Bài 58. Các hạt sơ cấp

Bài 58. Các hạt sơ cấp tài liệu, giáo án, bài giảng , luận văn, luận án, đồ án, bài tập lớn về tất cả các lĩnh vực kinh...

Trang 2

Bằng kiến thức đã học bạn hãy cho biết một số hạt sơ cấp?

Một số loại hạt sơ cấp chúng ta đã biết: nuclôn,

electrôn, pozitrôn, nơtrinô,…

Chương X: TỪ VI MÔ ĐẾM

VĨ MÔ

Bài 58: CÁC HẠT

SƠ CẤP

Trang 3

Ở thế kỷ XIX nhiều nhà khoa học đã chứng tỏ rằng nhiều chất quen thuộc như oxy và carbon đều có một thành phần nhỏ nhất

có thể nhận dạng được và họ gọi chúng là các nguyên tử Vào những năm 1930, những công trình tập thể của Joseph John

Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr và James Chadwick đã cho ra đời một mô hình nguyên tử giống như hệ mặt trời (vì thế

mô hình này còn được gọi là "mẫu hành tinh") mà phần lớn

chúng ta đều đã rất quen thuộc Trong mô hình này, nguyên tử không phải là thành phần sơ cấp nhất của vật chất mà là được tạo thành từ một hạt nhân chứa proton và neutron với đám mây electron bao quanh.

Trang 4

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

VI HẠT QUAC (QUARK) III PHẢN HẠT

Trang 5

Hạt sơ cấp là gì ?

• Cho đến nay người ta đã phát hiện được các hạt

có kích thước và khối lượng rất nhỏ, như: phôtôn ( ε), electron (e-), pôzitrôn (e+), prôtôn (p), nơtron (n), nơtrinô,…

• Các hạt có kích thước nhỏ hơn hạt nhân nguyên

tử gọi là hạt sơ cấp

• Sự xuất hiện các hạt sơ cấp mới

Để có các hạt sơ cấp mới, người ta làm tăng vận

tốc của một số hạt và cho chúng bắn vào các hạt khác nhau Công cụ chủ yếu là các máy gia tốc.

Trang 6

CẤP

Trang 7

hoặc điện tích âm Q=-1 hoặc trung hòa Q=0

(tính theo điện tích nguyên tố e) Q được gọi là

số lượng tử điện tích, biểu thị tính gián đoạn

độ lớn điện tích của hạt

Ví dụ: electrôn(e-), ômêga(Ω) là những hạt

mang điện tích Q = -1

prôtôn(p), pôzitrôn(e+), piôn(π+) là

những hạt mang điện tích Q = +1

nơtrôn(n), nơtrinô (ν), Kaôn(κ0 )là những hạt trung hòa Q = 0

Trang 8

4 Thời gian sống trung bình

- Trong số các hạt sơ cấp, chỉ có 4 hạt không bị phân rã thành các hạt khác, gọi là các hạt bền: prôtôn,

electrôn, pôzitrôn, nơtrinô có thời gian sống là ∞

- Các hạt còn lại là các hạt không bền vững và bị phân rã thành các hạt khác:

+ Nơtrôn có thời gian sống khoảng 932s:

+ Các hạt không bền còn lại có thời gian sống rất ngắn từ khoảng 10-24s đến 10-6s

3 Spin

- Mỗi hạt sơ cấp khi đứng yên

cũng có momen động lượng riêng và

momen từ riêng Các momen này

được đặc trưng bởi số lượng tử spin,

kí hiệu s

- Momen động lượng riêng của hạt

bằng sh/2π (h=6,625.10-34 J.s)

Ví dụ: prôtôn và nơtrôn có spin

bằng ½, phôtôn có spin bằng 1,

piôn có spin bằng 0

~

0n→ +1 p+ −1e+ν

Trang 9

Tên

hạt

Năng lượng (MeV)

Điệ

n tích Q(e)

Spi

n s

Thời gian sống (giây)

-1 +1 0

+1

∞ 932

+1 -1

Trang 10

CẤP

Trang 11

Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành cặp, mỗi cặp gồm hai hạt có khối lượng nghỉ m0 và spin như nhau còn đặc trưng khác thì có trị số bằng nhau nhưng trái dấu.

