Частица
<<  Элементарные частицы Частица  >>
Элементарные частицы
Элементарные частицы
Поиски самой простой первоосновы материи привели к открытию
Поиски самой простой первоосновы материи привели к открытию
Этапы развития физики элементарных частиц
Этапы развития физики элементарных частиц
Элементарные частицы, в точном значении этого термина, - это первичные
Элементарные частицы, в точном значении этого термина, - это первичные
Частицы, претендующие на роль первичных элементов материи, иногда
Частицы, претендующие на роль первичных элементов материи, иногда
До 19 века - атом неделим; Конец 19 века – открытие электрона, сложный
До 19 века - атом неделим; Конец 19 века – открытие электрона, сложный
Нейтрино
Нейтрино
Характерные особенности элементарных частиц:
Характерные особенности элементарных частиц:
Элементарные частицы
Элементарные частицы
Элементарные частицы
Элементарные частицы
Первой открытой элементарной частицей был электрон
Первой открытой элементарной частицей был электрон
Хронология изучения элементарных частиц
Хронология изучения элементарных частиц
Для объяснения ядерных сил потребовались пи-мезоны, а для объяснения
Для объяснения ядерных сил потребовались пи-мезоны, а для объяснения
Элементарные частицы стали сравнивать с луковицами: снимается один
Элементарные частицы стали сравнивать с луковицами: снимается один
Существует множество параметров, по которым можно отличить
Существует множество параметров, по которым можно отличить
Спин
Спин
Элементарные частицы
Элементарные частицы
Частица
Частица
Гипероны
Гипероны
Наиболее важное квантовое свойство всех элементарных частиц - это
Наиболее важное квантовое свойство всех элементарных частиц - это
Все элементарные частицы превращаются друг в друга
Все элементарные частицы превращаются друг в друга
Элементарные частицы
Элементарные частицы
Элементарные частицы
Элементарные частицы
СЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – это одно из четырех фундаментальных
СЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – это одно из четырех фундаментальных
Сравнительные интенсивности Фундаментальных взаимодействий
Сравнительные интенсивности Фундаментальных взаимодействий
Элементарные частицы
Элементарные частицы
Античастицу обычно обозначают тем же символом, что и соответствующую
Античастицу обычно обозначают тем же символом, что и соответствующую
Первая античастица была обнаружена 2 августа 1932 г. американским
Первая античастица была обнаружена 2 августа 1932 г. американским
Позитрон
Позитрон
В 1947г
В 1947г
Аннигиляция – процесс взаимодействия элементарной частицы с ее
Аннигиляция – процесс взаимодействия элементарной частицы с ее
Позитронно-электронная пара
Позитронно-электронная пара
При аннигиляции вся энергия покоя исходных частиц превращается в
При аннигиляции вся энергия покоя исходных частиц превращается в
В 1964г
В 1964г
Мюррей Гелл-Манн, выдвинувший гипотезу о том, что адроны состоят из
Мюррей Гелл-Манн, выдвинувший гипотезу о том, что адроны состоят из
Кварки
Кварки
Кварки
Кварки
Кварковый состав протона и нейтрона
Кварковый состав протона и нейтрона
Структура атома
Структура атома
Законченная теория адронов, сильного взаимодействия между ними пока
Законченная теория адронов, сильного взаимодействия между ними пока
Красный, синий, желтый
Красный, синий, желтый
Считается сегодня, что в природе 36 кварков, 8 глюонов, 12 лептонов и
Считается сегодня, что в природе 36 кварков, 8 глюонов, 12 лептонов и
Мир элементарных частиц оказался очень сложным и запутанным
Мир элементарных частиц оказался очень сложным и запутанным
Если раньше элементарные частицы обычно обнаруживали в космических
Если раньше элементарные частицы обычно обнаруживали в космических
Линейный ускоритель
Линейный ускоритель
Большой линейный ускоритель
Большой линейный ускоритель

Презентация: «Элементарные частицы». Автор: User. Файл: «Элементарные частицы.ppt». Размер zip-архива: 2047 КБ.

Элементарные частицы

содержание презентации «Элементарные частицы.ppt»
СлайдТекст
1 Элементарные частицы

Элементарные частицы

Учитель физики МОУ «СОШ №1» г. Магнитогорска Касалинская А.А.

