Tương tác mạnh và tương tác yếu Vật lý hạt nhân

Thuviendientu.org SƠ LƢỢC VỀ HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ I. TÓM TẮT LÝ THUYẾT 1. Cấu trúc hạt nhân. Độ hụt khối và năng lƣợng liên kết Hạt nhân nguyên tử bao gồm các proton và notron gọi chung là các hạt nuclon. Các nuclon này liên kết bằng lực hạt nhân, là loại lực có cự li tƣơng tác rất nhỏ. Một hạt nhân X có Z proton và N notron thì sẽ có Z = A + N nuclon, sẽ đƣợc kí hiệu là . Z cũng chính là vị trí của nguyên tố tƣơng ứng trong bảng hệ thống tuần hoàn. Khối lƣợng của các nuclon hay các hạt nhân đƣợc đo bằng đơn vị Cacbon, là khối lƣợng bằng 1/12 khối lƣợng của hạt nhân C12, kí hiệu là u. Khối lƣợng của proton là 1,0073 u, khối lƣợng của notron là 1,0087 u. Đơn vị khối lƣợng u cũng có thể viết là 931 MeV/c2. Điều đặc biệt là tổng khối lƣợng m0 của các nuclon cấu thành bao giờ cũng lớn hơn khối lƣợng m của hạt nhân. Gọi m = m0 – m là độ hụt khối của hạt nhân. Theo hệ thức năng lƣợng của Anhxtanh, ta thấy năng lƣợng để giải phóng các nuclon trong hạt nhân thành các nuclon riêng rẽ tối thiểu phải là m.c2. Năng lƣợng đó gọi là năng lƣợng liên kết của hạt nhân. 2. Phóng xạ. Sự phóng xạ là hạt nhân phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. Các tia phóng xạ có thể là tia α gồm các hạt nhân hạt Heli, tia β gồm các electron hoặc phản electron hay các tia gamma là các sóng điện từ mạnh. Bản chất của phóng xạ β+ là một proton biến thành một notron và một hạt e+: p n + e+ Bản chất của phóng xạ β- là một notron biến thành một proton và một hạt e-: n p + e-. Sự phóng xạ không phụ thuộc vào các điều kiện bên ngoài nhƣ áp suất, nhiệt độ, ánh sáng. Cứ sau một khoảng thời gian T gọi là chu kì bán rã thì số lƣợng hạt nhân phóng xạ giảm đi một nửa. Do dó ta viết: N = N0. Hoặc N = N0.e-λt với λ = ln2/T Từ đó ta cũng có: m = m0.e-λt = m0. . n = n0.e-λt = n0. . Độ phóng xạ hay hoạt độ phóng xạ là số hạt phóng xạ trong một giây. Một phóng xạ trên giây gọi là một Bec-cơ-ren (Bq), 1 Curi (Ci) là 3,7.1010 phóng xạ trên giây: 1 Ci = 3,7.1010 Bq. Thuviendientu.org Ta cũng có: H = H0.e-λt = H0. . 3. Phản ứng hạt nhân Phản ứng hạt nhân là tƣơng tác của các hạt nhân dẫn đến sự tạo thành các hạt nhân khác. Trong phản ứng hạt nhân, khối lƣợng có thể thay đổi nhƣng các đại lƣợng sau đây đƣợc bảo toàn: Tổng số khối của các hạt nhân Tổng điện tích của các hạt nhân Năng lƣợng của các hạt nhân Động lƣợng của các hạt nhân. 4. Phản ứng phân hạch và phản ứng nhiệt hạch Phản ứng phân hạch là sự hấp thụ notron của một hạt nhân số khối lớn rồi vỡ thành hai hạt nhân trung bình. Phản ứng này thƣờng kèm theo sự phóng ra các notron khác. Tùy theo hệ số nhân notron (số notron phát ra trong mỗi phản ứng) và kết cấu của mẫu chất mà phản ứng đƣợc duy trì hay không. Phản ứng nhiệt hạch là sự kết hợp giữa các hạt nhân nhẹ dƣới tác dụng của nhiệt độ cao thành các hạt nhân lớn hơn. Nhiệt độ cho