Электрон и фотон. Протон и нейтрон

ЭЛЕКТРОН И ФОТОН. ПРОТОН И НЕЙТРОН. [c.542]

Электрон и фотон. Протон и нейтрон [c.94]

Исследования строения атома и атомного ядра показали, что J3 состав атома входят электроны, протоны и нейтроны. Z протонов и (А — Z) нейтронов, вступая в сильные взаимодействия между собой, образуют атомное ядро Х , а Z электронов, обращающихся вокруг ядра, образуют электронную оболочку атома. В связи с этим вполне естественно было назвать эти частицы (е , р, п) элементарными частицами. Фотон (7), позитрон (е ) и нейтрино (v), имеющие самое непосредственное отношение к атому и ядру, также стали называть элементарными частицами. [c.337]

К разряду элементарных частиц следовало бы относить наиболее простые, неделимые частицы материи. Исследования строения атомов и атомных ядер показали, что эти микрообъекты являются составными. Электроны, находящиеся на периферии атома, протоны и нейтроны, образующие атомные ядра, стали называть элементарными частицами, подчеркивая тем самым, что они более простые частицы, чем атомы и ядра атомов. К элементарным частицам причислили фотоны — кванты электромагнитного поля, а также нейтрино, появляющиеся в процессах Р-распада ядер. Дальнейшие исследования показали, что в процессах взаимодействия элементарных частиц образуются и другие типы частиц, большинство из которых взаимодействуют с протонами и нейтронами и между собой с такой же интенсивностью, как протоны и нейтроны в ядрах атомов. Эту большую группу частиц также назвали элементарными. Однако оказалось, что большинство частиц, отнесенных к разряду элементарных, нестабильны и могут в результате распада превращаться в другие элементарные частицы. При этом нельзя считать, что продукты распада более элементарны, чем сами распадающиеся частицы, поскольку, как правило, наблюдается несколько различных каналов распада одной и той же частицы. Поэтому нельзя заключить, что нестабильные частицы состоят из частиц — продуктов распада. Обнаружены были также частицы, напоминающие по своим свойствам электроны, но являющиеся нестабильными и существенно более массивными, чем электрон. Установлено существование трех разновидностей нейтрино. [c.970]

Все эти рассмотренные элементарные частицы обладают собственным моментом количества движения или спином. Соответствующее квантовое число равно Ч2 для электрона, протона и нейтрона, а спин фотона равен 1. Значение спина определяет ориентировку вектора спин-момента частиц относительно внешнего поля, например +V2 — по полю, а — /г — против поля. [c.446]

Существование первых четырех фундаментальных частиц электрона, протона и нейтрона, из которых построены атомы, и частицы света фотона — было установлено в классических экспериментах по атомной и ядерной физике. Их открытие, завершившееся в 1932 г. обнаружением нейтрона, можно считать началом физики частиц. Дальнейшее ее развитие в течение приблизительно двух десятилетий неразрывно связано с исследованием космических лучей, позволившим сделать ряд открытий принципиального значения. Новый период в физике частиц начался с 50-х годов, когда экспериментальные исследования стали проводиться преимущественно с использованием ускорителей высокой энергии. [c.14]

Но при наличии сил всемирного тяготения между звездами и их большими системами — галактиками Вселенная не может быть стационарной — она должна сжиматься или расширяться. Из астрономических наблюдений известно, что галактики разбегаются от центра с высокими скоростями. Это значит, что Вселенная не всегда была такой, какой мы ее наблюдаем. Эволюция Вселенной началась 10...20 млрд. лет тому назад со сверхплотной системы фотонов, электронов, протонов и нейтронов (и некоторых других частиц), составляющих смесь при чрезвычайно высокой температуре (они образовались в самом начале эволюции). Далее происходит расширение сначала взрывного характера, а затем замедляющегося. Оно сопровождается понижением температуры, образованием ядер водорода и гелия (позднее они соединяются в ядра остальных известных элементов). К ядрам присоединяются электроны, и образуются атомы вещества, а из них — звезды, планеты. Вселенная приобретает современный вид. Будет ли продолжаться расширение Вселенной далее или оно сменится сжатием, это зависит сейчас от средней плотности материи в пространстве. В теории известно критическое значение плотности материи кг/м . По современным оценкам, плот- [c.14]

Таким образом, к 1932 г. было обнаружено шесть элементарных частиц электрон, фотон, протон, нейтрон, позитрон и нейтрино. Изучение этих частиц позволило получить правильные представления об устройстве атома и атомного ядра, объяснить целый ряд различных внутриатомных и внутриядерных процессов и, в частности, построить теорию р-распада. [c.548]

