Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Свойства некоторых элементарных частиц






    Частица Обозна-чение Масса покоя, а.е.м. Электрич. заряд, е Спин Лептон-ный заряд, L Барион-ный заряд, В
    Фотон γ          
    Электрон Позитрон е е + 5, 486·10–4 +1 –1 1/2 +1 –1  
    Нейтрино Антинейтрино n < 2·10–8   1/2 +1 –1  
    Протон Антипротон p 1, 00727 +1 –1 1/2   +1 –1
    Нейтрон Антинейтрон n ñ 1, 00866   1/2   +1 –1

     

    Масса. В ядерной физике масса ядер и атомов измеряется в атомных единицах массы (а.е.м.). За одну атомную единицу массы принимается 1/12 часть массы атома улерода-1. Чтобы вычислить значение 1 а.е.м. в граммах, необходимо произвести простейшие расчеты:

    1 а.е.м. = = 1, 660∙ 10–24 г = 1, 660∙ 10–27 кг,

    где N A= 6, 022 · 1023 – число Авогадро в физической шкале.

    Электрон считается материальным носителем наименьшей массы в природе: me = 9, 1∙ 10–28 г (в энергетических единицах»0, 511 МэВ).

    Связь энергии частицы Е с массой m и импульсом (p = mV):

    , (1.1)

    где m 0– масса покоя; T – кинетическая энергия; с = 2, 998∙ 108 м/с – скорость света.

    Если m 0 = 0 (например, фотоны), то

    . (1.2)

    В других случаях, преобразуя (1), получим:

    . (1.3)

    Энергия. В ядерной физике в качестве единицы энергии используется электронвольт (эВ). Один электронвольт соответствует энергии, приобретаемой или теряемой частицей с единичным электрическим зарядом (1, 6∙ 10–19 Кл – электрон, протон) при прохождении ею разности потенциалов в 1 В.:

    1эВ = 1, 6 × 10–12эрг = 1, 6 × 10–19Дж,

    1 а.е.м. = 1, 660 · 10-27 · (3 · 108)2 = 1, 49 · 10–10 Дж = 931, 5МэВ.

    Электрический заряд. Элементарный заряд 1 е = 1, 6·10–19 Кл.

    Электрический заряд элементарных частиц меняется в довольно узком диапазоне и всегда кратен элементарному заряду – заряду электрона (–1). Некоторые частицы (фотон, нейтрино) вовсе не имеют заряда.

    Внутренними характеристиками (квантовыми числами) элементарных частиц являются лептонный (символ L) и барионный (символ В) заряды; эти числа считаются строго сохраняющимися величинами для всех типов фундаментальных взаимодействий. Для лептонных нейтрино и их античастиц L имеют противоположные знаки; для барионов В = 1, для соответствующих античастиц В = –1.

    Магнитный момент характеризует взаимодействие частицы с магнитным полем. Для электрона:

    = 1 MB = 9, 27× 10–28 Дж/Гс (магнетон Бора).

    Магнитный момент нуклонов и ядер измеряется в ядерных магнетонах Бора:

    1 µB = = 5, 05 × 10-31 Дж/Гс,

    где mр масса протона.

    Магнитный момент протона µр = +2, 793 µB, а нейтрона µ n = = –1, 913 µB. Это свидетельствует о внутреннем строении протона и нейтрона, которые по сути не являются элементарными частицами. Однако для описания явления радиоактивности не требуется привлекать сведения о внутреннем строении протонов и нейтронов.

    Нейтрон (а также антинейтрон) распадается по схеме:

    n → p + e - + .(1.4)

    Остальные частицы, представленные в табл. 1.1, стабильны.

    силовые взаимодействия. При взаимодействии элементарных частиц внутри ядер и ядер между собой наблюдаются четыре вида силовых взаимодействий:

    1. Сильное взаимодействие – наиболее интенсивное взаимодействие в природе. Определяет взаимодействие нуклонов в ядре. Квантами сильного взаимодействия являются π -мезоны. Время взаимодействия (испускание и поглощение π - мезона) порядка 10‑ 23 с, расстояние порядка 10–13 см.

    Электромагнитное взаимодействие в 102–103 раз слабее сильного. Участвуют все частицы, кроме нейтрино и антинейтрино. Кванты взаи­модействия – фотоны. Время взаимодействия порядка 10‑ 20 с.

    3. Слабое взаимодействие примерно в 1013 раз слабее сильного. Отвечает за β -распад. Время взаимодействия порядка 10-10 с. Кванты взаимодействия – электроны (позитроны) и антинейтрино (нейтрино).

    4. Гравитационное взаимодействие иногда называют сверхслабым. Квант взаимодействия – гравитон (пока не открыт).

    При силовых взаимодействиях выполняются законы сохранения энергии (массы), импульса, электрического заряда, лептонного за­ряда, барионного заряда и некоторые другие.

    Из закона сохранения барионного заряда следует, что количество нуклонов (протонов и нейтронов) при ядерных взаимодействиях остается постоянным, т.е. запрещаются процессы типа:

    n → 2γ, (1.5)

    S В = +1 ≠ 0.

    Закон сохранения лептонного заряда запрещает процессы с изменением числа лептонов (электроны, позитроны, нейтрино и антинейтрино) типа:

    p + e- → n + γ, (1.6)

    S l = +1 ≠ 0.

    Оба закона запрещают процессы типа

    p + e- = H 2γ. (1.6a)

    Законы сохранения не запрещает процессы типа

    e- + e+ 2γ (3γ), (1.7)

    S l = + 1 + (–1) =0.

    n + ñ → 2γ, (1.8)

    S В = +1 + (–1) = 0.

    Эти процессы получили название аннигиляция. При аннигиляции электрона и позитрона выделяется энергия:

    E = 2 ·me · c 2 = 2 · 5, 486 · 10-4 · 931, 5 = 1, 022 МэВ.(1.9)

    При торможении позитрона происходит захват электрона и образование позитрония. Парапозитроний (спины антипараллельны), распадается на 2 фотона с энергией 0, 511 МэВ каждый, τ = = 1, 25× 10‑ 10 с. Ортопозитроний (спины параллельны) – 3 фотона, τ = = 1, 4× 10–7 с. Испускание 1 фотона невозможно, так как pγ = Eγ /c ≠ 0.

     






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.