phản ứng này xảy ra là hàng triệu độ. Do đó, để phản ứng nhiệt hạch xảy ra, trƣớc đó cần có một phản ứng phân hạch II. TÓM TẮT CÔNG THỨC Nội dung Các công thức Ghi chú Cấu trúc hạt nhân. Độ hụt khối, năng lƣợng liên kết n = N = n.NA. Δm = Zmp + Nmn – m = Zmp + (A - Z)mn – m Elk = Δm.c2 Phóng xạ. Định luật phóng xạ m = m0.e-λt = m0. n = n0.e-λt = n0. H = - = - N’ TRƯỜNG CAO ĐẲNG SƯ PHẠM TÂY NINH Chủ đề: CÁC LOẠI TƯƠNG TÁC: TƯƠNG TÁC MẠNH VÀ TƯƠNG TÁC YẾU Nhóm 2: Nguyễn Thị Quỳnh Nguyễn Thị Thanh Vân Nguyễn Thăng Long Phan Hưng Lê Hồng Thái MỤC LỤC 01 KHÁI QUÁT CHUNG 02 TƯƠNG TÁC MẠNH 03 TƯƠNG TÁC YẾU I KHÁI QUÁT CHUNG g n u d i ộ N 01 Các hạt Nguyên tử hạt nhỏ cấu tạo hạt nhân trung tâm electron chuyển động xung quanh quĩ đạo có lượng xác định Hạt nhân nguyên tử cấu tạo baryon gồm hai loại proton neutron Trong thời gian dài, loại hạt nêu (neutron, proton, electron) coi thành phần vật chất Nhưng sau ánh sáng biết đến cấu tạo từ hạt gọi photon, chí tất tương tác tự nhiên truyền hạt gọi chung hạt boson Hiện người ta biết proton neutron cấu tạo từ hạt nhỏ hơn, proton neutron tạo thành quark Và tất nhiên ngày việc có hạt nhỏ quark hay không khí điều vật lý cố gắng giải đáp Trong đợi kết trình tiềm kiếm đó, điểm qua giới hạt ngày nay: Boson gồm loại tương ứng với loại tương tác: •Photon hạt truyền tương tác điện từ •Gravion: tương tác hấp dẫn •Gluon: hạt truyền tương tác mạnh •W boson Z boson: hạt truyền tương tác yếu Mặt Trời cháy không cần oxi  Hạt cuối cùng, tức hạt nơtrinô hạt đặc thù tương tác yếu, tương tác hấp dẫn (là tương tác mà hạt thâm gia), nơtrinô tham gia vào tương tác yếu  Tương tác hạt nơtrinô vật chất yếu mà đất gẩn vật thể suốt nơtrinô qua, suốt kính mỏng vùng ánh sáng thấy Vì mà hạt nơtrinô phát ra, hai thập kỷ lý thuyết tiên đoán tộn  Hạt nơtrinô hạt fermino – nghĩa hạt có spin ½ Nơtrinô điện tích baryon, không tích màu  Hạt nơtrinô hạt fermino – nghĩa hạt có spin ½ Nơtrinô điện tích baryon, không tích màu  Có loại nơtrinô: nơtrinô electrôn (Ve), nơtrinô muon (Vµ ), nơtrinô tau (Vτ ) Tất hạt với hạt tương ứng với chúng (tức electron, muon tau) làm thành chi họ hạt lepton  Vì hạt lepton khác, hạt nơtrinô có tích lepton, Tích có thẩ lấy hai trị số : + I cho nơtrinô – I cho phản nơtrinô Tích lepton tương tự tích baryon, tích bảo toàn tương tác biết TTY đặc trưng bán kính tác dụng bé r = 10 −15 cm cường độ tương tác nhỏ (hằng số Ferrmi −13 −19 τ ~thời 10 ) G f ≈ 1,43.10 cm gian lớn ( sec) Quá trình TTY phát trình phân rã hạt β − Trong bưc2 xạ hạt electron hạt neutrino trung hòa ν e Fermi giải thích neutron phân rã kết tương tác trực tiếp dòng: dòng hadron chuyển neutron sang proton lepton sinh cặp electron_phản neutrino, tất hạt Fermion Do nói TTY tương tác Fermion Kí hiệu dòng pn eν e p e toán tử sinh hạt p e hủy phản hạt tương ứng, n ν e toán tử hủy hạt n ν e sinh phản hạt tương ứng Như dòng hạt pn sinh proton hủy neutron (hoặc hủy phản Proton sinh phản Proton) dòng eν e sinh electron hủy neutron ν e sinh cặp electron phản neutrino Hai dòng thuộc lớp dòng có điện (hay dòng mang điện) Chúng có đặc điểm chung làm thay đổi điện tích hạt dòng đơn vị Dòng thứ điện tích tăng lên đơn vị, dòng thứ điện tích giảm đơn vị Trong phân − β rã điện tích hệ bảo toàn Tương ứng với điều Lagrarien tỉ lệ với tích dòng mang điện dương dòng mang điện âm Sơ đồ tương tác dòng biểu diễn trình: phân rã tương tác Fermion Hai dòng np eν e dòng mang điện Ý nghĩa chúng suy tương tự dòng trước Tích chúng biểu diễn Lagrarien + + % ν p → ne β trình phân rã phản ứng e (được phát năm 1956) t νe e ν% − n p Tương tác Fermion νe + n → p + e − n e − p − β Phân rã _ % n → pν ee Nếu toàn dòng mang điện có phần, mang điện dương ( pn + ν% e e) mang điện âm ( np + eν e ) Lagrarien tương tác toàn phần tích ( pn +ν% gồm số hạng biểu e e)( np + eν e ) diễn trình TTY, hai số hạng nói số hạng chéo Quá trình tương ứng với số ( hạng pn)(np ) phát năm 1956 Quá trình tương ứng với số hạng (ν e e)(eν e ) phát năm 1976 Năm 1962 Brookhaven (Mĩ) phát hạt neutron Khác với gọi neutrino muon ν µ hạt đực sinh trình phân rã hạt − − − µ µ → e +ν µ +ν% muon : e Các trình ngược lại − − là: ν µ + e − → µ − +ν e ;ν% , phát + e → µ +ν% e µ năm 1979 Ngoài cặp muon µ − ν µ ra, người ta phát thêm cặp lepton cặp tauon τ neutrino tauon ν τ Đối với dòng hardon nào? Ta nói chương trước, hardon có cấu trúc quark Một đầy đủ quark mang điện dương điện tích e gồm dòng sau đây: du , au , bu , dc, sc, bc, dt , st , bt Theo thuyết TTY trình phản ứng phân rã yếu dòng mang điện kết tương tác dòng toàn phần J, dòng toàn phần liên hợp với J+ Dòng toàn phần J có phần lepton (3 dòng nói trên) thành phần quark (9 dòng quark nói trên) có dạng: J = eν e + µν µ + τντ + Vdu du + Vsu su + Vbu bu + Vdc dc + Vsc sc + Vbc bc + Vdt dt + Vst st + Vbtbt Trong Vdu ,Vsu hệ số có nhận xét sau đây: Các dòng lepton cấu tạo lepton neutrino mình, dòng quark, quark "trên" kết hợp với quark "dưới" nào, không phụ thuộc hệ chúng Các dòng lepton có hệ số, dòng quark có hệ số khác Nộ g n u d i Cơ chế trao đổi tương tác yếu Trên ta trình bày lý thuyết Fermi TTY, tương tác Fermion trực tiếp, kết tương tác dòng điện mang điện trung hòa Bên cạnh lý thuyết nhiều nhà vật lý xây dựng lý thuyết tương tác yếu dựa lý thuyết trường lượng tử Tương tự ĐĐLH lượng tử tương tác điện từ Theo lý thuyết này, chế TTY chế trao đổi thay tương tác trực tiếp lý ... A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT VẬT LÝ HẠT NHÂN (1) I. ĐẠI CƯƠNG: 1. Thành phần cấu tạo của hạt nhân: Hạt nhân được cấu tạo từ các nuclon. Có hai loại nuclon là: prôtôn (kí hiệu p, điện tích q p = +e, khối lượng m p = 1,6726.10 -27 kg) và nơtron (kí hiệu n, khối lượng m n = 1,6749.10 -27 kg, trung hòa về điện). Mỗi hạt nhân có Z prôtôn (Z là số thứ tự của nguyên tố trong bảng hệ thống tuần hoàn), N nơtron. Vậy hạt nhân có tổng cộng A = (Z + N) nuclon (A là nguyên tử khối). Kí hiệu hạt nhân: A Z X hay A Z X hay A X , trong đó X là kí hiệu nguyên tố. 2. Đồng vị: Là những hạt nhân của cùng một nguyên tố (có cùng số thứ tự Z) nhưng khác số khối A. 3. Số Avôgađrô N A : Là số nguyên tử (hay phân tử) có trong một mol chất. N A = 6,022.10 23 (1/mol). Một lượng chất có khối lượng m (gam) thì chứa một số lượng hạt là N = m A N A . 