« Электрон так же неисчерпаем, как и атом, природа бесконечна…» В.И. Ленин

2 Поиски самой простой первоосновы материи привели к открытию

Поиски самой простой первоосновы материи привели к открытию

качественно новой ступени познания природы и развитию физики элементарных частиц Физика элементарных частиц изучает явления, происходящие:

на сверхмалых расстояниях (< 10-15 м) в течение сверхмалого времени (<10-8 с) при сверхвысоких энергиях (> 109 эВ)

3 Этапы развития физики элементарных частиц

Этапы развития физики элементарных частиц

4 Элементарные частицы, в точном значении этого термина, - это первичные

Элементарные частицы, в точном значении этого термина, - это первичные

далее неразложимые частицы, из которых, по предположению, состоит вся материя.

Требование фундаментальности и первичности для физического объекта влечет за собой выполнение следующих основных условий: Не быть составным. Иметь наименьшее количество признаков, свойств и характеристик. Иметь наибольшую общность для всего многообразия объектов и явлений. Быть потенциально всем, а актуально ничем. Не иметь никаких мер.

5 Частицы, претендующие на роль первичных элементов материи, иногда

Частицы, претендующие на роль первичных элементов материи, иногда

называют "истинно элементарные частицы".

Элементарные частицы современной физики не удовлетворяют строгому определению элементарности, поскольку большинство из них по современным представлениям являются составными системами. Общее свойство этих систем заключается в том, что они не являются атомами или ядрами (исключение составляет протон). Поэтому иногда их называют субъядерными частицами.

6 До 19 века - атом неделим; Конец 19 века – открытие электрона, сложный

До 19 века - атом неделим; Конец 19 века – открытие электрона, сложный

состав атома; 20 век - открытие протона и нейтрона; В настоящее время - огромное количество элементарных частиц ( >400)

Термин «элементарный» условен, т. к. ни одна из частиц не бессмертна - большинство не живут больше 1/2000000 доли секунды без взаимодействия: Свободный нейтрон – 15с Фотон – пока летит от источника света до препятствия Лишь нейтрон, протон, электрон сохранили бы свою неизменность, если бы существовали в мире одни Только нейтрино ( ? ) – бессмертно («частица – призрак»), слабо взаимодействует с другими частицами

7 Нейтрино

Нейтрино

– это легкая (возможно, безмассовая) электрически нейтральная частица, участвующая только в слабом и гравитационном взаимодействиях. Отличительное свойство нейтрино – огромная проникающая способность. Считается, что эти частицы заполняют все космическое пространство со средней плотностью около 300 нейтрино на 1 см2.

8 Характерные особенности элементарных частиц:

Характерные особенности элементарных частиц:

Нестабильность Взаимопревращаемость Наличие античастиц

9 Элементарные частицы

Элементарные частицы

10 Элементарные частицы
11 Первой открытой элементарной частицей был электрон

Первой открытой элементарной частицей был электрон

Его открыл английский физик Томсон в 1897 году.

В 1932 г. после открытия нейтрона, казалось, что весь мир можно построить всего лишь из четырёх элементов – света (фотонов), протонов, нейтронов и электронов.

Но эта простота оказалась иллюзорной.

12 Хронология изучения элементарных частиц

Хронология изучения элементарных частиц

Год

Исторические факты

1897

Дж. Дж. Томсон открыл первую элементарную частицу – электрон

1905

А.Эйнштейн выдвинул гипотезу о существовании квантов света – фотонов

1913

Э.Резерфорд предсказал существование протона

1919

Э.Резерфорд открыл протон

1928

П.Дирак выдвинул гипотезу о существовании античастиц

1930

В Паули выдвинул гипотезу о существовании нейтрино

1932

Дж.Чедвик открыл нейтрон

1932

К. Андерсон открыл позитрон, античастицу электрона

1935

Х. Юкава предсказал существование пионов

1938

К Андерсон и С. Неддермайер открыл мюон

1947

С. Пауэл и др. открыли пионы

1949

С. Пауэл и др. открыли каоны

1951

Открыт первый лямбда-ноль-гиперон

1955

О. Чемберлен, Э.Сегре открыли антипротон

1960

В объединенном институте ядерных исследований в Дубне (СССР) открыты антигипероны

1964

М.Гелл-Манн и Дж.Цвейг независимо друг от друга предложили кварковую модель адронов

1995

Открыт шестой t-кварк

13 Для объяснения ядерных сил потребовались пи-мезоны, а для объяснения

Для объяснения ядерных сил потребовались пи-мезоны, а для объяснения

бета-распада — нейтрино. А тут еще открыли позитроны с мюонами, и число известных элементарных частиц с четырех выросло до десяти. В 1950-х гг. было открыто примерно еще столько же. А потом новые частицы посыпались, как из рога изобилия, и к настоящему времени их число приблизилось к 400! “ … думал, что достиг дна…, но снизу постучали…” С. Лемм

