Что такое findslide.org?

FindSlide.org - это сайт презентаций, докладов, шаблонов в формате PowerPoint.


Для правообладателей

Обратная связь

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Яндекс.Метрика

Презентация на тему Классификация элементарных частиц

Содержание

Элементарная частица – микрообъект, который невозможно расщепить на составные части. Адроны имеют сложную внутреннюю структуру, но разделить их на части невозможно. Ряд элементарных частиц являются бесструктурными (фундаментальные) частицами – это
Опорный конспект по теме «Элементарные частицы»Авторы:Морозова Н.В., учитель физики МОУ лицея №40 Элементарная частица – микрообъект, который невозможно расщепить на составные части. С 1932г. Открыто более 400 элементарных частиц. Для классификации используют Фермионы – частицы с полуцелым спином: ħ/2, 3/2ħ … Бозоны – частицы с целым спином 0, ħ, 2ħ … Рассмотрим в качестве примера распределение фермионов по 3м возможным энергетическим Элементарные частицы существуют в 2х разновидностяхЧастицы(а)античастицы(ā)Античастицы(ā) – элементарная частица имеющая Фотографируя траекторию частиц космических лучей в камере Вильсона, Андерсон обнаружил В++б)Для определения движения частицы Андерсон разместил на ее пути свинцовую пластинку толщиной В 1947г. – антипион    1955г. - антипротон Аннигиляция – процесс взаимодействия элементарной частицы с ее античастицей, Электрон – позитронная пара возникает при взаимодействии γ-кванта с веществом. Классификация по видам взаимодействияЭлементарные частицыадронылептоныАдроны – элементарные частицы, участвующие в сильном взаимодействии.Лептоны Сумма лептонных зарядов до и после взаимодействия сохраняется.  Лептонный Второй лептонный дублет образуют отрицательно заряженный мюон μ- и мюонное μ- → е- + vμ + vе.  1 =1-1+1. Лептоны и их характеристики~~~ Любое взаимодействие обусловлено обменом частиц.  В 1956г. Американский физик Бета – распад происходит с участием W-бозона. Сначала нейтрон распадается В действительности излучение или поглощение заряженных векторных бозонов – результат К классу адронов относится около 300 элементарных частиц, участвующих в Классификация адронов~~~~~~ Время жизни протона (1031 лет) – стабильная частица, все другие Нуклоны (p,n) состоят из 3х фундаментальных, электрически заряженных частиц, называемых Основные характеристики кварков 1) имеют дробный электрический заряд: +2/3е – называются U-кварками 2) Барионный заряд  Во всех взаимодействиях барионный заряд сохраняется. Затем были открыты тяжелые адроны:  S – странный Характеристики кварков и антикварков~~~~~~ Цвет кварков  Каврки отличаются цветом, т.к. некоторые кварки могут состоять из π+- мезон Фундаментальные частицы – кварки и лептоны.В сильном взаимодействииНе участвуют в
Слайды презентации

Слайд 2 Элементарная частица – микрообъект, который невозможно

Элементарная частица – микрообъект, который невозможно расщепить на составные части.

расщепить на составные части.
Адроны имеют сложную

внутреннюю структуру, но разделить их на части невозможно.
Ряд элементарных частиц являются бесструктурными (фундаментальные) частицами – это частицы, которые до настоящего момента времени не удалось описать как составные.

Слайд 3 С 1932г. Открыто более 400 элементарных

С 1932г. Открыто более 400 элементарных частиц. Для классификации используют

частиц. Для классификации используют электрический заряд, спин (собственный момент

количества движения), время жизни виды взаимодействия.

По величине спина

фермионы

бозоны


Слайд 4 Фермионы – частицы с полуцелым спином:

Фермионы – частицы с полуцелым спином: ħ/2, 3/2ħ … (е-,

ħ/2, 3/2ħ …
(е-, р, n, vе- -

электронное нейтрино)
Для фермионов справедлив принцип Паули: в одном и том же энергетическом состоянии могут находится не более 2х фермионов с противоположными спинами.


Слайд 5 Бозоны – частицы с целым спином

Бозоны – частицы с целым спином 0, ħ, 2ħ …

0, ħ, 2ħ …
(фотон, мезон)
Для

бозонов принцип Паули не существует, поэтому в одном энергетическом состоянии может находится любое число бозонов.


Слайд 6 Рассмотрим в качестве примера распределение фермионов

Рассмотрим в качестве примера распределение фермионов по 3м возможным энергетическим

по 3м возможным энергетическим состояниям системы: E1, E2, E3.
N

- число фермионов; S - спиновое число

S=3/2

S=1/2

(спиновый момент ħ/2)

Спин имеет 2е ориентации S=0, 1 т.е. можно рассматривать как бозон с целым спином 0 или ħ

S=1/2

S=-1/2
S=0

S=1/2

S=1/2

S=1/2

S=-1/2

S=1/2

S=1/2

S=1

S=1/2

S=1/2

S=1/2

S=1/2

S=-1/2


Слайд 7 Элементарные частицы существуют в 2х разновидностях
Частицы(а)
античастицы(ā)
Античастицы(ā)

Элементарные частицы существуют в 2х разновидностяхЧастицы(а)античастицы(ā)Античастицы(ā) – элементарная частица имеющая

– элементарная частица имеющая (по отношению к а) равную

массу покоя, одинаковый спин, время жизни и противоположный заряд.
Первая античастица обноружена в 1932г. Американским физиком К. Андерсоном в космическом излучении.

