Prikaz otkrića elementarnih čestica. Prezentacija je elementarna čestica. Svojstva kvarkova: masa

slajd 3

Koliko ima elemenata u periodnom sustavu?

Samo 92.

Kako? Ima li još?

Istina, ali sve ostale su umjetno dobivene, ne nalaze se u prirodi.

Dakle - 92 atoma. Od njih se također mogu napraviti molekule, t.j. tvari!

Ali činjenicu da su sve tvari sastavljene od atoma tvrdio je Demokrit (400. pr. Kr.).

Bio je veliki putnik, a omiljena mu je izreka bila:

"Ne postoji ništa osim atoma i čistog prostora, sve ostalo je pogled"

slajd 4

Antičestica - čestica koja ima istu masu i spin, ali suprotne vrijednosti naboja svih vrsta;

Vremenska crta fizike čestica

Svaka elementarna čestica ima svoju antičesticu.

slajd 5

Vremenska crta fizike čestica

Sve su te čestice bile nestabilne; raspadaju se u čestice manjih masa, da bi se na kraju pretvorile u stabilne proton, elektron, foton i neutrino (i njihove antičestice).

Teorijski fizičari suočili su se s najtežim zadatkom da poslože cijeli otkriveni "zoološki vrt" čestica i pokušaju svesti broj osnovnih čestica na minimum, dokazujući da se ostale čestice sastoje od osnovnih čestica.

slajd 6

Vremenska crta fizike čestica

Ovaj se model sada pretvorio u koherentnu teoriju svih poznatih vrsta međudjelovanja čestica.

Slajd 7

Kako detektirati elementarnu česticu?

Obično se tragovi (putnje ili tragovi) koje su ostavile čestice proučavaju i analiziraju iz fotografija.

Slajd 8

Klasifikacija elementarnih čestica

Sve čestice se dijele u dvije klase:

• Fermioni, koji čine materiju;
• Bozoni preko kojih se ostvaruje interakcija.

Slajd 9

Fermioni se dijele na

• leptoni
• kvarkovi.

Slajd 10

Kvarkovi

• Gell-Mann i Georg Zweig predložili su kvarkov model 1964.
• Paulijev princip: u jednom sustavu međusobno povezanih čestica nikada ne postoje barem dvije čestice s identičnim parametrima ako te čestice imaju polucijeli spin.

M. Gell-Mann konferenciji 2007. godine

slajd 11

Što je spin?

• Spin pokazuje da postoji prostor stanja koji nema nikakve veze s kretanjem čestice u običnom prostoru;
• Spin (od engleskog to spin - vrtjeti) često se uspoređuje s kutnim momentom "vrha koji se brzo okreće" - to nije točno!
• Spin je intrinzična kvantna karakteristika čestice koja nema analoga u klasičnoj mehanici;
• Spin (od engleskog spin - okret [-s], rotacija) - vlastiti kutni moment elementarnih čestica, koji ima kvantna priroda a ne odnosi se na kretanje čestice kao cjeline

slajd 12

Spinovi nekih mikročestica

slajd 13

Kvarkovi

• Kvarkovi sudjeluju u jakim interakcijama, kao iu slabim i elektromagnetskim.
• Frakcijski naboji kvarkova - od -1/3e do +2/3e (e je naboj elektrona).
• Kvarkovi u današnjem Svemiru postoje samo u vezanim stanjima – samo kao dio hadrona. Na primjer, proton je uud, neutron je udd.

Slajd 14

Četiri vrste fizičkih interakcija

• gravitacija,
• elektromagnetski,
• slab,
• snažna.

Slaba interakcija – mijenja unutarnju prirodu čestica.

Jake interakcije – uzrokuju razne nuklearne reakcije, kao i pojavu sila koje vežu neutrone i protone u jezgri.

Postoji samo jedan mehanizam interakcije: zbog izmjene drugih čestica – nositelja interakcije.

slajd 15

• Elektromagnetsko međudjelovanje: nositelj - foton.
• Gravitacijska interakcija: nositelji - kvanti gravitacijskog polja - gravitoni.
• Slabe interakcije: nosioci - vektorski bozoni.
• Nosioci jakih interakcija: gluoni (iz engleska riječ ljepilo - ljepilo), s masom mirovanja jednakom nuli.
• I fotoni i gravitoni nemaju masu (masu mirovanja) i uvijek se kreću brzinom svjetlosti.
• Bitna razlika između nositelja slabe interakcije od fotona i gravitona je njihova masivnost.

slajd 16

Svojstva kvarkova

Kvarkovi supermultipleti (trijada i antitrijada ) ,d,s>,d,s>

Slajd 17

Svojstva kvarkova: boja

Kvarkovi imaju svojstvo koje se zove naboj boje.

Postoje tri vrste naboja boje, konvencionalno označenih kao

• plavo,
• zelena
• Crvena.

