Презентация на тему "Элементарная Вселенная" 11 класс

Содержание

• 
  Слайд 1

  Элементарная Вселенная

  Богданова И.В. ГОУ СОШ №617

  2011

• 
  Слайд 2
  

  Элементарные частицы

  • Составные
  • (Адроны)
  • Бесструктурные
  • (Фундаментальные)
  • Лептоны
  • Кварки
  • Переносчики взаимодействий
  • Барионы
  • Мезоны
• 
  Слайд 3
  

  Фундаментальные частицы

  • Бозоны (s=0; ћ; 2ћ; …)
  • Фермионы (s=ћ/2; 3ћ/2; …)
  • Фотон (γ), π+ - мезон
  • Электрон (е), протон (р), нейтрон (n)
• 
  Слайд 4
  

  Шатьендранат Бозе, 1894-1974, индийский физик

  Энрико Ферми , 1901-1954, итальянский физик

• 
  Слайд 5

  Принцип Паули

  В одном и том же энергетическом состоянии могут находиться не более двух фермионов с противоположными спинами

• 
  Слайд 6

  Античастицы

  Карл Андерсон, 1932 г.

• 
  Слайд 7

  Аннигиляция

  e- + e+2 γ

  E=2mc2 = 1,02 МэВ

• 
  Слайд 8

  Характеристики лептонов

  • Количество – 12
  • Электрон + электронное нейтрино
  • Мюон + мюонное нейтрино 6
  • Таон + таонное нейтрино +6 античастиц
• 
  Слайд 9

  Лептонный заряд

  Участвуют в слабом взаимодействии – обладают лептонным зарядом

  L = 1 для лептонов

  L = -1 для антилептонов

  L = 0 для не лептонов

  n p + e- + 00ν̃ Не лептоны n и p

  Лептоны e- и 00ν̃

  0 = 0 + 1 + (-1) - верное равенство

  Закон сохранения лептонного заряда

• 
  Слайд 10

  Слабое взаимодействие

  • Радиус взаимодействия 10-18 м
  • Переносчики взаимодействия:
  • W-
  • W+векторные бозоны (вионы)
  • Z0
  • 1956 г. Д. Швингер
  • 1961 г. Ш. Глэшоу
  • Теоретически предсказали
  • m ≈200 ГэВ
  • 1983 г. К. Руббио и С. Ван дер Меер
  • Определили их массы экспериментально
• 
  Слайд 11
  

  Открытие нейтрино

  • 1930 г. В. Паули : «Закон сохранения энергии нарушается?»
  • n p + e- + ?«нейтрон»
  • 1932 г. Э.Ферми - «нейтрино» - 00ν
  • Свойства нейтрино
  • Электрический заряд равен 0
  • Масса составляет менее 1/20 000 массы электрона
  • Участвует в слабом взаимодействии
  • Длина свободного пробега 1019 м (1000 св.лет)
  • Спин направлен противоположно скорости движения
• 
  Слайд 12
  

  Ф.Райнес и Ч.Коуэн в 1956 году

  В качестве источника нейтрино Райнес и Коуэн использовали ядерный реактор – самый мощный источник нейтрино на Земле. Использовалась реакция обратного ß-распада, в результате которой рождается позитрон и нейтрон.

• 
  Слайд 13
  

  Установка состояла из двух полиэтиленовых баков с водой, объемом по 200 л. В воду добавлялась соль кадмия для увеличения эффективности захвата нейтрона.

  Гамма-кванты, образуемые при аннигиляции позитрона и после захвата нейтрона регистрировались в резервуарах, наполненных жидким сцинтиллятором. Установка была окружена защитой из парафина и свинца.

• 
  Слайд 14
  

  Установка состояла из двух полиэтиленовых баков с водой, объемом по 200 л. В воду добавлялась соль кадмия для увеличения эффективности захвата нейтрона.

  Гамма-кванты, образуемые при аннигиляции позитрона и после захвата нейтрона регистрировались в резервуарах, наполненных жидким сцинтиллятором. Установка была окружена защитой из парафина и свинца.

• 
  Слайд 15

  Структура адронов

  • 1963 г. М. Геллман и Д.Цвейг

  Гипотеза : «Нуклоны состоят из 3 электрически заряженных частиц - кварков»

  • 1969 г. экспериментальное подтверждение кварковой структуры нуклонов
• 
  Слайд 16
  

  • Нейтрон
  • Протон
• 
  Слайд 17

  Характеристики кварков

  • Относятся к фермионам (s = ½)
  • Электрические заряды q = +⅔ e (u – кварк)и q = -⅓ e (d – кварк )
  • Масса кварков m = ⅓ mp
  • Барионный заряд – свойство частиц участвовать в сильном взаимодействии
  • Для барионов В = 1 или В = ⅓ для кварков или В = А для ядер атомов
  • Для антибарионов В = -1
  • Для не барионов В = 0
  • n p + e- + 00ν̃ (1=1+0+0) – верное равенство
  • Закон сохранения барионного заряда
• 
  Слайд 18

  Ароматы кварков

• 
  Слайд 19

  Структура мезонов

  Состоят из 2 кварков: кварка и антикварка

  • У мезона s=0
  • У кварка s=½,у антикварка s= -½
• 
  Слайд 20

  Взаимодействие кварков

  • Δ++
  • U
  • U
  • U
• 
  Слайд 21

  Цветовой заряд

  Характеристика взаимодействия кварков

  Три типа цветового заряда

  • Красный
  • Синий
  • Зелёный

  Цветовой заряд адронов равен 0 – (адроны бесцветны)

  Антикварки имеют антицвет – антикрасный, антисиний, антизелёный

  Полное число кварков - 36

• 
  Слайд 22

  Свойства кварков

• 
  Слайд 23
  
• 
  Слайд 24

  Взаимодействие кварков

  • Участвуют в сильном взаимодействии
  • Переносчик взаимодействия кварков – глюон
  • Глюон переносит цветовой заряд цвет-антицвет
  • Количество глюонов – 8=6(цв) + 2(бесцв)

  (красный-антисиний, красный-антизелёный, синий-антикрасный, синий-антизелёный, зелёный-антикрасный, зелёный-антисиний)

• 
  Слайд 25
  
• 
  Слайд 26

  Особенности взаимодействия кварков

  При сильном взаимодействии поглощение и излучение глюона изменяет цвет, но не аромат кварка

  При слабом взаимодействии изменяется аромат кварка (нейтрон превращается в протон), но цветовой заряд кварка не изменяется

• 
  Слайд 27

  Бозон Хиггса – «частица Бога»

• 
  Слайд 28

  Большой адронный коллайдер

  Большой адронный коллайдер – крупнейшая в мире установка для ускорения, накопления и столкновения пучков частиц сверхвысоких энергий .

  • Длина вакуумного кольца, в котором будут ускоряться частицы, - 27 км
  • Индукция магнитного поля, удерживающего частицы внутри кольца, - 10Тл
  • Температура внутри кольца – -271°С
  • Сила тока в сверхпроводящем кабеле – 1, 8 млн. А

• 
  Слайд 29

  Использованные ресурсы:

  Рисунки из Интернета

  Учебник В. А. Касьянова «Физика. 11 класс»