Итак, к 1932 г. было обнаружено шесть элементарных частиц электрон, фотон, протон, нейтрон, позитрон и нейтрино (последняя в это время была только предсказана, но в ее су- [c.106]

Невырожденные и вырожденные коллективы. По характеру поведения в коллективе все микрочастицы можно разделить на две группы фермионы и бозоны. К фермионам относятся электроны, протоны, нейтроны и другие частицы с полуцелым спином 1/2 Й, 8/2 Й,. . . и т. д. к бозонам относятся фотоны, фононы и другие частицы, обладающие целочисленным спином О, Й, 2Й. . . [c.114]

В начале 30-х годов атомная физика оперировала четырьмя элементарными частицами электрон, протон, нейтрон и фотон, с помощью которых качественно и количественно описывались основные свойства атома. Первые три частицы являются частицами вещества атома, фотон — единица излучения, т. е. квант электромагнитного поля. [c.444]

Важно подчеркнуть, что изложенные здесь теоретические идеи не могут быть чисто логически выведены из каких-то общих принципов. Они возникли на основе анализа большой совокупности экспериментальных фактов. Заметим, что корпускулярно-волновой дуализм присущ не только фотонам, но и любым другим микрообъектам — электронам, протонам, нейтронам и т. п. [c.475]

В настоящее время можно считать хорошо установленным существование следующих элементарных частиц электрон (обычно отрицательный, но существует и положительный), протон, нейтрон, тг-мезоп (два вида — положительный и отрицательный), (//-мезон (тоже двух видов — положительный и отрицательный), фотон. [c.8]

Электроны (е), позитроны (е+), протоны (Р) и нейтроны (К) представляют собой ферми-частицы, фотоны же являются бозе-частицами. [c.43]

После появления в 1913 г. модели строения атома Резерфорда — Бора из элементарных частиц были известны электрон, фотон и около 95 различных ядер. (Элементарной можно практически считать всякую частицу, которую трудно себе представить как состоящую из других частиц). Открытие в 1932 г. нейтрона (нейтральной частицы с массой, слегка превышающей массу протона) привело к представлению о ядрах как [c.424]

Таким образом, несмотря на обилие разнообразных элементарных частиц, только некоторые из них играют очевидную роль в строении нормального вещества. Нейтроны и протоны вступают в связь между собой с образованием заряженных ядер. Вокруг ядра движется электронное облако, и все это вместе составляет атом. Атомы соединяются в молекулы. Большие совокупности молекул образуют макроскопические тела газы, жидкости, кристаллы... Ускоряемые электроны излучают или поглощают фотоны. Средством исследования переходов между стационарными атомными состояниями является спектроскопия, [c.425]

Историю открытия элементарных частиц и изучения их свойств можно разбить на два этапа. На первом этапе, окончившемся в 1932 г., были открыты шесть элементарных частиц фотон, электрон, протон, нейтрон, позитрон и нейтрино. История открытия и свойства этих частиц будут кратко охарактеризованы в 75. [c.542]

Вторичное космическое излучение состоит из адронов (пионов, протонов, нейтронов и т. д.), мюонов, электронов и фотонов. Соответственно у него различают ядерно-активную (аж ошую), жесткую (мюонную) и мягкую (электронно-фотонную) компоненты ). [c.642]

Эксперим. проверка 3. с. 3. основывается на проверке стабильности электрона и нулевой массы покоя фотона. Анализ возможных явлений атм. электричества, к-рые могли бы возникнуть в результате распадов электронов в атмосфере, даёт для нижней границы вре.мени жизни электрона > лет. Существование крупномасштабного магн. поля в дисковой составляющей Галактики приводит к самому сильному ограничению сверху на допустимую величину массы фотона 10эВ. Это ограничение делает весьма проблематичным построение физ. теории, допускающей нарушение закона сохранения электрич. заряда. Подтверждением 3. с. 3. служит также строгое равенство (по абс. величине) электрич. зарядов электрона и протона. Изучение движения атомов (молекул) и микроскопич. тел в электрич. полях подтверждает электронеитраль-ность вещества и, соответственно, равенство зарядов электрона и протона (и электронейтральность нейтрона) с точностью 10 2 . [c.53]

В письме участникам семинара в Тюбингене (Германия) Паули высказал гипотезу о существовании новой электрически нейтральной сильно проникающей частицы ( нейтрона ) со спином i/j. В р-распаде с каждый электроном испускается такой нейтрон , причём сумма энергий электрона и нейтрона постоянна. Т. о. оба парадокса были разрешены. Оставался вопрос как удерживается Н. в ядре Его решение было связано с открытием в 1932 настоящего нейтрона и построением в 1934 Э. Ферми (Е. Fermi) теории р-распада [при этом Ферми предлон4ил называть частицу Паули уменьшительно от нейтрон — нейтрино (итал.)]. Подобно тому, как возбуждённый атом испускает фотон, в р-рас-паде один из нейтронов ядра испускает дару — электрон и Н. (точнее, антинейтрино), и превращается в протон [c.258]