4. Đơn vị khối lượng nguyên tử (u): Là đơn vị khối lượng có giá trị bằng khối lượng của 1/12 khối lượng nguyên tử cacbon C 12 . 1u = − = = 27 12 1 12( ) 1,66058.10 ( ) 12 C A g m kg N 5. Lực hạt nhân: Là lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân. Lực hạt nhân có tính chất là: có cường độ rất mạnh và tầm tác dụng ngắn. 6. Kích thước của hạt nhân: Hạt nhân có dạng hình cầu, bán kính nhỏ hơn bán kính nguyên tử cỡ 1 vạn lần. Một hạt nhân có số khối A thì bán kính của nó là r = r 0 3 A , trong đó r 0 có giá trị cỡ từ 1,2 đến 1,4 fm (fm là đơn vị đo chiều dài, đọc là fécmi, 1fm = 10 -15 mét). II. SỰ PHÓNG XẠ: 1. Định nghĩa: Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân của nguyên tố này tự động phóng ra những tia không nhìn thấy (gọi là tia phóng xạ) và biến đổi thành hạt nhân của nguyên tố khác. 2. Đặc điểm: - Hiện tượng phóng xạ không phụ thuộc các yếu tố bên ngoài mà chỉ phụ thuộc bản chất hạt nhân. - Các tia phóng xạ là những tia không nhìn thấy được nhưng có tác dụng sinh, lý, hóa học rất mạnh. 3. Các loại tia phóng xạ: Gồm 4 loại tia: LOẠI TIA BẢN CHẤT TÍNH CHẤT an pha (α) Là dòng hạt nhân nguyên tử Heli 4 2 He , chuyển động với vận tốc cỡ 10 7 m/s. + Ion hoá rất mạnh. + Đâm xuyên yếu. bêta trừ (β - ) Là dòng hạt êlectron 0 1 e − , vận tốc rất lớn Ion hoá yếu hơn nhưng đâm xuyên mạnh hơn tia α. bêta cộng (β + ) Là dòng hạt êlectron dương (còn gọi là pozitron) 0 1 e + , vận tốc rất lớn Gam ma (γ) Là bức xạ điện từ có năng lượng rất cao Ion hoá yếu nhất, đâm xuyên mạnh nhất. 4. Định luật phóng xạ: a) Phát biểu: Mỗi chất phóng xạ được đặc trưng bằng một khoảng thời gian T gọi là chu kì bán rã. Cứ sau mỗi chu kì bán rã thì một nửa số hạt nhân của nguyên tố đó đã biến đổi thành chất khác. b) Biểu thức: m = m 0 e - λ t hay N = N 0 e - λ t . Trong đó: m 0 (hay N 0 ) là khối lượng (hay số hạt nhân) tại thời điểm ban đầu (t 0 = 0). m (hay N) là khối lượng (hay số hạt nhân) tại thời điểm t. λ là hằng số phóng xạ, liên hệ giữa λ và T là: λ = ln2 T c) Độ phóng xạ (H): - Định nghĩa: là đại lượng đặc trưng cho độ mạnh yếu của một khối chất phóng xạ, được đo bằng số hạt nhân bị phân rã trong một đơn vị thời gian. - Biểu thức tính: H = − dN dt = λN 0 e - λ t = λN; hay H = H 0 e - λ t - Đơn vị: + Đơn vị chuẩn là Bq (đọc là Béc cơ ren): 1Bq = 1 phân rã/1s. + Đơn vị khác: Ci (đọc là Curi) 1Ci = 3,7.10 10 Bq. Khi tính H, ta phải đổi đơn vị của chu kì bán rã về giây. 5. Ứng dụng của các đồng vị phóng xạ a) Phương pháp nguyên tử đánh dấu: dùng 31 15 P là phân lân thường trộn lẫn với một ít chất phóng ra xa β - là 32 15 P bón cho cây. Theo dõi sự phóng xạ của β - ta sẽ biết Lê Nhật Thắng Chương 9: Vật lý hạt nhân I. Lý thuyết trọng tâm 1. Cấu tạo của hạt nhân nguyên tử. Đơn vị khối lượng nguyên tử a. Cấu tạo hạt nhân nguyên tử - Nguyên tử được cấu tạo bởi hạt nhân nằm ở tâm của nguyên tử và xung quanh hạt nhân là các electron - Hạt nhân được cấu tạo bởi các hạt nuclon. Có hai loại nuclon đó là proton và notron - Proton (p) : Mang điện tích nguyên tố dương +e, có khối lượng m p = 1.67263. 10 -27 kg = 1.007276u. - Notron (n) : Không mang điện tích, có khối lượng m n = 1.67494.10 -27 kg = 1.008665u. - Một nguyên tố có số thứ tự Z trong bảng tuần hoàn Men-de-le-ep thì nguyên tử của nó có Z proton và N notron. Tổng A = Z + N được gọi là số khối của nguyên tử. - Kí hiệu hạt nhân của một nguyên tử A Z X - Trong đó : Số khối là A, số proton là Z và số Notron là N = A – Z b. Đơn vị khối lượng nguyên tử. - Đơn vị khối lượng nguyên tử kí hiệu u bằng 1 12 khối lượng (nguyên tử) của đồng vị phổ biến của nguyên tử Cacbon 12 6 C - 1u = 1.66055. 10 -27 kg = 931 MeV/c 2 ; 1eV = 1,6 .10 -19 J. c. Năng lượng liên kết: - Lực tương tác giữa các nuclon trong hạt nhân là lực hút, có tác dụng liên kết các hạt nhân với nhau. Lực hạt nhân không phải là lực tĩnh điện nên nó không phụ thuộc vào điện tích của nuclon. Lực này có cường độ rất lớn và chỉ có tác dụng khi hai nuclon cách nhau một khoảng rất ngắn, bằng hoặc nhỏ hơn kích thước của hạt nhân. (bán kính tác dụng khoảng 10 -15 m). - Khối lượng m của hạt nhân A Z X bao giờ cũng nhỏ hơn một lượng m ∆ so với tổng khối lượng các nuclon tạo thành hạt nhân đó. Lượng m ∆ này bằng: [ ( ) ] p n m Zm A Z m m∆ = + − − , m ∆ được gọi là độ hụt khối của hạt nhân. - 2 . lk W m c= ∆ được gọi là năng lượng liên kết các nuclon trong hạt nhân. Năng lượng liên kết tính cho 1 nuclon, lk W A gọi là năng lượng liên kết riêng, đặc trưng cho độ bên vững của hạt nhân. Hạt nhân có năng lượng liên kết riêng càng lớn thì càng bền vững. Đối với hạt nhân có số khối A trong khoảng 50-70, năng lượng liên kết riêng của cũng có giá trị lớn nhất, 8,8MeV/nuclon. 2. Sự phóng xạ a. Định nghĩa hiện tượng phóng xạ - Phóng xạ là hiện tượng hạt nhân tự động phóng ra những bức xạ gọi là tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. Hiện tượng phóng xạ do các nguyên nhân bên trong hạt nhân, không phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài môi trường như nhiệt độ, áp suất… - Phương trình phóng xạ: 1 1 1 A A Z Z X X→ + Tia phóng xạ - Trong đó: A Z X gọi là hạt nhân mẹ, 1 z A Z X gọi là hạt nhân con. - Tia phóng xạ: + Tia α chính là hạt nhân các nguyên tử 4 2 He , được phóng ra từ hạt nhân với tốc độ khoảng 2.10 7 m/s. Tia α làm ion hóa mạnh các nguyên tử trên đường đi của nó và mất năng lượng rất nhanh. Vì vậy tia α chỉ đi được tối