Слайд 2Первый этап
Второй этап
Третий этап
Этапы развития
Слайд 3Первый этап
1897
Открытие электрона
(Дж.Томсон)
1919
Открытие протона
(Э.Резерфорд)
1928
Поль Дирак предсказал
существование е+
1932
Открытие нейтрона
(Дж. Чедвик)
1930
Паули предсказал существование нейтрино
1932
Андерсен обнаружил существование
е+
Слайд 4Второй этап
1935
Открытие фотона
(Хидеки Юкава)
1937
Открытие мюона
(Андерсен Недермейер)
1947
Открытие π-мезона
(Пауэлл)
1962
Открытие мюонного нейтрино
(Университет Беркли,
синхротрон на 300 МэВ)
1952
Открытие
Δ (1236)-резонансы
Энрико Ферми
К-мезоны,
Λ –гипероны –
странные частицы
Дональд Глезер
Слайд 51955
Синхротрон Беркли
США, 7ГэВ
1983
SppS – протон-антипротонный ускоритель коллайдер на встречных пучках
300ГэВ
TEVATRON – pp – коллайдер 1000 ГэВ
НИ лаборатория им.
Ферми
США
УНК – неосуществленный проект на 3000 ГэВ
Серпухово, Россия
SSC – неосуществленный проект
на 20000 ГэВ
США
2008
На базе SppS (ЦЕРН)
Женева, 7000 ГэВ
Третий этап
Слайд 6Квантовые числа
Описывают состояние электронов в оболочке атома
Главное
Орбитальное
Магнитное
Спиновое
Слайд 7Главное квантовое число
В настоящее время считается, что состояние каждого электрона
в атоме определяется с помощью четырех квантовых чисел. Первое из
них называется главным квантовым числом. Оно обозначается буквой «n» и принимает значение простых целых чисел. Главное квантовое число определяет энергию электрона, степень удаленности от ядра, размеры электронной обитали.
Слайд 8Орбитальное квантовое число
Второе квантовое число называется орбитальным. Оно обозначается буквой
«l » и принимает значения от 0 до n-1. Орбитальное
квантовое число определяет орбитальный момент импульса электрона, а также пространственную форму электронной орбитали.
Слайд 9Магнитное квантовое число
Третье квантовое число называется магнитным. Оно обозначается M
или Mz и принимает значения от-l до+l включая ноль. Магнитное
квантовое число определяет значения проекции орбитального момента на одной из осей, а также пространственную ориентацию элементарных орбиталей и их максимальное число на электронном подуровне.
Слайд 10Спиновое квантовое число
Четвертое квантовое число называется спиновым квантовым числом. Оно
обозначается ms или S и может принимать два значения +1/2
и –1/2. Наличие спинового квантового числа объясняется тем, что электрон обладает собственным моментом импульса(«спином»), не связанным с перемещением в пространстве вокруг ядра. Понятие спин не имеет классического аналога. Проще согласится, что он есть, нежели попытаться представить, что же это такое. Это далеко не последний парадокс квантовой механики.
Слайд 11
Ядерное
Электромагнитное
Слабое
Гравитационное
Виды взаимодействий
Слайд 12Ядерное
Обуславливает связь нуклонов в ядре. Чрезвычайно огромные ограниченного радиуса (R=10-15
м) силы, действующие только между соседними нуклонами. Они обуславливают сильную
связь нуклонов в ядре и превосходят гравитационные силы в 1040 раз.
Слайд 13Электромагнитное
Характерно для всех элементарных частиц за исключением нейтрино, антинейтрино, фотона
Переносчики
взаимодействия – фотон
Радиус действия – ∞
Интенсивность (по сравнению
с сильным) – 1/137
Характерное время – 10-20с
Слайд 14Слабое
Ответственно за взаимодействие частиц, происходящих с участием нейтрино или антинейтрино,
а так же безнейтринные процессы с большим временем жизни (ф>10-10с)
Переносчики
взаимодействия – промежуточные бозоны
Радиус действия – 10-18 м
Интенсивность (по сравнению с сильным) – 10-10
Характерное время - 10-13 с
Слайд 15Гравитационное
Присуще всем телам. Переносчики взаимодействия – гравитоны.
Радиус действия –
∞ Интенсивность (по сравнению с сильным) – 10-38
Слайд 16Магнитный момент
Спин
Элементарный заряд
Среднее время
Масса
Изоспин
Характеристики элементарных частиц
Слайд 17Прелестность. Очарованность
Центр зарядового мультиплета
Лептонное число
Странность
Барионное число
Слайд 18Масса
Масса атомного ядра определяется экспериментально. Она всегда меньше суммы массы
составляющих его элементов
m0яд< Zm0р+ Nm0n
Z – число протонов
m0р – масса
протона
N – число нейтронов
m0n – масса нейтрона
Слайд 19Среднее время жизни
Время в течение которого живет частица. Изменяется в
пределах от ∞ до 10-24 секунды.
Для резонансов является мерой нестабильности
Мезоны
– 10-13 с
Нуклоны – 10-2 лет
Мюоны – 10 –6 с
Электрон – ∞
Слайд 20Спин
Спин(J) – Собственный момент импульса частицы определяет
вид статистики, которой подчиняется
частица:
целый – бозоны (мезоны)
нецелый – фермеоны (барионы)
Измеряется в единицах h (от 0 до 9/2)
Слайд 21Элементарный заряд
Первым производит точное измерение элементарного заряда (в капле нефти)
лауреат Нобелевской премии (1923) американский ученый Роберт Эндриус Милликен (1868
– 1953)
Российский ученый Абрам Федорович Иоффе усовершенствовал опыт Милликена по измерению элементарного заряда, используя пылинки фоточувствительного металла
е = -1,6 ·10-19Кл
Слайд 22Магнитный момент
Магнитный момент (μ) – максимальное значение проекции
вектора собственного магнитного
момента pm частицы.
Измеряется в единицах μ0
Магнитный момент
μ0 =е ћ /2 m
Слайд 23Лептонное число
Лептонное число(L) – квантовое число, приписываемое
элементарным частицам,
относящихся к группе лептонов
Слайд 24Барионное число
Барионное число(В) – число, приписываемое адронам
В = 0 –
мезоны (пионы, каоны, з-мезон)
В= +1 – барионы (нуклоны, гипероны)
В= 0
– лептоны,фотоны
мультиплета
Центр зарядового мультиплета гиперонов смещены относительно соответствующих
центров нуклона
+1/2 – нуклоны
0 – р -мезоны
Слайд 26Странность
Странность (S) – квантовое число
определяемое удвоенной суммой
величины смещения центра
зарядового мультиплета
S= 0 для нуклонов и з-мезонов
Слайд 27Изоспин
Изоспин (изотопический спин) J – внутренняя
характеристика адронов,определяющая
число n частиц в изотопном мультиплете
Число частиц
n= 2J +1
Слайд 28Очарованность. Прелестность
Очарованность (С) – характеристика
очарованных частиц
Прелестность – характеристика
прелестных частиц
Слайд 32Литература
Элементарный учебник физики под ред. акад. Г.С. Ландсберга. Том
3. М.: «Наука», 1975
Б.М. Яворский, А.А. Детлаф Курс физики. Том
3. М.: «Высшая школа», 1971
Б.М. Яворский, А.А. Детлаф Физика: Для школьников старших классов и поступающих в вузы. М.: «Дрофа», 2000
Ваш репетитор. Физика. Интерактивные лекции. Диск 1. ООО «Мультимедиа Технологии и Дистанционное обучение», 2003
Л.Я. Боревский Курс физики 21 века. М.: «МедиаХауз», 2003