Đang tải... (xem toàn văn)
Phaàn lôùn caùc haït sô caáp ñeàu taïo thaønh caëp, moãi caëp goàm hai haït coù khoái löôïng nghæ m 0 vaø spin nhö nhau coøn ñaëc tröng khaùc thì coù trò soá baèng nhau nhöng traùi daá[r]
(1)(2)Bằng kiến thức học bạn cho biết số hạt sơ cấp?
Một số loại hạt sơ cấp đã biết: nuclơn, electrơn,
pozitrôn, nơtrinô,…
Chương X: TỪ VI MÔ ĐẾM VĨ MÔ
(3)Ở kỷ XIX nhiều nhà khoa học chứng tỏ nhiều chất quen thuộc oxy carbon có thành phần nhỏ có thể nhận dạng họ gọi chúng nguyên tử Vào những năm 1930, cơng trình tập thể Joseph John
Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr James Chadwick cho đời mơ hình ngun tử giống hệ mặt trời (vì mơ hình cịn gọi "mẫu hành tinh") mà phần lớn
chúng ta quen thuộc Trong mô hình này, ngun tử khơng phải thành phần sơ cấp vật chất mà tạo thành từ hạt nhân chứa proton neutron với đám mây
(4)NOÄI DUNG BÀI HỌC
II. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP I. KHÁI NIỆM HẠT SƠ CẤP
V. TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC HẠT SƠ CẤP
IV. PHÂN LOẠI HẠT SƠ CẤP
(5)Hạt sơ cấp ?
• Cho đến người ta phát hạt có kích thước khối lượng nhỏ, như: phơtơn (ε), electron (e-), pôzitrôn (e+), prôtôn (p), nơtron (n), nơtrinơ,…
• Các hạt có kích thước nhỏ hạt nhân nguyên tử gọi hạt sơ cấp
• Sự xuất hạt sơ cấp mới
(6)NỘI DUNG BÀI HỌC
II. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP I. KHÁI NIỆM HẠT SƠ CẤP
V. TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC HẠT SƠ CẤP
IV. PHÂN LOẠI HẠT SƠ CẤP
(7)1 Khối lượng nghỉ m0
- Phơtơn(ε), nơtrinơ(ν), gravitơn: có khối lượng nghỉ
- Thay cho m0, người ta dùng lượng nghỉ E0 tính theo cơng thức: E0 = m0.c2
Ví dụ: electrôn có m0 = 9,1.10-31 có E
0 = 0,511 MeV
prôtôn có m0 = 1,6726.10-27 E
0 = 938,3 MeV 2 Điện tích
Hạt sơ cấp có điện tích dương Q = +1, điện tích âm
Q=-1 trung hịa Q=0 (tính theo điện tích ngun tố e) Q gọi số lượng tử điện tích, biểu thị tính gián đoạn độ lớn điện tích hạt
Ví dụ: electrơn(e-), ơmêga(Ω) hạt mang điện tích Q = -1
prơtơn(p), pơzitrơn(e+), piơn(π+) hạt mang điện
tích Q = +1
nơtrôn(n), nơtrinô (ν), Kaôn(κ0 )là hạt trung hòa Q =
(8)4 Thời gian sống trung bình
- Trong số hạt sơ cấp, có hạt không bị phân rã thành hạt khác, gọi hạt bền: prơtơn, electrơn, pơzitrơn, nơtrinơ có thời gian sống ∞
- Các hạt lại hạt không bền vững bị phân rã thành hạt khác: + Nơtrơn có thời gian sống khoảng 932s:
+ Các hạt khơng bền cịn lại có thời gian sống ngắn từ khoảng 10-24s đến 10-6s
3 Spin
- Mỗi hạt sơ cấp đứng yên có momen động lượng riêng momen từ riêng Các momen đặc trưng số lượng tử spin, kí hiệu s - Momen động lượng riêng hạt sh/2π
(h=6,625.10-34 J.s)
Ví dụ: prôtôn nơtrôn có spin ½, phôtôn có spin 1, piôn có spin
~
1
(9)Tên hạt Năng lượng (MeV) Điện tích Q(e) Spin s Thời gian sống (giây) Phơtơn
(ε) 0 0 1 ∞
Electrô n e
-Pôzitrôn e+ Nơtrinô ∞ 0,511 0,511 0 -1 +1 0 ½ ∞
Piôn π+
Kaoân κ0
139,6 497,7 +1 0 0 2,6.10-8 8,8.10-11 Prôtôn p Nơtrôn n 938,3 939,6 +1 0 ½ ∞ 932 Xicma Σ+ Ômêga Ω -1189 1672 +1 -1 ½ 3/ 2 8,0.10-11 1,3.10-10
(10)NỘI DUNG BÀI HỌC
II. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP I. KHÁI NIỆM HẠT SƠ CẤP
V. TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC HẠT SƠ CẤP
IV. PHÂN LOẠI HẠT SƠ CẤP
(11)Phần lớn hạt sơ cấp tạo thành cặp, cặp gồm hai hạt có khối lượng nghỉ m0 spin đặc trưng khác có trị số trái dấu Trong cặp gồm hạt phản hạt hạt
Ví dụ: electrơn có phản hạt pozitrơn có khối lượng nghỉ, spin điện
tích trái dấu
Prôtôn có phản hạt antiprôtôn mang điện tích Q = -1 đặc trưng khác
giống ?????