đa khoảng 8cm trong không khí và không xuyên qua được tấm bìa dày 1mm. + Tia β là các hạt nhân phóng ra với vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng. Tia β cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn so với tia α . Vì vậy, tia β có thể đi được quãng đường dài hơn, tới vài mét trong không khí và có thể xuyên qua được lá nhôm dày cỡ vào milimet. Vật lý hạt nhân 1 Lê Nhật Thắng Có 2 loại tia β : Loại phổ biến là tia β - . Đó chính là các hạt electron (kí hiệu 0 1 e − hay - e ). Loại hiếm hơn là tia β + . Đó chính là các pôzitron, hay electron dương TƯƠNG TÁC ĐIỆN TỪ I. Mở đầu 1. Giới thiệu: Theo ý nghĩa truyền thống trước đây thì hạt cơ bản là phân tử cuối cùng nhỏ nhấtcủa vật chất không thể phân chia được (không có cấu trúc) Tuy nhiên khái niệm trên không đứng vững theo thời gian. Do đó có thể nêu khái niệm này như sau: hạt cơ bản (hạt sơ cấp) là những hạt mà trong mức độ hiểu biết của con người chưa hiểu rõ cấu trúc bên trong của nó. Hoặc hạt cơ bản là các hạt có mặt trong “bản dữ liệu các hạt” của ủy hội các nhà Vật Lý xuất bản hai năm một lần. 2. Các tính chất cơ bản: - Chúng là những đối tượng mà kích thước và khối lượng của chúng vô cùng bé, nên chúng có đặc tính lượng tử, tuân theo các quy luật Vật Lý lượng tử. - Tính chất cực kì quan trọng khác là tính chất phát sinh, hủy diệt và biến hóa lẫn nhau giữa chúng khi tương tác. Ví dụ: photon (γ) lúc bị hủy biến thành các hạt khác, lúc thì được sinh ra từ các hạt khác: γ + γ 3. Tương tác giữa các hạt cơ bản: Bao gồm 4 loại tương tác trong tự nhiên: - Tương tác hấp dẫn: là tương tác phổ biến nhất cho các hạt có khối lượng, nhưng do khối lượng cực kì nhỏ của các hạt cơ bản nên có thể bỏ qua tương tác này. - Tương tác điện từ:gây ra giữa các hạt tích điện và từ trường điện từ. - Tương tác yếu: gây ra những quá trình diễn ra với tốc độ rất chậm, phổ biến là các quá trình phân rã của các hạt cơ bản mà thời gian sống của nó nằm trong khoảng từ 10 -6 s ÷ 10 -14 s, hay những quá trình có ν tham gia. - Tương tác mạnh: gây ra những quá trình dễn ra với cường độ mạnh nhất và dẫn đến mối liên kết giữa các photon và notron trong hạt nhân. Phần lớn các hạt đều có tham gia tương tác mạnh. Những hạt tham gia tương tác mainhj gọi là các hadron, chỉ có 6 fermion không tham gia tương tác mạnh đó là: electron, mezon �, mezon �, các notrino tương ứng và các phản hạt của chúng. 4. Phân loại:  Nếu phân các hạt thành nhóm theo khối lượng thì ta có các hạt từ nhẹ đến nặng theo khối lượng sau đây: - Khối lượng nghỉ bằng 0: photon (γ) - Hạt nhẹ gọi là lepton gồm: e, ν e , �, �, ν � , ν � và các phản hạt. - Hạt trung bình gọi là mezon: π, K, η, D và các phản hạt của chúng - Hạt nặng gọi là barion có khối lượng lớn hơn hoặc bằng khối lượng của các nuclon: p, n, λ, Σ, ε, Ω. (Mezon và barion được gọi chung là hadron. Các barion lạ gọi là hyperon: λ, Σ)  Nếu chia các hạt theo thời gian