Читайте также:
|
|
Ядерная физика
● В физике известно четыре вида фундаментальных взаимодействий тел:
1) сильное или ядерное взаимодействие обусловливает связь между нуклонами атомного ядра. Нуклоны – общее название протонов и нейтронов, из которых построены все атомные ядра;
2) электромагнитное взаимодействие существует между частицами, имеющими электрический заряд. Оно осуществляется путем обмена квантами электромагнитного излучения - фотонами;
3) слабое взаимодействие осуществляется между элементарными частицами, оно ответственно за их распад и обнаруживается в процессах, связанных с испусканием или поглощением нейтрино;
4) гравитационное взаимодействие существует между любыми телами и выражается в их взаимном притяжении с силой, зависящей от масс тел и расстояния между ними.
● Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов, называемых нуклонами. Протон (p) имеет положительный заряд, равный заряду электрона, нейтрон (n) – нейтральная частица. Общее число нуклонов в ядре называют массовым числом А.
Атомное ядро характеризуется зарядовым числом Z, которое равно числу протонов в ядре и совпадает с порядковым номером элемента в Периодической системе элементов Менделеева. Ядро обозначается тем же символом, что и нейтральный атом: AZ X, где X – символ химического элемента, Z- атомный номер (число протонов в ядре), А- массовое число (число нуклонов в ядре). В ядерных реакциях сохраняется общее число нуклонов и электрический заряд.
● Притяжение между нуклонами называется сильным (или ядерным) взаимодействием. Сильное взаимодействие является короткодействующим (~ 10 -15 м). Одновременно между протонами, имеющими положительный заряд, действуют кулоновские силы отталкивания, т.е. электромагнитные силы, которые являются дальнодействующими. При нарушении баланса между количеством протонов и нейтронов ядра становятся нестабильными. Для легких и средних ядер характерен бета – распад, для тяжелых – альфа-распад. При заряде ядра Z > 82 стабильных ядер не существует.
● При радиоактивном распаде испускается излучение трёх видов:
• α – излучение – поток ядер атомов гелия ( 42 Не);
• – излучение – поток электронов ( -1 0e);
• γ – излучение – поток квантов электромагнитного излучения, испускаемых атомными ядрами при переходе из возбужденного состояния в основное.
При единичном α – распаде массовое число А изотопа уменьшается на 4, а зарядовое число Z уменьшается на 2. При единичном β – - распаде массовое число А не изменяется, а зарядовое число Z увеличивается на 1. При γ – излучении массовое число А и зарядовое число Z не изменяются.
● Элементарные частицы объединены в три группы: фотоны, лептоны и адроны.
1)Фотоны – эта группа состоит всего из одной частицы – кванта электромагнитного излучения, обозначаемого буквой γ.
2)Лептоны (от греческого слова «лептос» - легкий). К лептонам относятся, например, такие частицы как электрон е -, имеющий заряд Qе = - 1 и спин s е = 1/2, а также нейтральная частица нейтрино ν, имеющая нулевой заряд и спин s ν =1/2. Этим частицам соответствуют античастицы: позитрон е+ и антинейтрино ν̃.
3) Адроны (от греческого слова «адрос» - крупный, сильный). К адронам относятся р – протон, п – нейтрон, Λ – гиперон, π - пионы и К - каоны. Частицы, входящие в группу адронов, состоят из кварков. В настоящее время установлено существование шести разновидностей кварков: u, d, s, c, b, t и соответствующих им шести антикварков. Кварки имеют полуцелый спин и несут дробный электрический заряд.
Тест 8 – 1
Укажите квантовую схему, соответствующую гравитационному взаимодействию.
Варианты ответов:
1) 2) 3) 4)
Решение.
В физике известно четыре вида фундаментальных взаимодействий тел. Рассмотрим их по мере уменьшения интенсивности.
--- Сильное или ядерное взаимодействие обусловливает связь между нуклонами атомного ядра. Нуклоны – общее название протонов и нейтронов, из которых построены все атомные ядра. Переносчиками сильного взаимодействия являются глюоны – электрически нейтральные частицы со спином, равным единице, и с нулевой массой покоя.
--- Электромагнитное взаимодействие существует между частицами, имеющими электрический заряд. Оно осуществляется путем обмена квантами электромагнитного излучения - фотонами.
--- Слабое взаимодействие осуществляется между элементарными частицами, оно ответственно за их распад, например, распад нейтронов и приводит, в частности, к бета-распаду атомных ядер. Переносчиками слабых взаимодействий являются кванты слабого поля – промежуточные бозоны W +, W - , Z 0.
--- Гравитационное взаимодействие существует между любыми телами и выражается в их взаимном притяжении с силой, зависящей от масс тел и расстояния между ними. Гравитационное взаимодействие осуществляется благодаря обмену гравитонами. Теоретическое понятие – гравитон - это квант гравитационного поля.
Ответу на вопрос теста 8 – 1 соответствует рисунок 4.
Ответ: вариант 4.
Тест 8 – 2
В процессе электромагнитного взаимодействия принимают участие …
Варианты ответов:
1) нейтрино; 2) нейтроны; 3) фотоны.
Решение.
Фотоны являются квантами электромагнитного излучения, поэтому они принимают участие в процессе электромагнитного взаимодействия.
Ответ: вариант 3.
Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 88 | Нарушение авторских прав