Відкриття елементарних частинок презентації. Презентація – елементарна частка. Властивості кварків: маса

Слайд 3

Скільки елементів у таблиці Менделєєва?

Усього лише 92.

Як? Там більше?

Правильно, але інші - штучно отримані, вони у природі не зустрічаються.

Отже – 92 атоми. З них також можна скласти молекули, тобто. речовини!

Але те, що всі речовини складаються з атомів, стверджував Демокріт (400 років до нашої ери).

Він був великим мандрівником, і його улюбленим висловом було:

"Не існує нічого, крім атомів та чистого простору, все інше - думка"

Слайд 4

Античастка - частка, що має ту ж масу і спин, але протилежні значення зарядів усіх типів;

Хронологія фізики частинок

Для будь-якої елементарної частки є своя античастка

Слайд 5

Хронологія фізики частинок

Усі ці частки були нестабільними, тобто. розпадалися на частинки з меншими масами, зрештою перетворюючись на стабільні протон, електрон, фотон і нейтрино (та їх античастинки).

Перед фізиками - теоретиками постало найважче завдання впорядкувати весь виявлений "зоопарк" частинок і спробувати звести кількість фундаментальних частинок до мінімуму, довівши, що інші частинки складаються з фундаментальних частинок

Слайд 6

Хронологія фізики частинок

Ця модель до теперішнього часу перетворилася на струнку теорію всіх відомих типів взаємодій частинок.

Слайд 7

Як виявити елементарну частинку?

Зазвичай вивчають та аналізують сліди (траєкторії або треки), залишені частинками, за фотографіями

Слайд 8

Класифікація елементарних частинок

Усі частки діляться на два класи:

• Ферміони, що складають речовину;
• Бозони, через які здійснюється взаємодія.

Слайд 9

Ферміони поділяються на

• лептони
• кварки.

Слайд 10

Кварки

• Гелл-Ман і Георг Цвейг запропонували кваркову модель 1964 р.
• Принцип Паулі: в одній системі взаємопов'язаних частинок ніколи не існує хоча б дві частинки з тотожними параметрами, якщо ці частинки мають напівцілий спин.

М. Гелл-Маннна конференції у 2007 р.

Слайд 11

Що таке спін?

• Спін демонструє, що існує простір станів, що ніяк не пов'язане з переміщенням частинки у звичайному просторі;
• Спин (від англ. to spin - крутитися) часто порівнюють з кутовим моментом «дзига, що швидко обертається» - це невірно!
• Спін є внутрішньою квантовою характеристикою частинки, яка не має аналога у класичній механіці;
• Спін (від англ. spin - крутити [-ся], обертання) - власний момент імпульсу елементарних частинок, що має квантову природуі не пов'язаний із переміщенням частинки як цілого

Слайд 12

Спини деяких мікрочастинок

Слайд 13

Кварки

• Кварки беруть участь у сильних взаємодіях, а також у слабких та електромагнітних.
• Заряди кварків дробові – від -1/3e до +2/3e (e – заряд електрона).
• Кварки у сьогоднішньому Всесвіті існують лише у пов'язаних станах - лише у складі адронів. Наприклад, протон - ud, нейтрон - udd.

Слайд 14

Чотири види фізичних взаємодій

• гравітаційні,
• електромагнітні,
• слабкі,
• сильні.

Слабка взаємодія – змінює внутрішню природу частинок.

Сильні взаємодії - зумовлюють різні ядерні реакції, а також виникнення сил, що пов'язують нейтрони та протони в ядрах.

Механізм взаємодій один: з допомогою обміну іншими частинками - переносниками взаємодії.

Слайд 15

• Електромагнітна взаємодія: переносник – фотон.
• Гравітаційна взаємодія: переносники – кванти поля тяжіння – гравітони.
• Слабкі взаємодії: переносники – векторні бозони.
• Переносники сильних взаємодій: глюони (від англійського слова glue - клей), з масою спокою, що дорівнює нулю.
• І фотони, і гравітони не мають маси (маси спокою) і завжди рухаються зі швидкістю світла.
• Істотною відмінністю переносників слабкої взаємодії від фотону та гравітону є їх масивність.

Слайд 16

Властивості кварків

Кваркові супермультіплети (тріада та антитріада ) ,d,s>,d,s>

Слайд 17

Властивості кварків: колір

Кварки мають властивість, яка називається колірний заряд.

Існують три види колірного заряду, що умовно позначаються як

• синій,
• зелений
• Червоний.