Svaka boja ima dodatak u vidu svoje anti-boje – anti-plave, anti-zelene i anti-crvene.

Za razliku od kvarkova, antikvarkovi nemaju boju, već antiboju, odnosno suprotan naboj boje.

Slajd 18

Svojstva kvarkova: masa

Kvarkovi imaju dvije glavne vrste masa koje se ne podudaraju u veličini:

masa trenutnog kvarka, procijenjena u procesima sa značajnim prijenosom kvadrata 4 momenta, i

konstrukcijska masa (blok, sastavna masa); također uključuje masu gluonskog polja oko kvarka i procjenjuje se iz mase hadrona i njihovog sastava kvarka.

Slajd 19

Svojstva kvarkova: okus

Svaki okus (vrsta) kvarka je karakteriziran takvim kvantni brojevi, Kako

• izospin Iz,
• neobičnost S,
• šarm C,
• ljepota (donja, ljepota) B′,
• istina (vrhunac) T.

Slajd 20

slajd 21

slajd 22

slajd 23

Karakteristike kvarkova

slajd 24

Razmotrite zadatke

Slajd 25

Kolika se energija oslobađa pri anihilaciji elektrona i pozitrona?

slajd 26

Kolika se energija oslobađa pri anihilaciji protona i antiprotona?

Slajd 27

Koji nuklearni procesi proizvode neutrine?

A. S α - raspadom.

B. S β - raspadom.

B. Zračenjem γ - kvanta.

Slajd 28

Koji nuklearni procesi proizvode antineutrine?

A. S α - raspadom.

B. S β - raspadom.

B. Zračenjem γ - kvanta.

D. S bilo kojim nuklearnim transformacijama

Slajd 29

Proton je...

A. . . .neutron, pozitron i neutrino Slajd 33

1. Što fizički sustavi nastala od elementarnih čestica kao rezultat elektromagnetske interakcije?

A. Elektroni, protoni. B. Jezgre atoma. B. Atomi, molekule tvari i antičestice.

2. S gledišta međudjelovanja sve se čestice dijele na tri vrste: A. Mezoni, fotoni i leptoni. B. Fotoni, leptoni i barioni. B. Fotoni, leptoni i hadroni.

3. Koji je glavni faktor postojanja elementarnih čestica? A. Uzajamna preobrazba. B. Stabilnost. B. Međusobno djelovanje čestica.

4. Koje interakcije određuju stabilnost jezgri u atomima? A. Gravitacija. B. Elektromagnetski. B. Nuklearna. D. Slabo.

slajd 34

6. Realnost transformacije materije u elektromagnetsko polje: A. Potvrđeno iskustvom anihilacije elektrona i pozitrona. B. Potvrđeno iskustvom anihilacije elektrona i protona.

7. Reakcija pretvorbe tvari u polje: A. e + 2γ → e + B. e + 2γ→e- B.e+ +e- =2γ.

8. Koja je interakcija odgovorna za pretvaranje elementarnih čestica jedne u drugu? A. Jaka interakcija. B. Gravitacijski. C. Slaba interakcija D. Jaka, slaba, elektromagnetska.

Odgovori: B; U; A; U; B; A; U; G.

5. Postoje li nepromjenjive čestice u prirodi?

A. Postoje. B. Ne postoje.

Slajd 35

Književnost

Periodni sustav elementarne čestice

Ishkhanov B.S. , kabina E.I. Fizika jezgre i čestica, XX stoljeće /

tablica elementarnih čestica

Čestice i antičestice

Elementarne čestice. imenik > kemijska enciklopedija /

Fizika elementarnih čestica

Kvark /sila.narod.ru/phisics/phisics_atom_04.htm

Quark. Materijal iz Wikipedije - slobodne enciklopedije /

2. O kvarkovima.

dugin sklad

Pogledaj sve slajdove

slajd 2

§ 114-115. Elementarne čestice. Antičestice.

Plan lekcije 1. Prezentacija "Elementarne čestice". 2. Novi materijal. 3. Učvršćivanje znanja. 4. L.R. .

slajd 3

Studentska anketa

1. Koje elementarne čestice poznaješ? 2. Što znači pojam "elementarno"? 3. Postoje li druge elementarne čestice? 4. Kako se mogu razlikovati? 5. Kako možete saznati?

slajd 4

Elementarne čestice Poznato je da ...

proton i neutron se međusobno transformiraju. ima preko 350 elementarnih čestica. Razlikuju se po masi, predznaku i veličini naboja, vijeku trajanja. Većina je kratkotrajna. Carl David Anderson (1932) otkrio je pozitron. Paul Dirac – predvidio je njegovo postojanje i proces uništenja. (Vidi udžbenik, 1933. Potvrđeno pokusom). 1955. Otkriveni antiproton i antineutron. Rođena je ideja o antimateriji. 1969 Serpuhov. Jezgre atoma antihelija. Hadroni – međusobno djeluju kroz nuklearne sile (Svojstva?) 1964. Kvarkova hipoteza. (Vidi udžbenik.) Leptoni ne međusobno djeluju putem nuklearnih sila.