14 Элементарные частицы стали сравнивать с луковицами: снимается один

Элементарные частицы стали сравнивать с луковицами: снимается один

слой, под ним другой: В 60-е годы были открыты «Странные частицы» - К-мезоны и гипероны с массами, превышающими массы нуклонов В 70-е годы - «очарованные» - с ещё большими массами ,«резонансы» с временем жизни 10-22 - 10-23 с. Открытия посыпались одно за другим. «Кто знает, может этому действию нет конца» (Л.Ледерман, дир лаборатории им Ферми)

15 Существует множество параметров, по которым можно отличить

Существует множество параметров, по которым можно отличить

элементарные частицы друг от друга: Масса. Электрический заряд. Время жизни (Почти все элементарные частицы имеют конечное время жизни по истечении которого они распадаются). Спин. Его можно, весьма приближенно считать как вращательный момент. Магнитный момент

16 Спин

Спин

– это собственный момент импульса элементарной частицы. Имеет квантовую природу и (в отличие от момента импульса обычных тел) не связан с движением частицы как целого.

17 Элементарные частицы

Элементарные частицы

Адроны

Фундаментальные частицы

Барионы

Мезоны

Лептоны

Кварки

Переносчики Взаимодействий (фотоны, грвитоны, глюоны, бозоны)

18 Частица

Частица

Частица

Частица

Частица

Частица

Частица

Частица

Частица

Символ

Символ

Масса

Масса

Время жизни, с

Время жизни, с

Спин, ?

Спин, ?

Заряды

Заряды

Заряды

Изоспин

Изоспин

Стран ность, S

Стран ность, S

Преобладающая схема распада

Преобладающая схема распада

МэВ

me

Q

L

B

I

IZ

Фотон

Фотон

Фотон

Фотон

?

0

0

?

1

0

0

0

Л е п т о н ы

Л е п т о н ы

Л е п т о н ы

Л е п т о н ы

Л е п т о н ы

Л е п т о н ы

Л е п т о н ы

Л е п т о н ы

Л е п т о н ы

Л е п т о н ы

Л е п т о н ы

Л е п т о н ы

Нейтрино

0

0

?

1/2

0

+1

0

Электрон

e– e+

0,511

1

?

1/2

–1

+1

0

Мюон

?– ?+

105,66

206,77

2,2·10–6

1/2

–1

+1

0

?–? e– + +

Тау-лептон

?– ?+

1782

3490

3,5·10–12

1/2

–1

+1

0

?– ? ?– + +

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

А д р о н ы

М е з о н ы

М е з о н ы

М е з о н ы

М е з о н ы

М е з о н ы

М е з о н ы

М е з о н ы

М е з о н ы

М е з о н ы

М е з о н ы

Пи-мезоны

Пи-мезоны

?– ?+

139,6

273,2

2,55·10–18

0

–1

0

0

1

+1

0

?–? ?– +

?0

135,0

264,2

2·10–16

0

0

0

0

1

0

0

?0? 2?

Ка-мезоны

Ка-мезоны

493,8

966,3

1,23·10–8

0

–1

0

0

1/2

+1/2

+1

? ?– +

498,0

974,5

10–10?10–8

0

0

0

0

1/2

–1/2

+1

? ?–+?+, (2?3)?0, ? + e +

Эта-мезон

?

548,8

1074

2,4·10–19

0

0

0

0

0

0

0

? ? 2?, 3?0

Б а р и о н ы

Б а р и о н ы

Б а р и о н ы

Б а р и о н ы

Б а р и о н ы

Б а р и о н ы

Б а р и о н ы

Б а р и о н ы

Б а р и о н ы

Протон

938,26

1836,1

?

1/2

+1

0

+1

1/2

+1/2

0

Нейтрон

939,55

1838,6

103

1/2

0

0

+1

1/2

–1/2

0

? p + e– +

Лямбда-гиперон

1115,4

2182,8

2,6·10–10

1/2

0

0

+1

0

0

–1

? p + ?–

Сигма-гипероны

Сигма-гипероны

Сигма-гипероны

1189,4

2328

0,8·10–10

1/2

+1

0

+1

1

+1

–1

? n + ?+

1179

2342

1,6·10–10

1/2

–1

0

+1

1

–1

–1

? n + ?–

1192

2333

<10–14

1/2

0

0

+1

1

0

–1

? + ?