Кожен колір має доповнення у вигляді свого антиколір -антисиній, антизелений і античервоний.

На відміну від кварків, антикварки мають не колір, а антицвіт, тобто протилежний колірний заряд.

Слайд 18

Властивості кварків: маса

У кварків є два основних типи мас, які не збігаються за величиною:

маса струмового кварку, що оцінюється в процесах зі значною передачею квадрата 4-імпульсу, та

структурна маса (блокова, конституентна маса); включає ще масу глюонного поля навколо кварку і оцінюється з маси адронів та їх кваркового складу.

Слайд 19

Властивості кварків: аромат

Кожен аромат (вигляд) кварка характеризується такими квантовими числами, як

• ізоспін Iz,
• дивина S,
• чарівність C,
• краса (боттомність, краса) B′,
• істинність (топність) T.

Слайд 20

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Характеристики кварків

Слайд 24

Розглянемо завдання

Слайд 25

Яка енергія виділяється при анігіляції електрона та позитрону?

Слайд 26

Яка енергія виділяється при анігіляції протону та антипротону?

Слайд 27

За яких ядерних процесів виникає нейтрино?

А. При α – розпаді.

Б. При β – розпаді.

В. При випромінюванні - квантів.

Слайд 28

За яких ядерних процесів виникає антинейтрино?

А. При α – розпаді.

Б. При β – розпаді.

В. При випромінюванні - квантів.

Г. За будь-яких ядерних перетворень

Слайд 29

Протон складається з...

А. . . .нейтрона, позитрона та нейтрино.Слайд 33

1.Які фізичні системиутворюються з елементарних частинок внаслідок електромагнітної взаємодії?

А. Електрони, протони. Б. Ядра атомів. В. Атоми, молекули речовини та античастинки.

2. З погляду взаємодії всі частки поділяються на три типи: А. Мезони, фотони та лептони. Б. Фотони, лептони та баріони. В. Фотони, лептони та адрони.

3. Що головним чинником існування елементарних частинок? А. Взаємне перетворення. Б. Стабільність. В. Взаємодія частинок одна з одною.

4. Які взаємодії визначають стійкість ядер у атомах? А. Гравітаційні. Б. Електромагнітні. В. Ядерні. Г. Слабкі.

Слайд 34

6. Реальність перетворення речовини в електромагнітне поле: А. Підтверджується на досвіді анігіляції електрона та позитрону. Б. Підтверджується досвіді анігіляції електрона і протона.

7. Реакція перетворення речовини на поле: А. е + 2γ→е+Б. е + 2γ→е-В.е+ +е- =2γ.

8. Яка взаємодія відповідальна за перетворення елементарних частинок одна на одну? А. Сильна взаємодія. Б. Гравітаційне. В. Слабка взаємодія Г. Сильне, слабке, електромагнітне.

Відповіді: В; В; А; В; Б; А; В; р.

5. Чи існують у природі постійні частки?

А. Існують. Б. Не існує.

Слайд 35

Література

Періодична системаелементарних частинок

Ішханов Б.С. , Кебін Е.І. Фізика ядра та частинок, XX століття /

таблиця елементарних частинок

Частинки та античастинки

Елементарні частинки. довідник > хімічна енциклопедія /

Фізика елементарних частинок

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

Кварка. Матеріал з Вікіпедії - вільної енциклопедії /

2.Про кварки.

Гармонія веселки

Переглянути всі слайди

Слайд 2

§114-115. Елементарні частинки. Античастинки.

План уроку 1. Презентація «Елементарні частки». 2. Новий матеріал. 3. Закріплення знань. 4. Л.Р. .

Слайд 3

Опитування учнів

1. Які елементарні частки ви знаєте? 2. Що означає термін «елементарний»? 3. Чи існують інші елементарні частки? 4. Чим вони можуть відрізнятись? 5. Як це можна дізнатися?

Слайд 4

Елементарні частинки Відомо, що …

протон і нейтрон взаємно перетворюються. Існує понад 350 елементарних частинок. Вони відрізняються масою, знаком та величиною заряду, часом життя. Більшість – короткоживучі. Карл Девід Андерсон (1932 р.) виявив позитрон. Поль Дірак – передбачив його існування та процес анігіляції. (Див. Підручник, 1933 р. Підтверджено допитом). 1955 р. Виявлено антипротон та антинейтрон. Виникла ідея антиречовини. 1969 р. Серпухов. Ядра атомів антигелію. Адрони – взаємодіють у вигляді ядерних сил (Властивості?) 1964 р. Гіпотеза про кварки. (Див. підручник.) Лептони не взаємодіють за допомогою ядерних сил.