sống thì gồm các hạt bền và không bền: - Điển hình các hạt bền là:γ, ν, p, e chúng hoàn toàn không bị phân rã hoặc phân rã rất chậm. Thí dụ τ e ≈ 10 20 năm, τ p ≈10 30 năm. - Các hạt bền có thời gian sống (10 -24 ÷10 -6 )s. Đặc biệt vài trăm hạt có thời gian sống nhỏ hơn 10 -20 s gọi là các hạt cộng hưởng (có khi hạt cộng hưởng gọi là hạt không bền, các hạt sống lâu hơn hạt cộng hưởng gọi là các hạt bền). Để thấy chi tiết hơn sự phân loại các hạt cơ bản hãy xem ở bảng phân loại . Bảng phân loại các hạt cơ bản Phân loại và tên Khối lượng Điện tích Thời gian sống Spin(J) Số lạ(S) Tính ra Tính ra MeV/ Phôtôn γ 0 0 0 1 0 Leptôn Nơ trinô ν Êlectron Mêzôn 0 1 206,7 0 0,511 105,639 0 -1 -1 1/2 0 Mêzôn Mêzôn Mêzôn Mêzôn Mêzôn 264,2 273,2 965 966 135,01 139.60 493 497 0 0 0 0 0 +1 Barion proton p notron n lamđa xichma xichma xichma 1836,1 1838, 6 2182 2320 2324 2341 938,256 939,550 1115,40 1189 1192 1197 0 0 0 -1 932 1/2 0 0 -1 -1 -1 -1 5. Các đặc trưng của hạt cơ bản: Ngoài những đặc trưng như khối lượng, điện tích, spin chẳn lẽ không gian, moment điện, moment từ, thời gian sống, hạt cơ bản còn có các đặc trưng lượng tử sau đây: - Tích barion B: các barion A. Lý thuyết Câu 1 Điền vào dấu (…) đáp án đúng: Hiện tượng phóng xạ … gây ra và… vào các tác động bên ngoài A: do nguyên nhân bên trong / hoàn toàn không phụ thuộc B: không do nguyên nhân bên trong/ phụ thuộc hoàn toàn C: do con người / phụ thuộc hoàn toàn D: do tự nhiên / hoàn toàn không phụ thuộc Câu 2 Phát biểu nào sau đây là Sai về chu kì bán rã : A: Cứ sau mỗi chu kì T thì số phân rã lại lặp lại như cũ B: Cứ sau mỗi chu kì T, một nửa số nguyên tử của chất phóng xạ biến đổi thành chất khác C: Mỗi chất khác nhau có chu kì bán rã T khác nhau D: Chu kì T không phụ thuộc vào tác động bên ngoài Câu 3 Phát biểu nào sau đây là Đúng về độ phóng xạ A: Độ phóng xạ đặc trưng cho tính phóng xạ mạnh hay yếu B: Độ phóng xạ tăng theo thời gian C: Đơn vị của độ phóng xạ là Ci và Bq. 1Ci = 7,3.10 10 Bq D: t eHH . 0 . λ = Câu 4 Phóng xạ là hiện tượng : A: Một hạt nhân tự động phát ra tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác B: Các hạt nhân tự động kết hợp với nhau tạo thành hạt nhân khác C: Một hạt nhân khi hấp thụ một nơtrôn để biến đổi thành hạt nhân khác D: Các hạt nhân tự động phóng ra những hạt nhân nhỏ hơn và biến đổi thành hạt nhân khác Câu 5 Quá trình phóng xạ là quá trình : A: thu năng lượng B: toả năng lượng C: Không thu, không toả năng lượng D: cả A,B đều đúng Câu 6 Khi hạt nhân của chất phóng xạ phát ra hai hạt α và 1 hạt − β thì phát biểu nào sau đây là Đúng : A: Hạt nhân con lùi 3 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ B: Hạt nhân con tiến 3 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ C: Hạt nhân con lùi 2 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ D: Hạt nhân con tiến 2 ô trong bảng hệ thống tuần hoàn so với hạt nhân mẹ Câu7 Lý do khiến