Кси-гипероны

Кси-гипероны

1321

2585

1,7·10–10

1/2

–1

0

+1

1/2

–1/2

–2

? + ?–

1314

2572

3·10–10

1/2

0

0

+1

1/2

+1/2

–2

? + ?0

Омега-гиперон

1675

3273

~10–10

3/2

–1

0

+1

0

0

–3

? + ?0, +

Н у к л о н ы

Н у к л о н ы

Г и п е р о н ы

Г и п е р о н ы

Г и п е р о н ы

Г и п е р о н ы

Г и п е р о н ы

Г и п е р о н ы

Г и п е р о н ы

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

Таблица элементарных частиц

19 Гипероны

Гипероны

– это элементарные частицы, относящиеся к классу барионов наряду с нуклонами (протон, нейтрон). Гипероны более массивны, чем нуклоны, и имеют отличную от нуля характеристику элементарных частиц, называемую странностью.

20 Наиболее важное квантовое свойство всех элементарных частиц - это

Наиболее важное квантовое свойство всех элементарных частиц - это

способность рождаться и уничтожаться (испускаться и поглощаться) при взаимодействии с другими частицами. Все процессы с элементарными частицами протекают через последовательность актов их поглощения и испускания.

21 Все элементарные частицы превращаются друг в друга

Все элементарные частицы превращаются друг в друга

Взаимные превращения – главный фактор их существования: n p +e + Это не составные части, при других условиях: n p +

p + ?? p + p + p? +?+ ?? + + ? Член корр. Блохинцев: Ситуация похожа, когда, столкнув два пианино, получают не гору обломков, а набор новых музыкальных инструментов, т.е. «Каждая элементарная частица состоит из всех других»

p + p p + n + p + p p + ?? +K p + p p +?? +K? + K? p + p p + p + p + p (При каких условиях это может быть?)

22 Элементарные частицы
23 Элементарные частицы
24 СЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – это одно из четырех фундаментальных

СЛАБОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – это одно из четырех фундаментальных

взаимодействий элементарных частиц, частным проявлением которого является бета-распад атомных ядер. Слабое взаимодействие менее интенсивно, чем сильное и электромагнитное взаимодействия, но гораздо сильнее гравитационного. Слабое взаимодействие свойственно почти всем частицам, однако радиус его действия чрезвычайно мал: ~10 –18 м. Переносчиками слабого взаимодействия являются промежуточные бозоны.

СИЛЬНОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ – это одно из четырех фундаментальных взаимодействий элементарных частиц, частным проявлением которого являются ядерные силы. По сравнению с другими типами взаимодействий является наиболее интенсивным. Обладает короткодействующим характером: радиус его действия составляет всего лишь 10–15 м. Сильное взаимодействие свойственно частицам, называемым адронами. Переносчиками сильного взаимодействия являются глюоны.

25 Сравнительные интенсивности Фундаментальных взаимодействий

Сравнительные интенсивности Фундаментальных взаимодействий

частицы-переносчики взаимодействий

Взаимодействие

Относительная величина сил взаимодействия

Квант поля

Сильное

1

Мезоны (глюоны)

Электромагнитное

10

Фотон

Слабое

10

W±, z?-частицы

Гравитационное

10

Гравитон

26 Элементарные частицы
27 Античастицу обычно обозначают тем же символом, что и соответствующую

Античастицу обычно обозначают тем же символом, что и соответствующую

частицу, но с тильдой наверху. Например, антинейтрон обозначается - , антипротон — , антинейтрино -

Половину всех элементарных частиц составляют античастицы. От соответствующих им частиц они отличаются знаком электрического, барионного и лептонного зарядов, а также некоторых других характеристик. Масса и среднее время жизни у частицы и ее античастицы строго одинаковы.

Если у какой-то частицы все заряды равны нулю, то ее называют истинно нейтральной. Истинно нейтральные частицы совпадают со своими античастицами. Таковы, например, фотон и пи-ноль-мезон.

28 Первая античастица была обнаружена 2 августа 1932 г. американским

Первая античастица была обнаружена 2 августа 1932 г. американским

физиком Карлом Андерсоном. Фотографируя следы, оставляемые космическими лучами в камере Вильсона, он обнаружил трек, принадлежащий частице с массой электрона, но с зарядом +е (а не —е, как у электрона).

29 Позитрон

Позитрон

– элементарная частица с положительным зарядом, равным заряду электрона, с массой, равной массе электрона. Она является античастицей по отношению к электрону.

30 В 1947г

В 1947г

– антипион 1955г. - антипротон 1956г. – антинейтрон Получены атомы антидейтерия, антитрития, антигелия. Истинно нейтральной частицей является фотон, совпадающий со своей античастицей.

31 Аннигиляция – процесс взаимодействия элементарной частицы с ее

Аннигиляция – процесс взаимодействия элементарной частицы с ее

античастицей, в результате которой они превращаются в ?-кванты (фотоны) или другие частицы. е- + е+? 2 ? Один ?-квант не образуется т.к. одновременно должны быть выполнены законы сохранения импульса и энергии.