Слайд 5

Три етапи

Слайд 6

Етап 1. Від електрона до позитрону: 1897-1932 р.

Позітроон Електрон

Слайд 7

Етап 2. Від позитрону до кварків

Слайд 8

Елементарні частки

Слайд 9

Фундаментальні взаємодії

Слайд 10

Частинки та античастинки

γ hν=2mc2 Електрон Позитрон

Слайд 11

Слайд 12

Етап 3. Від гіпотези про кварки до наших днів

Майже вся маса будь-якого атома зосереджена в ядрі, яке менше атома в сто тисяч разів. Ядро складено з протонів та нейтронів, які складаються з кварків. (Мал. з сайту www.star.bnl.gov)

Слайд 13

Будова адронів

Слайд 14

Глюони

Глюонні сили, що зв'язують кварки в протоні, не слабшають при видаленні одного кварку від іншого. В результаті при спробі «вирвати» кварк із протона глюонне поле породжує додаткову кварк-антикваркову пару, і від протона вже відокремлюється не кварк, а пі-мезон. Пі-мезон вже може полетіти як завгодно далеко від протона, тому що сили між адронами слабшають з відстанню. (Мал. з сайту www.nature.com)

Слайд 16

Симетрія елементарних частинок

Сучасна теорія елементарних частинок концепція симетрії законів щодо деяких перетворень є провідною. Симетрія сприймається як чинник, визначальний існування різних груп, і сімейств елементарних частинок.

Слайд 17

Слайд 18

Так виглядає типова «цікава» подія у детекторі CDF на Теватроні. Показано вигляд детектора з торця. Пучки зіштовхуються у напрямі, перпендикулярному малюнку, а народжені частки розлітаються у різні боки, відхиляючись у магнітному полі. Чим більший імпульс частинки, тим слабше вона відхиляється. Гістограма на краях показує енерговиділення частинок. (Мал. з сайту www-cdf.fnal.gov)

Слайд 19

"Фізична праця

Цей малюнок ілюструє ту часом нудну і навіть чорну роботу, яку мають виконати фізики, щоб виділити рідкісні події зі всієї статистики. Насправді часто взагалі неможливо достовірно сказати, народилася чи ні частка, що нас цікавить, у кожній конкретній події. Осмислену інформацію можна отримати лише зі всієї статистики загалом. (Artwork: CERN. Мал. із сайту www.exploratorium.edu))

Слайд 20

Домашнє завдання

Скласти розповідь про елементарні частинки. Скласти питання та відповіді «Єралаш»

Переглянути всі слайди

"Класифікація елементарних частинок" - Час життя протона. Класифікація адронів. Покоління. Лептонний дублет. Анігіляція. Античастинки. Повна кількість кварків. Характеристики кварків та антикварків. Ферміони. Бозони. Лептони та його характеристики. Рух. Електричний заряд. Випромінювання. Взаємодія. Елементарні частинки. Елементарна частка.

«Відкриття нейтрону та протона» - Відкриття протона. Відкриття нейтрону та протона. Застосування ізотопів. Доказ існування нейтрону. Резерфорд. Будова атомного ядра. Частинки з ядер азоту. Д. Чедвік. Досліди з бором. Атомні маси. Метод "мічених атомів". Ізотопи. У сільське господарство. В археології. В медицині.

"Нейтріно" - Черенківський детектор Super-Kamiokande. Змішування нейтрино. Що ми хочемо дізнатися. Експерименти KamLand. 9438 ФЕУ для внутрішнього об'єму. Зворотній. 1700 тонн звичайної води. 5300 тонн звичайної води. 91 ФЕУ для зовнішнього обсягу (антизбігу). Експеримент MINOS. Число подій з E > 2.6 MeV 54 Очікуване число 86.8±5.6 Фон 0.95±0.99.

«Відкриття протона» - Масове та зарядове число атома. Протонами. Кількість протонів у ядрі називають зарядовим числом. Зарядовим числом визначаються хімічні властивості елемента. Як позначають атомні ядра? У масах ядер виявилася. визначає відносну атомну масу хімічного елемента. Два ядра мають однакові заряди, але різні масові числа.