Trong mỗi cặp gồm một hạt và phản hạt của hạt đó

Ví dụ: electrôn có phản hạt là pozitrôn có cùng khối lượng nghỉ, spin nhưng điện tích

hãy mô tả nó

Trường hợp hạt sơ cấp khơng mang điện như nơtrơn thì thực nghiệm chứng tỏ nơtrơn vẫn cĩ momen từ khác khơng, phản hạt của nĩ cĩ momen từ ngược hướng và cùng độ

lớn

Trang 12

Trong quá trình tương tác của hạt sơ cấp có thể

dẫn đến sự hủy một cặp “hạt + phản hạt” có

khối lượng nghỉ khác 0, hoặc cùng lúc sinh ra một

cặp “hạt + phản hạt” từ những phôtôn.

e- + e+  γ + γ hoặc γ + γ  e- + e+

Trang 13

CẤP

Trang 14

Người ta phân loại hạt sơ cấp theo khối lượng

a) Phôtôn (ε): có m0 = 0

b) Leptôn: gồm các hạt có khối lượng từ 0 đến

200me: electrôn (e-), pozitrôn (e+), muyôn (μ-, μ+), các hạt tau (τ-, τ+)

c) Mêzôn: gồm các hạt có khối lượng trung bình

và mêzôn K.

d) Barion: gồm các hạt có khối lượng lớn hơn

hoặc bằng khối lượng prôtôn Có hai loại barion

là nuclôn và hipêrôn và các phản hạt của

Tập hợp các mêzôn và các bariôn có tên

chung là các hađrôn.

Trang 15

CẤP

Trang 16

1.Tương tác hấp dẫn

- Là tương tác giữa các hạt, vật có

khối lượng

- Bán kính tác dụng rất lớn

- Cường độ rất nhỏ so với các loại

tương tác khác

2 Tương tác điện từ

- Là tương tác giữa các hạt mang điện

tích, giữa các vật tiếp xúc gây nên

ma sát

- Cơ chế tác động: sự trao đổi phôtôn giữa các hạt mang điện

- Bán kín tác dụng coi như vô hạn

- Cường độ mạnh, mạnh hơn tương tác

hấp dẫn 1037 lần

Trang 17

3 Tương tác yếu

- Là tương tác giữa các hạt trong phân rã β:

Theo ví dụ ta có tương tác giữa 4 hạt nơtrôn, prôtôn, electrôn, nơtrinô

- Bán kính tác dụng khoảng 10-18m

lần

4 Tương tác mạnh

- Là tương tác giữa các hađrôn: tương tác giữa các nuclôn tạo nên lực hạt nhân, do va chạm của các

hađrôn, tương tác giữa các hạt quac

- Bán kính tác dụng cỡ 10-15m

- Cường độ mạnh gấp 100 lần tương tác điện từ

~

Trang 18

Bán kính tác dụng

Hạt truyề

n tương tác Mạnh 1 10 -15 m

Gluô

n, mêzo

ân ảo Điện

từ ~10 -2 ∞ Phôt ôn

Yếu ~10 -14 10 -18 m W Hạt ± , Z 0

Hấp

dẫn ~10 -39 ∞ gravit ôn

Mặc dù các tương tác có bản chất

khác nhau nhưng bao giờ chúng cũng được thể hiện bằng cách

trao đổi hạt

truyền tương tác.

Trang 19

CẤP

Trang 20

1 Tất cả các hađrôn đều cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn gọi là quac (quark).

2 Có sáu loại hạt quac:

- Điều kì lạ là các hạt quac có điện tích nhỏ hơn điện tích nguyên tố (e)

- Đến nay người ta vẫn chưa quan sát được các hạt quac tự do

Trang 21

1 Các barion là tổ hợp

của ba quac:

Từ giả thuyết hạt quac đã dự

đoán được sự tồn tại của hạt

ômêga (Ω-) mà sau đó đã được

chứng minh bằng thực nghiệm

Trang 22

1 Các hạt có khối lượng nghỉ bằng không là:

A gravitôn, protôn, nơtrôn

B electrôn, phôtôn, piôn.

C nơtrinô, phôtôn, gravitôn.

D phôton, nơtrinô, gravitôn.

CÂU HỎI CỦNG CỐ

Trang 23

2 Quá trình phân rã

của nơ trôn, ngoài

prôtôn, electrôn còn sinh ra hạt:

A.Pozitrôn

B.Nơtrinô

C.Phản nơtrinô

D.Phôtôn

Trang 24

3 Electrôn là hạt sơ cấp thuộc loại nào:

A.Leptôn B.Hipêrôn C.Mêzôn D.Nuclôn (Đề thi tuyển sinh đại học khối A 2010)

Định dạng
Số trang	25
Dung lượng	2,32 MB