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

32 Позитронно-электронная пара

Позитронно-электронная пара

33 При аннигиляции вся энергия покоя исходных частиц превращается в

При аннигиляции вся энергия покоя исходных частиц превращается в

кинетическую энергию получившихся - самое калорийное горючее в природе! При аннигиляции протона и антипротона выделяется 4 000 Mэв энергии, что примерно в 200 раз больше, чем при делении тяжёлых ядер!

34 В 1964г

В 1964г

Американские учёные Гелл-Манн и Цвейг высказали гипотезу : все частицы, участвующие в сильных взаимодействиях , состоят из кварков.

Кварками назвали все предполагаемые «настоящие элементарные частицы» , из которых состоят все мезоны, барионы и резонансы. Для образования таких частиц у кварков должны были быть заряды +2\3 е и -1\3 е. Таких частиц не знали!!

Экспериментально подтверждено в 1969г. При рассеянии е- с энергией 20 ГэВ на протонах и нейтронах. В свободном виде не получены.

35 Мюррей Гелл-Манн, выдвинувший гипотезу о том, что адроны состоят из

Мюррей Гелл-Манн, выдвинувший гипотезу о том, что адроны состоят из

ещё более мелких частиц, решил назвать эти частицы звуком, который производят утки. Оформить этот звук в подходящее слово ему помог роман Джеймса Джойса «Поминки по Финнегану», а именно строка: «Three quarks for Muster Mark!». Отсюда частицы и получили название кварки, хотя совершенно не ясно, какое значение это несуществующее ранее слово имело у Джойса.

36 Кварки

Кварки

Кварки: u, d, s ,c, b, t.

Столько же антикварков

– это точечные, бесструктурные образования, относящиеся к истинно элементарным частицам, которые были введены для систематизации многочисленных (более сотни) элементарных частиц, открытых в XX веке (электрон, протон, нейтрон и т.д.). Характерной особенностью кварков, не встречающейся у других частиц, является дробный электрический заряд, кратный 1/3 элементарного. Попытки обнаружить кварки в свободном состоянии к успеху не привели.

37 Кварки

Кварки

38 Кварковый состав протона и нейтрона

Кварковый состав протона и нейтрона

У протона ( ) +2/3 е – 2 кварка, -1/3 е – 1 кварк У нейтрона ( ) +2/3 е – 1 кварк, -1/3 е – 2 кварка

39 Структура атома

Структура атома

40 Законченная теория адронов, сильного взаимодействия между ними пока

Законченная теория адронов, сильного взаимодействия между ними пока

отсутствует, однако имеется теория, которая, не являясь ни законченной, ни общепризнанной, позволяет объяснить их основные свойства. Эта теория - квантовая хромодинамика, согласно которой адроны состоят из кварков, а силы между кварками обусловлены обменом глюонами. Все обнаруженные адроны состоят из кварков пяти различных типов ("ароматов"). Кварк каждого "аромата" может находиться в трех "цветовых" состояниях, или обладать тремя различными "цветовыми зарядами"

41 Красный, синий, желтый

Красный, синий, желтый

Новые свойства кварков – цветовые заряды . Существует три типа ( цветовых ) заряда у кварков

Антикварки обладают: антикрасным, антисиним, антижелтым зарядом. Кварки с одинаковыми электрическими зарядами имеют разный цветовой заряд и между ними действует сила притяжения, обусловленная цветовым взаимодействием.

42 Считается сегодня, что в природе 36 кварков, 8 глюонов, 12 лептонов и

Считается сегодня, что в природе 36 кварков, 8 глюонов, 12 лептонов и

фотон, всего 57 «самых элементарных» частиц.

43 Мир элементарных частиц оказался очень сложным и запутанным

Мир элементарных частиц оказался очень сложным и запутанным

Но разобраться в нем все-таки удалось. И хотя окончательной теории элементарных частиц, объясняющей все многообразие их свойств, ещё не построено, многое уже прояснилось.

44 Если раньше элементарные частицы обычно обнаруживали в космических

Если раньше элементарные частицы обычно обнаруживали в космических

лучах, то с начала 50-х годов ускорители превратились в основной инструмент для исследования элементарных частиц.

45 Линейный ускоритель

Линейный ускоритель

46 Большой линейный ускоритель

Большой линейный ускоритель

«Элементарные частицы»
http://900igr.net/prezentacija/russkij-jazyk/elementarnye-chastitsy-98336.html
cсылка на страницу

Частица

16 презентаций о частице
Урок

Русский язык

100 тем
Слайды