пол Дирак - предсказа съществуването му и процеса на унищожение. (виж учебника, 1933 г. Потвърдено от експеримента). 1955 Открити антипротон и антинеутрон. Възникна идеята за антиматерията. 1969 Серпухов. Ядра на антихелиеви атоми. Адрони – взаимодействат чрез ядрени сили (Свойства?) 1964 Кваркова хипотеза. (Вижте учебника.) Лептоните не взаимодействат чрез ядрени сили.

Слайд 5

Три етапа

Слайд 6

Етап 1. От електрон до позитрон: 1897-1932

Позитроен електрон

Слайд 7

Етап 2. От позитрон до кварки

Слайд 8

Елементарни частици

Слайд 9

Фундаментални взаимодействия

Слайд 10

Частици и античастици

γ hν=2mc2 Електрон Позитрон

слайд 11

слайд 12

Етап 3. От кварковата хипотеза до наши дни

Почти цялата маса на всеки атом е концентрирана в ядрото, което е сто хиляди пъти по-малко от атом. Ядрото се състои от протони и неутрони, които са изградени от кварки. (Фигура от www.star.bnl.gov)

слайд 13

Структурата на адроните

Слайд 14

Глуони

Глуоновите сили, които свързват кварките в протона, не отслабват, когато един кварк се отдалечава от друг. В резултат на това, когато се опитва да „изтръгне“ кварк от протон, глуонното поле генерира допълнителна двойка кварк-антикварк и не кварк, а пи-мезон се отделя от протона. Пи-мезонът вече може да лети толкова далеч от протона, тъй като силите между адроните отслабват с разстоянието. (Фигура от www.nature.com)

Слайд 16

Симетрия на елементарните частици

В съвременната теория на елементарните частици водеща е концепцията за симетрия на законите по отношение на определени трансформации. Симетрията се разглежда като фактор, определящ съществуването на различни групи и семейства елементарни частици.

Слайд 17

Слайд 18

Ето как изглежда едно типично „интересно“ събитие в CDF детектора на Tevatron. Показан е краен изглед на детектора. Лъчите се сблъскват в посока, перпендикулярна на модела, и генерираните частици се разпръскват в различни посоки, отклонявайки се в магнитното поле. Колкото по-голям е импулсът на частицата, толкова по-слабо се отклонява. Хистограмата по краищата показва освобождаването на енергия от частиците. (Фигура от www-cdf.fnal.gov)

Слайд 19

„Физически труд

Тази фигура илюстрира понякога досадната и дори черна работа, която физиците трябва да вършат, за да изолират редки събития от цялата статистика. Всъщност често е невъзможно да се каже надеждно дали частицата, която ни интересува, е родена или не във всяко конкретно събитие. Смислена информация може да бъде извлечена само от цялата статистика като цяло. (Изкуство: CERN. Фигура от www.exploratorium.edu))

Слайд 20

Домашна работа

Напишете разказ за елементарните частици. Съставете въпроси и отговори „Бъркане“

Вижте всички слайдове

“Класификация на елементарните частици” - Живот на протона. Класификация на адроните. Поколение. Лептон дублет. Унищожение. Античастици. Общ брой кварки. Характеристики на кварките и антикварките. Фермиони. Бозони. Лептони и техните характеристики. Движение. Електрически заряд. Радиация. Взаимодействие. Елементарни частици. Елементарна частица.

„Откриване на неутрона и протона“ - Откриване на протона. Откриване на неутрона и протона. Приложение на изотопи. Доказателство за съществуването на неутрона. Ръдърфорд. Структурата на атомното ядро. Частици от азотни ядра. Д. Чадуик. Експерименти с бор. Атомни маси. Метод „маркирани атоми“. Изотопи. В селското стопанство. В археологията. В медицината.

"Неутрино" - Черенков детектор Super-Kamiokande. Смесване на неутрино. Какво искаме да знаем? Експеримент KamLand. 9438 PMT за вътрешен обем. Обратен. 1700 тона обикновена вода. 5300 тона обикновена вода. 91 PMTs за външен обем (анти-съвпадение). Експеримент MINOS. Брой събития с E > 2,6 MeV 54 Очакван брой 86,8 ± 5,6 Фон 0,95 ± 0,99.

“Откриване на протона” - Маса и зарядно число на атома. протони. Броят на протоните в ядрото се нарича зарядово число. Зарядното число определя химичните свойства на даден елемент. Как обозначават атомни ядра? Открит е в масите на ядрата. определя относително атомна маса химичен елемент. Двете ядра имат еднакви заряди, но различни масови числа.