Открытие новых микроскопич. частиц постепенно разрушило эту простую картину строения материи. Однако вновь открываемые частицы по своим свойствам были в ряде отношений близки к первым четырём известным частицам либо к протону и нейтрону, либо к электрону, либо к фотону. До тех пор пока кол-во таких частиц было не очень велико, сохранялось убеждение, что все они играют фундам. роль в строении материи, и их включали в категорию Э. ч. С нарастанием числа частиц от этого убеждения пришлось отказаться, но традиц. назв. Э. ч. за ними сохранялось. [c.596]

В неупругих процессах (реакциях) происходит столкновение двух частиц, сопровождающееся превращением их в частицы другого сорта. Соответствующий пример дает аннигиляция электрон-позитронной пары в два фотона (VI.5.3.2 ).. Изучение неупругого рассеяния быстрых электронов на нуклонах, начатое в конце 60-х гг., позволило установить, что протон и нейтрон состоят из огромного количества точечных объектов — партонов (от английского part — часть ). [c.513]

Рождаться и исчезать могут не только фотоны. Одно из самых общих св-в микромира — универсальная взаимная превращаемость ч-ц. Так, фотон может породить пару электрон-позитрон при столкновении протонов и нейтронов могут рождаться я-мезоны я-мезон распадается на мюон и нейтрино ИТ. д. Для описания такого рода процессов потребовался переход к квантовому волн, полю г )(г, I), т. е. построение квант, теории систем с бесконечным числом степеней свободы, получившей назв. КТП. [c.264]

Совокупность тождественных частиц может находиться в состояниях только с определенным видом симметрии, т. е. система находится либо в симметричном состоянии (волновая функция симметрична), либо в состоянии антисимметричном (волновая функция антисимметрична). Свойства симметрии обусловлены природой самих частиц, образующих систему, и они сохраняются во времени (так как НР12 — 12 = О)- Это означает, что если в начальный момент времени система находилась в симметричном или антисимметричном состоянии, то никакие последующие воздействия lie изменяют характера симметрии системы. Состояния разного типа симметрии не смешиваются между собой. Различие в симметрии волновых функций или ij) ) проявляется Б различии статистических свойств совокупности частиц, и это оказывается связанным со спином частиц. В. Паули удалось показать, что частицы, обладающие целым спином О, ], 2,... (л-мезоны s = О, К-ме-зоны S = О, фотоны S = 1), описываются симметричными волновыми функциями и подчиняются статистике Бозе—Эйнштейна. Эти частицы часто называют бозонами. Согласно статистике Бозе— Эйнштейна, в каждом состоянии может находиться любое число частиц (бозонов) без ограничения. Частицы же с полуцелым спином Va, /2,. . . (электроны — S = V2, протоны — s = Vj, нейтроны — S = мюоны — S = Vj) — описываются антисимметричными волновыми функциями и подчиняются статистике Ферми— Дирака. Часто их называют фермионами. Согласно статистике Ферми—Дирака в каждом состоянии, характеризуемом четырьмя квантовыми числами (п, /, т, s) (полным набором), может находиться лишь одна частица (принцип Паули). [c.117]

Современная физика установила существование большого числа элементарных частиц различных типов эти частицы наблюдались и были идентифицированы. Кроме хорошо известных электронов, протонов, нейтронов и фотонов, теперь имеется обширный перечень мезонов и гипepoнoв ). Остается провести большое число исследований, прежде чем будут удовлетворительно классифицированы даже уже известные виды частиц тем не менее в разработке теоретических методов исследования уже достигнут значительный прогресс. [c.150]

Понятие Э. ч. сформировалось в тесной связи с установлением дискретного характера строения вещества на микроскопич. уровне. Обнаружение на рубеже 19—20 вв. мельчайших носителей свойств Вещества—молекул и атомов—-и установление того факта, что молекулы построены из атомов, впервые позволило описать все наблюдаемые вещества как комбинации конечного, хотя и боль-июго, числа структурных составляющих—атомов. Выявление в дальнейшем составных частей атомов — электронов и ядер, установление сложной природы самих ядер, оказавшихся построенными всего из двух частиц (нуклонов) протонов и нейтронов, существенно уменьшило кол-во дискретных элементов, формирующих свойства вещества, и дало основание предполагать, что цепочка составных частей материи завершается дискретными бесструктурными образованиями—Э. ч. Выяснившаяся в нач. 20 в. возможность трактовки эл.-магн. поля как совокупности особых частиц—фотонов—дополнительно укрепила убеждённость в правильности такого подхода. [c.596]

