![]() Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву ![]() Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Атомно-молекулярное строение вещества. Вещество и поле
Под термином «физическая картина мира» понимают представление о природе, исходящем из общих физических принципов. В основе античной физической картины мира лежала атомистика (учение о прерывистом строении материи). Идея (греческое слово idea означает «понятие, представление») дискретности строения материи зародилось в 6-5 вв. до н. э. в Индии (философ Канада) и в 5-4 вв. до н. э. в Греции (Демокрит из Абдер). Демокрит признавал два первоначала: атомы и пустоту. Атомы вечны, неделимы (греческое слово atomos означает «неразделимый»), невидимы, не имеют протяженности, находятся в непрерывном движении; их сочетания образуют все протяженные предметы. Различие в числе, массе, скорости движения и взаимном расположении считалось причиной всего многообразия мира. Однако глубокое развитие и обоснование эта идея получила лишь в 19 в. И стала научно обоснованным фактом в результате экспериментального доказательства молекул (как правило, атомы не существуют в свободном виде и образуют молекулы). В начале 20 в. физики поставили вопрос: имеет ли атом внутреннюю структуру и как распределяется материя внутри атома? В результате опытов под руководством английского физика Э. Резерфорда появилась ядерная модель атома. Согласно ей атомы практически пусты. Почти вся масса атома (более 99%) сосредоточена в ядре. Атомное ядро окружено облаком электронов. Ядро состоит из нуклонов. Дискретность материи оказалась многоступенчатой Современная атомистика считает материю не только дискретной, но и непрерывной. Вещество и поле – два фундаментальных понятия, обозначающих два вида материи на макроскопическом уровне. Вещество – совокупность дискретных образований, обладающих массой покоя. Поле – вид материи, осуществляющий взаимодействие между частицами вещества, характеризующийся непрерывностью и имеющий нулевую массу покоя. Рис. 58.1. Многоступенчатость дискретной материи
Но на микроскопическом уровне уже неправомерно различать вещество и поле по наличию или отсутствию массы покоя, т. к. нуклонные, мезонные и другие поля обладают массой покоя. Поля и частицы выступают как две неразрывные стороны микромира, как выражение единства корпускулярных (дискретных) и волновых (непрерывных) свойств микрообъектов.
Элементарные частицы Элементарными частицами называются мельчайшие известные в настоящее время частицы материи. Характерной особенностью элементарных частиц является их способность к превращениям. Всего вместе с античастицами открыто около 350 элементарных частиц и их число продолжает расти. Большинство элементарных частиц нестабильно – они спонтанно превращаются в другие частицы. Стабильными являются: фотон, электрон, все виды нейтрино и их античастицы. В последнее время возникло сомнение в абсолютной стабильности протона. Для того чтобы объяснить свойства и поведение элементарных частиц, их приходится наделять кроме массы, электрического заряда и спина еще рядом дополнительных характерных для них величин (квантовых чисел). В многообразии элементарных частиц, известных к настоящему времени, обнаруживается более или менее стройная система классификации. В табл. 58.1 представлены некоторые сведения о свойствах элементарных частиц со временем жизни более 10–20 с. Из многих свойств, характеризующих элементарную частицу, в таблице указаны только масса частицы (в электронных массах), электрический заряд (в единицах элементарного заряда) и момент импульса (так называемый спин) в единицах постоянной Планка ħ = h / 2π. В таблице 59.1 указано также среднее время жизни частицы.