"Неутрон" - Откриване на неутрона. Неутронът е елементарна частица, която няма заряд. Важен принос е направен през 1932 г. от Ирен и Фредерик Жолио-Кюри. Античастицата на неутрона е антинеутрон, който не е същият като самия неутрон. Откриването на неутрона (1932) принадлежи на физика Дж. Неутрон. Основни характеристики.

„Античастици и антиматерия“ - Антисветът е хипотетичен космически обект (като звезда или галактика), състоящ се от антиматерия. Откритието на Андерсън. Теория за Големия взрив. Трябва да има равен брой звезди от всеки вид в света," Пол Дирак. Съдържание. Раждането на частици и античастици близо до черни дупки е процесът на Хокинг. В нашата Вселена не е открито натрупване на антиматерия.

Определение: Елементарни частици
обадете се на голяма група
най-малките частици материя, не
като атоми или атомни
ядра.
Елементарни частици:
електрони
протони
неутрино
неутрони
мюони
мезони
странни частици
резонанси
"красив"
частици
фотони
"омагьосани" частици

Обозначение, маса, заряд

античастици

История на откриването на елементарните частици

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Слайд 2


Тест 1. Какви физически системи се образуват от елементарни частици в резултат на електромагнитно взаимодействие? А. Електрони, протони. Б. Атомни ядра. Б. Атоми, молекули на материята и античастици. 2. От гледна точка на взаимодействие всички частици се делят на три вида: А. Мезони, фотони и лептони. B. Фотони, лептони и бариони. B. Фотони, лептони и адрони. 3. Кой е основният фактор за съществуването на елементарните частици? А. Взаимна трансформация. Б. Стабилност. Б. Взаимодействието на частиците една с друга. 4. Какви взаимодействия определят стабилността на ядрата в атомите? А. Гравитационен. Б. Електромагнитни. Б. Ядрена. Г. Слаб.

Слайд 3


6. Реалността на превръщането на материята в електромагнитно поле: А. Потвърдена от опита на анихилация на електрон и позитрон. B. Потвърдено от експеримента за анихилация на електрон и протон. 7. Реакция на превръщане на материята в поле: A. e + 2γ→e+B. e + 2γ→e- B.e+ +e- =2γ. 8. Какво взаимодействие е отговорно за превръщането на елементарните частици една в друга? А. Силно взаимодействие. Б. Гравитационен. Б. Слабо взаимодействие Г. Силно, слабо, електромагнитно. Отговори: B; IN; А; IN; B; А; IN; Г. 5. Има ли неизменни частици в природата? А. Има. Б. Не съществуват.

Слайд 4


1964 г Гел-Ман и Цвайг - хипотеза за съществуването на кварки. Кварки е името, дадено на всички предполагаеми „реални елементарни частици“, които изграждат всички мезони, бариони и резонанси. За да образуват такива частици, кварките трябва да имат заряди +2\3 и -1\3. Такива частици не са били известни!! n +2\3 -1\3 -1\3 u d d P +2\3 +2\3 -1\3 u d u Кварки: u, d, s, c, b, t. Еднакъв брой антикварки Според принципа на Паули: в една система от взаимосвързани частици никога не съществуват поне две частици с еднакви параметри, ако тези частици имат полуцяло въртене.

Слайд 5


Омега - минус - хиперон се състои от три еднакви кварка. Нарушаване на принципа Кварките са идентични?? Те не могат да бъдат идентични, следователно се различават по някои неизвестни свойства. Тези нови свойства са цветни такси. Има три типа (цвят) заряд на кварките. Червено, синьо, жълто. Антикварките имат: анти-червен, анти-син, анти-жълт заряд. Кварки със същото електрически зарядиимат различни цветни заряди и между тях има сила на привличане поради цветовото взаимодействие. Теорията, която описва цветовото взаимодействие, е хромодинамиката.

Слайд 6


В природата няма свободни КВАРКИ! Силата на цветовите взаимодействия нараства с увеличаване на разстоянието от кварка. Когато връзката между кварките се прекъсне, се ражда двойка „кварк-антикварк". Цветното взаимодействие се осигурява от ГЛУОНИ. Комбинация от три цвята и три антицвета дава осем различни глуона. Днес се смята, че в природата съществуват 36 кварка, 8 глуона, 12 лептона и фотона, общо 57 „най-елементарни” частици.

Слайд 7


Търсенето на най-простия фундаментален принцип на материята отново доведе до откриването на качествено нов етап в познанието за природата. „Електронът е неизчерпаем като атома, природата е безкрайна...“ V.I. Ленин D/Z § 87

Вижте всички слайдове