1. HẠT SƠ CẤP
Hạt sơ cấp là hạt có kích thước và khối lượng nhỏ hơn hạt nhân nguyên tử.
a) Các đặc trưng chính của hạt sơ cấp: khối lượng nghỉ m0 (hay năng lượng nghỉ E0), điện tích Q, spin s, thời gian sống trung bình T.
Tên hạt
Năng lượng nghỉ E0 (MeV)
Điện tích Q (e)
Thời gian sống (giây)
Phôtôn 0 0 ∞
Êlectrôn Pôzitron Nơtrinô ν
0,511 0,510
0
-1 +1 0
∞
∞
∞
Piôn +¿π¿ Kaôn k0
139,6 497,7
+1 0
2,6.10-8 8,8.10-11 Prôtôn
Nơtrôn
938,3 939,6
+1 0
∞
932 Xicma S+
Ômêga
Ω−
1189 1672
+1 -1
8,0.10-8 1,3.10-10 b) Phản hạt:
Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành cặp, gồm hạt và phản hạt. Phản hạt có cùng khối lượng nghỉ và spin như hạt, nhưng có điện tích bằng về độ lớn và trái dấu. Trong
quá trình tương tác của các hạt sơ cấp, có thể xảy ra hiện tượng hủy cặp “hạt + phản hạt”
thành các hạt khác, hoặc, cùng một lúc, sinh ra một cặp “hạt + phản hạt”.
Ví dụ: e+ + e- = + + = e+ + e- c) Phân loại hạt sơ cấp:
- Khối lượng nghỉ m0: Hạt sơ
cấp Khối lượng Ghi chú
Phôtôn m0 = 0
Leptôn
Khối lượng trong khoảng từ 0 đến 200me
Gồm các hạt êlectrôn (e-), nơtrinô (ν), pôzitron (e+), muyôn (μ-), các hạt tau (τ -),…
Hađrôn
Mêzôn, gồm các hạt có khối lượng trong khoảng 200me 300me.
Có hai nhóm: mêzôn π và mê zôn K
Barion, gồm các hạt nặng có khối lượng m ≥ mp
Có hai nhóm barion: nuclôn (n, p) và hipêron, cùng các phản hạt của chúng.
d) Các loại tương tác cơ bản
Loại tương tác
Cường độ tương tác
Bán kính tác dụng
Hạt truyền tương tác
Hấp dẫn 10-39 ∞ Gravitôn
Điện từ 10-2 ∞ Phôtôn
Mạnh 1 10-15 m Gluôn
Yếu 10-14 10-18 m Hạt W±, Z0
e) Hạt quac: Tất cả các hađrôn đều cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn, gọi là quac. Có sáu hạt
quac (kí hiệu là u, d, s, c, b, t) và sáu phản quac, mang điện tích ±3e,±2e3 . Các hạt quac đã được quan sát thấy trong thí nghiệm, nhưng đều ở trạng thái liên kết.
Các barion là tổ hợp của ba quac. Chẳng hạn prôtôn được tạo từ ba quac (u, u, d), nơtron tạo nên từ ba quac (u, d, d).
Kí hiệu các quac Điện tích Khối lượng (tính theo me) u (up)
d (down)
+ 2/3 - 1/3
10 20 s (strange)
c (charm)
- 1/3 + 2/3
200 3000
b (bottom) t (top)
- 1/3 + 2/3
9000 60000 2. HỆ MẶT TRỜI
a) Hệ Mặt Trời gồm Mặt Trời, tám hành tinh lớn, hàng ngàn tiểu hành tinh, các sao chổi, thiên thạch,…Tất cả các hành tinh đều chuyển động quanh Mặt Trời theo cùng một chiều (chiều thuận) và gần như trong cùng một mặt phẳng. Mặt Trời và các hành tinh đều tự quay quanh mình nó và đều quay theo chiều thuận (trừ Kim Tinh).
Vài số liệu về Mặt Trời và Trái Đất
Mặt Trời Trái Đất
- Bán kính RT ≈ 109 RĐ
- Khối lượng MT ≈ 333000 MĐ
- Nhiệt độ mặt ngoài ≈ 6000 K
- Bán kính RĐ ≈ 6400 km
- Khối lượng MĐ ≈ 5,98.1024 kg
- Bán kính quỹ đạo ≈ 150.106 km (1 đvtv)
1 năm ánh sáng ≈ 63241 đơn vị thiên văn
1 đơn vị thiên văn = 1,49597892.1011m ≈ 150 triệu km Vài số liệu về các hành tinh:
Hành tinh m/MĐ
Khoảng cách đến Mặt Trời
(đvtv)
n (số vệ tinh)
Khối lượng riêng (103
kg/m3) 1. Thủy tinh
2. Kim tinh 3. Trái Đất 4. Hỏa tinh 5. Mộc tinh 6. Thổ tinh
7. Thiên vương tinh
8. Hải vương tinh
0,055 0,81
1 0,11
318 95 15 17
0,39 0,72
1 1,52 5,20 9,54 19,2 30,0
0 0 1 2 63 34 27 13
5,4 5,3 5,5 3,9 1,3 0,7 1,2 1,7
b) Cấu trúc của Mặt Trời
Trang 38
Lõi Nhật hoa
Hình 3: a) Sao chổi b) Quỹ đạo của sao chổi
a
) b
) Mặt Trời được cấu tạo gồm hai phần: quang cầu và khí quyển.
- Quang cầu: còn gọi là quang quyển, có dạng một đĩa sáng tròn, bán kính khoảng 7.105 km.
- Khí quyển Mặt Trời được phân ra hai lớp: sắc cầu ở trong và nhật hoa ở ngoài.
c) Sao chổi và thiên thạch
- Sao chổi là những khối khí đóng băng lẫn với đá, có đường kính vài kilômet, chuyển động quanh Mặt Trời theo những quỹ đạo elip rất dẹt. Chu kỳ chuyển động của sao chổi quanh Mặt Trời khoảng từ vài năm đến
150 năm. Đám khí và bụi bao quanh sao bị áp suất do ánh sáng Mặt Trời gây ra đẩy dạt về phía đối diện với Mặt Trời tạo thành cái đuôi có dạng như một cái chổi.
- Thiên thạch là những khối đá chuyển động quanh Mặt Trời với tốc độ hàng chục km/s theo các quỹ đạo rất khác nhau. Khi một thiên thạch bay vào bầu khí quyển của Trái Đất thì nó bị ma sát mạnh, nóng lên và bốc cháy, để lại một vệt sáng dài mà ta gọi là sao băng.
3. SAO, THIÊN HÀ
a) Sao là thiên thể nóng sáng, giống như Mặt Trời, nhưng ở rất xa chúng ta. Có một số sao đặc biệt: sao biến quang (sao có độ sáng thay đổi), sao mới (sao có độ sáng đột ngột tăng lên hàng vạn lần, hàng triệu lần), punxa, sao nơtron (là sao bức xạ năng lượng dưới dạng những xung sóng điện từ rất mạnh)…
Ngoài ra, trong hệ thống các thiên thể trong vũ trụ còn có lỗ đen và tinh vân. Lỗ đen là một thiên thể có trường hấp dẫn lớn đến nỗi thu hút mọi vật thể, kể cả ánh sáng.
Vì vậy, lỗ đen không bức xạ bất kỳ sóng điện từ nào. Tinh vân là các đám bụi khổng lồ Hình 2: Cấu trúc của Mặt trời