Как правило, термин Э. ч. употребляется в совр. физике не в своём точном значении, а менее строго—для наименования большой группы мельчайших наблюдаемых частиц материи, подчинённых условию, что они не являются атомами или атомными ядрами, т. е. объектами заведомо составной природы (исключение составляет протон — ядро атома водорода). Как показали исследования, эта группа частиц необычайно обширна. Помимо протона (р), нейтрона (п), электрона (е) и фотона (у) к ней относятся пи-мезоны (л), мюоны (ц), тау-лептлны (т), нейтрино трёх типов (Vj, v , V,), т. н. странные частицы К-мезоны и гипероны), очарованные частицы и прелестные (красивые) частицы (D- и В-мезоны и соответствующие барионы), разнообразные резонансы, в т. ч. мезоны со скрытым очарованием и прелестью (пси-частицы, ипсилон-частицы) и, наконец, открытые в нач. 80-х гг. промежуточные векторные бозоны (fV, Z) — всего более 350 частиц, в осн. нестабильных. Число частиц, включаемых по мере их открытия в эту группу, постоянно растёт, и можно уверенно утверждать, что оно будет расти и впредь. Очевидно, что такое огром- [c.596]

Подобно тому, как для объяснения природы электромагнитных сил успешно использованы фотоны — кванты электромагнитного поля, природу ядерных сил объясняют использованием представлений о квантах ядерного поля — мезонах. Было сделано предположение (Юкава) о том, что нуклоны испускают и поглощают мезоны аналогично тому, как электроны испускают и поглощают фотоны. Открытые новые частицы — пи-мезоны — подтвердили эту гипотезу. Пи-мезон имеет массу, р вную 270 единицам масс электрона, он может находиться в трех состояниях — с положительным, отрицательным и нулевым зарядом. Эмиссия мезонов (как и фотонов) — процесс виртуальный. Согласно теории, сила поля определяется частотой испускания соответствующих квантов. Ядерные силы так велики, что нуклоны должны испускать мезоны с большой частотой (время единичного процесса сек). Таким образом, протон и нейтрон можно себе представить состоящими из некоторой сердцевины, окруженной пульсирующим облаком из мезонов. [c.447]

Такое парадоксальное положение еще более расширилось после того, как Дэвиссоном (1881—1958) и Джермером (1896—1971) в 1927 г. была открыта дифракция электронов. Оказалось, что волновые свойства присущи и частицам обычного вещества, — идея, развивавшаяся французским физиком де Бройлем (р. 1892) за несколько лет до открытия дифракции электронов. Развитие квантовой механики позволило частично объяснить возникшее парадоксальное положение ценой отказа от основного положения классической физики — принципа причинности в форме детерминизма. А исследования в области физики высоких энергий (иначе называемой физикой элементарных частиц) показали, что если энергия частиц превосходит их энергию покоя, то частицы могут рождаться, исчезать или превраш.аться друг в друга. В этом отношении они ведут себя подобно ( ютонам, которые могут излучаться или поглощаться. В квантовой электродинамике фотоны рассматриваются как кванты электромагнитного поля. Поэтому в физике высоких энергий целесообразно говорить об электронно-позитронном, мезонном, нуклон-ном и прочих полях, квантами которых являются электроны, позитроны, мезоны, протоны, нейтроны и т. д. Таким образом вопрос [c.31]

Некоторые элементарные частицы существуют в природе в свободном или слабо связанном состоянии <фпс ), и из них строится вся обычная материя. К таким частицам, которые можно назвать основными, относятся протоны р и нейтроны п, входящие в состав атомного ядра ( 1.4.1.Г) электроны е , образующие электронную оболочку атома (У1.2.1.Г и VI.2.8.5 ), фотоны у, являющиеся квантами электромагнитного поля ( .5.1.Г). Чуть позже к ним были причислены н итрыно (электронные ( 1.5.2. Г)) л е и антинейтрино Ve, рождающиеся в процессах бета-пре-вращений ядер (VI.4.4.6° и 1.4.10.3°), а также пионы (пи-мезоны) я", л , выступающие в роли переносчиков ядерного взаимодействия ( 1.4.3.3°). Кроме того, были предсказаны теоретически и открыты экспериментально соответствующие античастицы, из которых в принципе может конструироваться антиматерия ( 1.5.3). [c.505]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...