Слайд 8 Фотографируя траекторию частиц космических лучей в

Фотографируя траекторию частиц космических лучей в камере Вильсона, Андерсон обнаружил

камере Вильсона, Андерсон обнаружил трек, принадлежащий частице с массой

“e-” (а), в магнитном поле частица двигалась по окружности r=(me-v)/( e-B) (Fл=Fц); ее направление движения было неизвестно и зависело от знака заряда.

а)


Слайд 9 В
+
+
б)
Для определения движения частицы Андерсон разместил на ее

В++б)Для определения движения частицы Андерсон разместил на ее пути свинцовую пластинку

пути свинцовую пластинку толщиной 6мм, тормозившую частицу, r уменьшился

(V), движение снизу вверх и обладает (+), т.е. античастица электрона – позитрон е+

Слайд 10 В 1947г. – антипион

В 1947г. – антипион  1955г. - антипротон

1955г. - антипротон
1956г.

– антинейтрон
Получены атомы антидейтерия, антитрития, антигелия.
Истинно нейтральной частицей является фотон, совпадающий со своей античастицей.

Слайд 11 Аннигиляция – процесс взаимодействия элементарной

Аннигиляция – процесс взаимодействия элементарной частицы с ее античастицей,

частицы с ее античастицей, в результате которой они превращаются

в γ-кванты (фотоны) или другие частицы.
е- + е+→ 2 γ
Один γ-квант не образуется т.к. одновременно должны быть выполнены законы сохранения импульса и энергии.

Слайд 12 Электрон – позитронная пара возникает при

Электрон – позитронная пара возникает при взаимодействии γ-кванта с веществом. γ→ е- + е+

взаимодействии γ-кванта с веществом.
γ→ е- + е+


Слайд 13 Классификация по видам взаимодействия
Элементарные частицы
адроны
лептоны
Адроны – элементарные частицы,

Классификация по видам взаимодействияЭлементарные частицыадронылептоныАдроны – элементарные частицы, участвующие в сильном

участвующие в сильном взаимодействии.
Лептоны – фундаментальная частица, не участвующая

в сильном взаимодействии (12 частиц – 6 частиц и 6 античастиц).
Все лептоны – фермионы – полуцелый спин.
В реакциях слабого взаимодействия лептонов участвуют лептон – нейтринные дублеты. Нейтрино всегда возникает в реакции вместе с определенным лептоном. Для выделения класса лептонов вводят квантовое число – лептонный заряд L.
L=1 – для лептонов
L=-1 – для антилептонов
L=0 – для адронов

Слайд 14 Сумма лептонных зарядов до и после

Сумма лептонных зарядов до и после взаимодействия сохраняется. Лептонный заряд

взаимодействия сохраняется.
Лептонный заряд “е-” и “vе- ”,

образующих 1ый лептонный дублет, равен 1, а позитрона равен -1.
Пример для реакции β- -распада:
n→ p + e- + vе (электронное антинейтрино).
Закон сохраненя лептонного заряда имеет вид: 0 = 0 + 1 -1.

Закон сохранения лептонного заряда

~


Слайд 15 Второй лептонный дублет образуют отрицательно заряженный

Второй лептонный дублет образуют отрицательно заряженный мюон μ- и мюонное

мюон μ- и мюонное нейтрино V μ.
Мюон

открыт в 1936г. В космических лучах и напоминает тяжелый “е-”.
m μ- > m е- в 207 раз, через 2,2с μ- распадается на е- , V μ , vе.
Лептонный заряд мюона и мюонного нейтрино L=1.

~


Слайд 16 μ- → е- + vμ +

μ- → е- + vμ + vе. 1 =1-1+1. Античастицам

vе.
1 =1-1+1.
Античастицам vμ и μ+

L=-1.
В 1975г. Открыт самый тяжелый (-) лептон – таон τ- (или τ-лептон). Таон в 3492 раза тяжелее электрона и почти в 2 раза тяжелее протона, за 4*10-13с таон распадается на мюон, мюонное нейтрино, лептоный заряд таона и таонного нейтрино L=1.
τ-→ μ- + V μ + Vτ
З,С: 1= 1-1+1
Таон и таонное нейтрино образуют 3ий лептонный дублет.

~

~

~


Слайд 17 Лептоны и их характеристики
~
~
~

Лептоны и их характеристики~~~

Слайд 18 Любое взаимодействие обусловлено обменом частиц.