Nơtrôn trung hòa điện tích, nơtrôn có phản hạt hay không,
có mô tả
Trường hợp hạt sơ cấp khơng mang điện nơtrơn thực nghiệm chứng tỏ nơtrơn có momen từ
khác khơng, phản hạt có momen từ ngược hướng độ
(12)Trong q trình tương tác hạt sơ cấp dẫn đến hủy cặp “hạt + phản hạt” có khối lượng nghỉ khác 0, lúc sinh cặp “hạt + phản hạt” từ phơtơn
(13)NỘI DUNG BÀI HỌC
II. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP I. KHÁI NIỆM HẠT SƠ CẤP
V. TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC HẠT SƠ CẤP
IV. PHÂN LOẠI HẠT SƠ CẤP
(14)Người ta phân loại hạt sơ cấp theo khối lượng nghỉ m0 tăng dần:
a) Phôtôn (ε): có m0 =
b) Leptơn: gồm hạt có khối lượng từ đến 200me: electrơn (e-), pozitrôn (e+), muyôn (μ-, μ+), hạt tau (τ-, τ+)
c) Mêzơn: gồm hạt có khối lượng trung bình từ (200 đến 900)me, gồm hai nhóm: mêzơn π và mêzôn K
d) Barion: gồm hạt có khối lượng lớn khối lượng prơtơn Có hai loại barion nuclơn hipêrơn phản hạt chúng Ngồi cịn tìm hạt ơmêga (Ω-)
(15)NỘI DUNG BÀI HỌC
II. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP I. KHÁI NIỆM HẠT SƠ CẤP
V. TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC HẠT SƠ CẤP
IV. PHÂN LOẠI HẠT SƠ CẤP
(16)1 Tương tác hấp dẫn
- Là tương tác hạt, vật có khối lượng - Bán kính tác dụng lớn
- Cường độ nhỏ so với loại tương tác khác 2 Tương tác điện từ
- Là tương tác hạt mang điện tích, vật tiếp xúc gây nên ma sát
- Cơ chế tác động: trao đổi phôtôn hạt mang điện
- Bán kín tác dụng coi vô hạn
(17)3 Tương tác yếu
- Là tương tác hạt phân rã β:
Theo ví dụ ta có tương tác hạt nơtrơn, prơtơn, electrơn, nơtrinơ - Bán kính tác dụng khoảng 10-18m
- Cường độ nhỏ tương tác điện từ khoảng 10-12 lần 4 Tương tác mạnh
- Là tương tác hađrôn: tương tác nuclôn tạo nên lực hạt nhân, va chạm hađrôn, tương tác hạt quac
- Bán kính tác dụng cỡ 10-15m
- Cường độ mạnh gấp 100 lần tương tác điện từ
~
1
(18)Loại tương tác Cường độ tương tác Bán kính tác dụng Hạt truyền tương tác Mạnh 1 10-15m Gluôn, mêzôn
ảo
Điện từ ~10-2 ∞ Phơtơn
Yếu ~10-14 10-18m Hạt W±,
Z0
Hấp dẫn ~10-39 ∞ gravitôn
(19)NỘI DUNG BÀI HỌC
II. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA HẠT SƠ CẤP I. KHÁI NIỆM HẠT SƠ CẤP
V. TƯƠNG TÁC GIỮA CÁC HẠT SƠ CẤP
IV. PHÂN LOẠI HẠT SƠ CẤP
(20)1 Tất hađrôn cấu tạo từ hạt nhỏ gọi quac (quark)
2 Có sáu loại hạt quac:
- Điều kì lạ hạt quac có điện tích nhỏ điện tích nguyên tố (e)
(21)1 Các barion tổ hợp ba quac:
Từ giả thuyết hạt quac dự đốn tồn hạt ơmêga (Ω-) mà sau
(22)1 Các hạt có khối lượng nghỉ khơng là: A gravitơn, protơn, nơtrơn
B electrôn, phôtôn, piôn C nơtrinô, phôtôn, gravitôn D phôton, nơtrinô, gravitôn
(23)2 Q trình phân rã nơ trơn, ngồi prơtơn, electrơn cịn sinh hạt: A Pozitrơn
B Nơtrinô
(24)3 Electrôn hạt sơ cấp thuộc loại nào: A Leptơn
B Hipêrôn C Mêzôn D Nucloân
(25)