Название частицы |
Символ |
Масса (в электрон-ных массах) |
Электрический заряд |
Спин |
Время жизни (с) | ||||||||
Части-ца | Античасти-ца | |||||||||||||
Фотоны | Фотон | γ | 0 | 0 | 1 | Стабилен | ||||||||
Лептоны | Нейтрино электрон-ное | νe | ![]() | 0 | 0 | 1 / 2 | Стабильно | |||||||
Нейтрино мюонное | νμ | ![]() | 0 | 0 | 1 / 2 | Стабильно | ||||||||
Электрон | e– | e+ | 1 | –1 1 | 1 / 2 | Стабилен | ||||||||
Мю-мезон | μ– | μ+ | 206,8 | –1 1 | 1 / 2 | 2,2∙10–6 | ||||||||
Адроны |
Мезоны | Пи-мезоны | π0 | 264,1 | 0 | 0 | 0,87∙10–16 | |||||||
π+ | π– | 273,1 | 1 –1 | 0 | 2,6∙10–8 | |||||||||
К-мезоны | K + | K – | 966,4 | 1 –1 | 0 | 1,24∙10–8 | ||||||||
K 0 | ![]() | 974,1 | 0 | 0 | ≈ 10–10–10–8 | |||||||||
Эта-нуль-мезон | η0 | 1074 | 0 | 0 | ≈ 10–18 | |||||||||
Барионы | Протон | p | ![]() | 1836,1 | 1 –1 | 1 / 2 | Стабилен | |||||||
Нейтрон | n | ![]() | 1838,6 | 0 | 1 / 2 | 898 | ||||||||
Лямбда-гипе-рон | Λ0 | ![]() | 2183,1 | 0 | 1 / 2 | 2,63∙10–10 | ||||||||
Сигма-гипероны
| Σ + | ![]() | 2327,6 | 1 –1 | 1 / 2 | 0,8∙10–10 | ||||||||
Σ 0 | ![]() | 2333,6 | 0 | 1 / 2 | 7,4∙10–20 | |||||||||
Σ – | ![]() | 2343,1 | –1 1 | 1 / 2 | 1,48∙10–10 | |||||||||
Кси-гипероны | Ξ 0 | ![]() | 2572,8 | 0 | 1 / 2 | 2,9∙10–10 | ||||||||
Ξ – | ![]() | 2585,6 | –1 1 | 1 / 2 | 1,64∙10–10 | |||||||||
Омега-минус-гиперон | Ω– | ![]() | 3273 | –1 1 | 1 / 2 | 0,82∙10–11 |
Элементарные частицы обычно подразделяются на три группы: фотоны, лептоны и адроны.
К группе фотонов относится единственная частица – фотон, которая является носителем электромагнитного взаимодейст-вия.
Следующая группа состоит из легких частиц – лептонов.
В эту группу входят два сорта нейтрино (электронное и мюонное), электрон и μ-мезон.
К лептонам относятся еще ряд частиц, не указанных в таблице. Все лептоны имеют спин ½.
Третью большую группу составляют тяжелые частицы, называемые адронами.
Эта группа делится на две части. Более легкие частицы составляют подгруппу мезонов.
Наиболее легкие из них – положительно и отрицательно заряженные, а также нейтральные π-мезоны с массами порядка 250 электронных масс (табл. 6.9.1).
Пионы являются квантами ядерного поля, подобно тому, как фотоны являются квантами электромагнитного поля.
В эту подгруппу входят также четыре K-мезона и один η0-мезон. Все мезоны имеют спин, равный нулю.
Вторая подгруппа – барионы – включает более тяжелые частицы. Она является наиболее обширной.
Самыми легкими из барионов являются нуклоны – протоны и нейтроны.
За ними следуют так называемые гипероны. Замыкает таблицу омега-минус-гиперон, открытый в 1964 г. Это тяжелая частица с массой в 3273 электронных масс. Все барионы имеют спин ½.
Обилие открытых и вновь открываемых адронов навела ученых на мысль, что все они построены из каких-то других более фундаментальных частиц.
В 1964 г. американскими физиками М. Гелл-Маном и независимо от него Джорджем Цвейгом была выдвинута гипотеза, подтвержденная последующими исследованиями, что все тяжелые частицы – адроны – построены из более фундаментальных частиц, названных кварками.
На основе кварковой гипотезы не только была понята структура уже известных адронов, но и предсказано существование новых. Теория Гелл-Мана предполагала существование трех кварков и трех антикварков, соединяющихся между собой в различных комбинациях. Этим частицам приписывают дробные квантовые числа, в частности, электрический заряд, равный +2/3,-1/3, -1/3 соответственно для каждого из трех кварков.
Кварки обычно обозначают буквами u (от английского слова up, что означает вверх), d (down- вниз), s (strange - странный). Кроме кварков рассматриваются антикварки.
Так, каждый барион состоит из трех кварков,
| Поделиться: |
Читайте также:
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-27; просмотров: 158; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!
infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.139.86.180 (0.011 с.)