Любое взаимодействие обусловлено обменом частиц. В 1956г. Американский физик Швингер

В 1956г. Американский физик Швингер предположил, что переносчиком слабого

взаимодействия являются 2 заряженных промежуточных векторных бозона W+ и W-.
В 1961г. – американский физик Глэшоу отрицательный и нейтральный бозон.

Слайд 19 Бета – распад происходит с участием

Бета – распад происходит с участием W-бозона. Сначала нейтрон распадается

W-бозона. Сначала нейтрон распадается на протон и W-, затем

промежуточный бозон W- распадается на е- и vе.

β - распад

~

~


Слайд 20 В действительности излучение или поглощение заряженных

В действительности излучение или поглощение заряженных векторных бозонов – результат

векторных бозонов – результат превращения одного типа лептона е-,

в другой - vе.

W-

е-


е-


Взаимопревращение е- и vе

~

~

~

~


Слайд 21 К классу адронов относится около 300

К классу адронов относится около 300 элементарных частиц, участвующих в

элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии.

В зависимости

от значения спина

Адроны

Мезоны – бозоны со спином 0, ħ участвующие в сильном взаимодействии.

Барионы – фермионы со спином ħ/2, 3/2ħ , участвующие в сильном взаимодействии.

Мезоны (meso - средний)

Барионы (barys - тяжелый)

(подгруппы)

нуклоны

гипероны


Слайд 22 Классификация адронов
~
~
~
~
~
~

Классификация адронов~~~~~~

Слайд 23 Время жизни протона (1031 лет) –

Время жизни протона (1031 лет) – стабильная частица, все другие

стабильная частица, все другие адроны распадаются.
Американские физики-теоретики

Геллман и Цвейг предположили, что адроны являются составными частицами (т.к. их “m” > чем “m” лептонов).

Слайд 24 Нуклоны (p,n) состоят из 3х фундаментальных,

Нуклоны (p,n) состоят из 3х фундаментальных, электрически заряженных частиц, называемых

электрически заряженных частиц, называемых кварками.
Экспериментально подтверждено в

1969г. При рассеянии е- с энергией 20ГэВ на протонах и нейтронах.
Было обнаружено пространственное распределение электрического заряда в нуклоне; в нуклоне 3и точ. заряда установлено(±).

Слайд 25 Основные характеристики кварков
1) имеют дробный электрический заряд:

Основные характеристики кварков 1) имеют дробный электрический заряд: +2/3е – называются

+2/3е – называются U-кварками (верх)
-1/3е –

d-кварк (низ).
кварковый состав протона представляет U и d, электрона U и d.
т.к. mp≈mn , то близки и массы кварков (mn>mp на 2,5 mе), поэтому d-кварки чуть тяжелее U-кварка.

Слайд 26 2) Барионный заряд
Во всех

2) Барионный заряд Во всех взаимодействиях барионный заряд сохраняется. Массовое

взаимодействиях барионный заряд сохраняется.
Массовое число А является

барионным зарядом В ядра: В=А, для барионов В=1; антибарионов В=-1, у частиц, не являющимися барионами В=0.
при β-распаде: n → p + e- -Ve
З.с барионного заряда: 1 = 1+ 0 + 0.
Барионный заряд кварков =1/3, что дает для барионов(р,n) В=1.

~


Слайд 27 Затем были открыты тяжелые адроны:

Затем были открыты тяжелые адроны: S – странный  C

S – странный
C – очарованный

b – красота
t – правда
Их массы превышают массы “U” и“d” – кварков.
Все кварки – фермионы, полуцелый спин, т.к. адроны являются фермионами.
Различные типы кварков называются ароматом.

Слайд 28 Характеристики кварков и антикварков
~
~
~
~
~
~

Характеристики кварков и антикварков~~~~~~

Слайд 29 Цвет кварков
Каврки отличаются цветом, т.к. некоторые

Цвет кварков Каврки отличаются цветом, т.к. некоторые кварки могут состоять из

кварки могут состоять из 3х одинаковых кварков:

(каждый тип кварков, U-кварк – либо зеленым, либо красным, либо синим)
Реально они не окрашены, но так лучше запомнить.
Цветовой заряд является характеристикой взаимодействия кварков.
Адроны – цветонейтральны.
Мезоны – цветонейтральны.


Слайд 31 π+- мезон

π+- мезон        π-

π- - мезон
↑U 2/3е U↑ - 2/3е S↓ - 1/3e
↓d 1/3e
барионный заряд = 0 (1/3 – 1/3 = 0)
С помощью разноцветных кварков можно построить любой адрон: 6 кварков, 6 антикварков(каждый 3 цвета, полное число кварков - 36)

~


  • Имя файла: klassifikatsiya-elementarnyh-chastits.pptx
  • Количество просмотров: 134
  • Количество скачиваний: 0
- Предыдущая Бухгалтер