"Нейтрон" - Відкриття нейтрону. Нейтро?н - елементарна частка, що не має заряду. Важливий внесок зробили в 1932 році Ірен і Фредерік Жоліо-Кюрі. Античастинкою нейтрону є антинейтрон, який не збігається із самим нейтроном. Відкриття нейтрона (1932) належить фізиці Дж. Нейтрон. Основні характеристики.

«Античастинки та антиречовина» - Антисвіт – гіпотетичний космічний об'єкт (типу зірки або галактики), що складається з антиречовини. Відкриття Андерсон. Теорія великого вибуху. У світі має бути однакова кількість зірок кожного ґатунку,» - Поль Дірак. Зміст. Народження частинок та античастинок поблизу чорних дір-процес Хокінгу. Скупчення антиречовини у нашому Всесвіті не знайдено.

Визначення: Елементарними частинками
називають велику групу
дрібних частинок матерії, не
є атомами або атомними
ядрами.
Елемент арні частки:
електрони
протони
нейтрино
нейтрони
мюони
мезони
дивні частки
резонанси
«красиві»
частинки
фотони
«зачаровані» частинки

Позначення, маса, заряд

Античастинки

Історія відкриття елементарних частинок

ВИСНОВОК:

Слайд 2


Тест 1. Які фізичні системи утворюються з елементарних частинок внаслідок електромагнітної взаємодії? А. Електрони, протони. Б. Ядра атомів. В. Атоми, молекули речовини та античастинки. 2. З погляду взаємодії всі частки поділяються на три типи: А. Мезони, фотони та лептони. Б. Фотони, лептони та баріони. В. Фотони, лептони та адрони. 3. Що головним чинником існування елементарних частинок? А. Взаємне перетворення. Б. Стабільність. В. Взаємодія частинок одна з одною. 4. Які взаємодії визначають стійкість ядер у атомах? А. Гравітаційні. Б. Електромагнітні. В. Ядерні. Г. Слабкі.

Слайд 3


6. Реальність перетворення речовини в електромагнітне поле: А. Підтверджується на досвіді анігіляції електрона та позитрону. Б. Підтверджується досвіді анігіляції електрона і протона. 7. Реакція перетворення речовини на поле: А. е + 2γ→е+Б. е + 2γ→е-В.е+ +е- =2γ. 8. Яка взаємодія відповідальна за перетворення елементарних частинок одна на одну? А. Сильна взаємодія. Б. Гравітаційне. В. Слабка взаємодія Г. Сильне, слабке, електромагнітне. Відповіді: В; В; А; В; Б; А; В; Г. 5. Чи існують у природі постійні частки? А. Існують. Б. Не існує.

Слайд 4


1964р. Гелл-Ман і Цвейг - гіпотеза про існування кварків. Кварками назвали всі передбачувані "справжні елементарні частинки", з яких складаються всі мезони, баріони та резонанси. Для утворення таких частинок у кварків мали бути заряди +23 і -13. Таких частинок не знали! 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. Стільки ж антикварків Згідно з принципом Паулі: в одній системі взаємопов'язаних частинок ніколи не існує хоча б дві частинки з тотожними параметрами, якщо ці частинки мають напівцілий спин.

Слайд 5


Омега – мінус – гіперон складається із трьох однакових кварків. Порушення принципу? Кварки тотожні? Тотожними бути не можуть, отже відрізняються якимись невідомими властивостями. Ці нові властивості – заряди кольорів. Існує три типи (колірних) заряду у кварків. Червоний, синій, жовтий. Антикварки мають: античервоний, антисиній, антижовтий заряд. Кварки з однаковими електричними зарядамимають різний колірний заряд і з-поміж них діє сила тяжіння, обумовлена ​​колірною взаємодією. Теорія, що описує колірну взаємодію – хромодинаміка.

Слайд 6


У природі немає вільних КВАРКОВ! Сили колірної взаємодії збільшуються із збільшенням відстані від кварку. При розриві зв'язку між кварками народжується пара «кварк – антикварк» Колірна взаємодія забезпечується ГЛЮОНАМИ Комбінація з трьох кольорів та трьох антиквітів дає вісім різних глюонів. Вважається сьогодні, що в природі 36 кварків, 8 глюонів, 12 лептонів і фотонів, всього 57 найпростіших частинок.

Слайд 7


Пошуки найпростішої першооснови матерії знову призвели до відкриття якісно нового ступеня пізнання природи. "Електрон так само невичерпний, як і атом, природа нескінченна ..." В.І. Ленін Д/З § 87

Переглянути всі слайди