slajd 5

Tri faze

slajd 6

Faza 1. Od elektrona do pozitrona: 1897-1932

pozitronski elektron

Slajd 7

Faza 2. Od pozitrona do kvarkova

Slajd 8

Elementarne čestice

Slajd 9

Temeljne interakcije

Slajd 10

Čestice i antičestice

γ hν=2mc2 Elektron Pozitron

slajd 11

slajd 12

Faza 3. Od hipoteze o kvarku do danas

Gotovo sva masa svakog atoma koncentrirana je u jezgri, koja je sto tisuća puta manja od atoma. Jezgra se sastoji od protona i neutrona, koji se sastoje od kvarkova. (Slika s www.star.bnl.gov)

slajd 13

Struktura hadrona

Slajd 14

Gluoni

Gluonske sile koje vežu kvarkove u protonu ne slabe kako se jedan kvark udaljava od drugog. Kao rezultat toga, pri pokušaju "izvlačenja" kvarka iz protona, polje gluona stvara dodatni par kvark-antikvark, a ne kvark, već pi-mezon koji je već odvojen od protona. Pi-mezon već može letjeti proizvoljno daleko od protona, jer sile između hadrona slabe s udaljenošću. (Slika s www.nature.com)

slajd 16

Simetrija elementarnih čestica

U modernoj teoriji elementarnih čestica vodeći je koncept simetrije zakona s obzirom na određene transformacije. Simetrija se smatra čimbenikom koji određuje postojanje različitih skupina i obitelji elementarnih čestica.

Slajd 17

Slajd 18

Ovako izgleda tipičan "zanimljiv" događaj u CDF detektoru u Tevatronu. Prikazan je pogled na detektor s kraja. Zrake se sudaraju u smjeru okomitom na uzorak, a proizvedene čestice se raspršuju u različitim smjerovima, odstupajući u magnetskom polju. Što je impuls čestice veći, to je ona slabije otklonjena. Histogram na rubovima pokazuje otpuštanje energije čestica. (Slika s www-cdf.fnal.gov)

Slajd 19

„Fizički rad

Ova slika ilustrira ponekad dosadan, pa čak i težak posao koji fizičari moraju obaviti kako bi izolirali rijetke događaje iz svih statistika. Zapravo, često je uopće nemoguće sa sigurnošću reći je li čestica koja nas zanima rođena ili ne u svakom pojedinom događaju. Značajne informacije mogu se izvući samo iz cijele statistike u cjelini. (Umjetničko djelo: CERN. Slika s www.exploratorium.edu))

Slajd 20

Domaća zadaća

Napiši priču o elementarnim česticama. Sastavite pitanja i odgovore "Yeralash"

Pogledaj sve slajdove

"Klasifikacija elementarnih čestica" - Životni vijek protona. Klasifikacija hadrona. Generacija. leptonski dublet. Uništenje. Antičestice. ukupan broj kvarkova. Karakteristike kvarkova i antikvarkova. Fermioni. bozoni. Leptoni i njihove karakteristike. Pokret. Električno punjenje. Radijacija. Interakcija. Elementarne čestice. Elementarna čestica.

"Discovery of the neutron and proton" - Otkriće protona. Otkriće neutrona i protona. Upotreba izotopa. Dokaz postojanja neutrona. Rutherford. Građa atomske jezgre. Čestice iz jezgri dušika. D. Chadwick. Eksperimenti s borom. atomske mase. Metoda "označenih atoma". Izotopi. U poljoprivredi. U arheologiji. U medicini.

"Neutrino" - Super-Kamiokande Čerenkov detektor. Miješanje neutrina. Što želimo znati. Kamlandov eksperiment. 9438 PMT za unutarnji volumen. Obrnuto. 1700 tona obične vode. 5300 tona obične vode. 91 PMT za vanjski volumen (antikoincidencija). MINOS eksperiment. Broj događaja s E > 2,6 MeV 54 Očekivani broj 86,8 ± 5,6 Pozadina 0,95 ± 0,99.

"Otkriće protona" - Masa i broj naboja atoma. Protoni. Broj protona u jezgri naziva se nabojnim brojem. Nabojni broj određuje kemijska svojstva elementa. Kao što je označeno atomske jezgre? Pronađen je u masama jezgri. određuje relativnu atomska masa kemijski element. Dvije jezgre imaju iste naboje, ali različite masene brojeve.