trong phản ứng hạt nhân không có sự bảo toàn khối lượng là: A: Do tổng khối lượng của các hạt nhân sau phản ứng lớn hơn hoặc nhỏ hơn tổng khối lượng các hạt nhân trước phản ứng B: Do có sự toả hoặc thu năng lượng trong phản ứng C: Do các hạt sinh ra đều có vận tốc rất lớn nên sự bền vững của các hạt nhân con sinh ra khác hạt nhân mẹ dẫn đến không có sự bảo toàn khối lượng D: Do hạt nhân con sinh ra luôn luôn nhẹ hơn hạt nhân mẹ Câu8 Chọn từ đúng để điền vào dấu (…) Tia β có khả năng iôn hoá môi trường nhưng … tia α . Nhưng tia β có khả năng đâm xuyên … tia α , có thể đi hàng trăm mét trong không khí A: yếu hơn/ mạnh hơn B: mạnh hơn / yếu hơn C: yếu hơn / như D: mạnh hơn / như Câu 9 Chọn mệnh đề Đúng A: trong phản ứng hạt nhân năng lượng được bảo toàn là năng lượng toàn phần bao gồm năng lượng nghỉ ( E= m.c 2 ) và năng lượng thông thường như động năng của các hạt B: trong phản ứng hạt nhân, phóng xạ − β thực chất là sự biến đổi 1 prôtôn thành 1 nơtrôn, 1 pôzitrôn và một nơtrinô. C: trong phản ứng hạt nhân các hạt sinh ra đều có vận tốc xấp xỉ vận tốc ánh sáng D: Trong phản ứng hạt nhân, năng lượng không được bảo toàn Câu 10 Lý do mà con người quan tâm đến phản ứng nhiệt hạch là A: phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng lớn và sạch hơn phản ứng phân hạch B: vì phản ứng nhiệt hạch kiểm soát dễ dàng C: do phản ứng nhiệt hạch là nguồn năng lượng vô tận D: do con người chưa kiểm soát được nó Câu 11 Phát biểu nào sau đây là SAI về phản ứng nhiệt hạch A: phản ứng nhiệt hạch rất dễ xảy ra do các hạt tham gia phản ứng đều rất nhẹ B: nếu tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch toả nhiều năng lượng hơn phản ứng phân hạch C: phản ứng nhiệt hạch là sự kết hợp của hai hạt nhân rất nhẹ tạo thành hạt nhân nặng hơn D: phản ứng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của Mặt trời Câu 12 Phát biểu nào là Sai về sự phân hạch A: sự phân hạch là hiện tượng một hạt nhân (loại rất nặng ) bị một nơtrôn bán phá vỡ ra thành hai hạt nhân trung bình B: trong các đồng vị có thể phân hạch, đáng chú ý nhất là là đồng vị tự nhiên U235 và đồng vị nhân tạo Plutôni 239 C: Sự phân hạch được ứng dụng trong chế tạo bom nguyên tử D: sự phân hạch toả ra một năng lượng rất lớn Câu13 Điều kiện cần và đủ để xảy ra phản ứng dây chuyền với U235 là: A: ... Boson gồm loại tương ứng với loại tương tác: •Photon hạt truyền tương tác điện từ •Gravion: tương tác hấp dẫn •Gluon: hạt truyền tương tác mạnh •W boson Z boson: hạt truyền tương tác yếu Fermion:... loại lực giới tự nhiên (và hạt mang sinh lực này), hoàn thành mô hình chuẩn vật lý học đưa nhà vật lý học bước vào kỷ XXI II TƯƠNG TÁC MẠNH Các hạt nhân nguyên tử tập hợp hạt proton neutron Tất... 02 TƯƠNG TÁC MẠNH 03 TƯƠNG TÁC YẾU I KHÁI QUÁT CHUNG g n u d i ộ N 01 Các hạt Nguyên tử hạt nhỏ cấu tạo hạt nhân trung tâm electron chuyển động xung quanh quĩ đạo có lượng xác định Hạt nhân