"Neutron" - Otkriće neutrona. Neutron?n - elementarna čestica koja nema naboj. Važan doprinos dali su 1932. Irene i Frederic Joliot-Curie. Antičestica neutrona je antineutron, koji nije isto što i sam neutron. Otkriće neutrona (1932.) pripada fizičaru J. Neutronu. Glavne karakteristike.

"Antičestice i antimaterija" - Antisvijet je hipotetski svemirski objekt (kao što je zvijezda ili galaksija) koji se sastoji od antimaterije. Andersonovo otkriće. Teorija velikog praska. Na svijetu bi trebao postojati jednak broj zvijezda svake vrste.” – Paul Dirac Sadržaj. Rađanje čestica i antičestica u blizini crnih rupa je Hawkingov proces. U našem svemiru nije pronađen klaster antimaterije.

Definicija: Elementarne čestice
zove velika grupa
najmanjih čestica materije
biti atomi ili atomski
jezgre.
Elementarne čestice:
elektroni
protoni
neutrino
neutroni
mioni
mezoni
čudne čestice
rezonancije
"lijep"
čestice
fotoni
"začarane" čestice

Oznaka, masa, naboj

antičestice

Povijest otkrića elementarnih čestica

ZAKLJUČAK:

slajd 2


Test 1. Koji fizikalni sustavi nastaju od elementarnih čestica kao rezultat elektromagnetske interakcije? A. Elektroni, protoni. B. Jezgre atoma. B. Atomi, molekule tvari i antičestice. 2. S gledišta međudjelovanja sve se čestice dijele na tri vrste: A. Mezoni, fotoni i leptoni. B. Fotoni, leptoni i barioni. B. Fotoni, leptoni i hadroni. 3. Koji je glavni faktor postojanja elementarnih čestica? A. Uzajamna preobrazba. B. Stabilnost. B. Međusobno djelovanje čestica. 4. Koje interakcije određuju stabilnost jezgri u atomima? A. Gravitacija. B. Elektromagnetski. B. Nuklearna. D. Slabo.

slajd 3


6. Realnost transformacije materije u elektromagnetsko polje: A. Potvrđeno iskustvom anihilacije elektrona i pozitrona. B. Potvrđeno iskustvom anihilacije elektrona i protona. 7. Reakcija pretvorbe tvari u polje: A. e + 2γ → e + B. e + 2γ→e- B.e+ +e- =2γ. 8. Koja je interakcija odgovorna za pretvaranje elementarnih čestica jedne u drugu? A. Jaka interakcija. B. Gravitacijski. C. Slaba interakcija D. Jaka, slaba, elektromagnetska. Odgovori: B; U; A; U; B; A; U; D. 5. Postoje li nepromjenjive čestice u prirodi? A. Postoje. B. Ne postoje.

slajd 4


1964. godine Gell-Mann i Zweig - hipoteza o postojanju kvarkova. Sve navodne "prave elementarne čestice" koje čine sve mezone, barione i rezonancije nazvane su kvarkovima. Da bi formirali takve čestice, kvarkovi su morali imati naboje +2\3 i -1\3. Takve čestice nisu bile poznate!! n +2\3 -1\3 -1\3 u d d P +2\3 +2\3 -1\3 u d u Kvarkovi: u, d, s ,c, b, t. Isti broj antikvarkova Prema Paulijevom principu: u jednom sustavu međusobno povezanih čestica nikada ne postoje barem dvije čestice s identičnim parametrima ako te čestice imaju polucijeli spin.

slajd 5


Omega - minus - hiperon sastoji se od tri identična kvarka. Povreda načela Kvarkovi su identični?? Oni ne mogu biti identični, stoga se razlikuju po nekim nepoznatim svojstvima. Ova nova svojstva su naboji u boji. Postoje tri vrste (boja) naboja na kvarkovima. Crvena, plava, žuta. Antikvarkovi imaju: anti-crveni, anti-plavi, anti-žuti naboj. Kvarkovi s istim električni naboji imaju različit naboj boje i između njih postoji privlačna sila zbog međudjelovanja boja. Teorija koja opisuje interakciju boja je kromodinamika.

slajd 6


Slobodni KVARCI ne postoje u prirodi! Sile interakcije boja rastu s povećanjem udaljenosti od kvarka. Kada se veza između kvarkova prekine, rađa se par "kvark-antikvark". Interakciju boja osiguravaju GLLUONI. Kombinacija tri boje i tri antiboje daje osam različitih gluona. Danas se smatra da u prirodi postoji 36 kvarkova, 8 gluona, 12 leptona i fotona, ukupno 57 "najelementarnijih" čestica.

Slajd 7


Potraga za najjednostavnijim temeljnim principom materije ponovno je dovela do otkrića kvalitativno nove razine znanja o prirodi. “Elektron je neiscrpan kao i atom, priroda je beskrajna...” V.I. Lenjin D/Z § 87

Pogledaj sve slajdove