Лекции по физике. Термодинамика, страница 12
Описание файла
Файл "Лекции по физике. Термодинамика" внутри архива находится в папке "Лекции по физике. Термодинамика". Документ из архива "Лекции по физике. Термодинамика", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из 2 семестр, которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "лекции и семинары", в предмете "физика" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Лекции по физике. Термодинамика"
Текст 12 страницы из документа "Лекции по физике. Термодинамика"
Классификация частиц приводится в учебниках и с нею любознательный студент может ознакомиться самостоятельно.
12.3. Античастицы
В микромире каждой частице соответствует античастица.
Например первая античастица – позитрон (антиэлектрон) была обнаружена в 1935 г., его заряд равен +е. В вакууме позитрон столь же стабилен, что и электрон. Однако при встрече электрона с позитроном эти частицы аннигилируют, т.е. превращаются в два, три или несколько -квантов(но не в один, т.к. в этом случае нарушился бы закон сохранения импульса). Существует обратный процесс: -квант может породить пару электрон-позитрон, но только в присутствии третьего тела, например атомного ядра.
В 1955 г. были открыты антипротоны. Антипротоны отличается от протона р знаком электрического заряда и собственного магнитного момента. Антипротон может аннигилировать не только с протоном, но и нейтроном.
В 1956 г. были обнаружены антинейтроны. Антинейтрон отличается от нейтрона n знаком собственного магнитного момента. Он аннигилирует при встрече с нуклоном(нейтроном и протоном). Можно было бы и дальше перечислять античастицы.
Заметим, что существуют частицы, тождественные со своими античастицами, т.е. они не имеют античастиц. Такие частицы называют абсолютно нейтральными, например фотон, 0-мезон и -мезон.
12.4. Кварки
В 1964 г. Гелл-Манн и независимо от него Цвейг выдвинули гипотезу, подтвержденную дальнейшими исследованиями, что все элементарные частицы, участвующие в сильном взаимодействии (их относят к классу адронов) построены из трех более фундаментальных частиц, которые по предположению Гелл-Манна были названы кварками (Цвейг их назвал тузами). Три сорта кварков были обозначены буквами u (от англ. up – вверх), d(от англ.down – вниз), s(от англ. strange – странный). Предполагается, что кварки имеют дробный электрический заряд, равный е/3, т.е. меньше заряда е, который раньше считался элементарным (минимальным). Позднее были установлены еще три кварка: очарованный с, красивый или прелестный b и истинный t кварк. Этим 6 кваркам соответствует 6 антикварков.
В заключение отметим, что за последние 25-30 лет в физике элементарных частиц произошли революционные открытия, которые приближают к созданию теории Великого объединения – теории, которая объединит 4 типа взаимодействия (сильное, электромагнитное, слабое и гравитационное) в одно взаимодействие с единой природой всех сил. В настоящее время уже создана теория, в которой электромагнитное и слабое взаимодействия объединены в единое электрослабое взаимодействие. Создание теории Великого объединения является главной проблемой современной физики.
ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЭКЗАМЕНУ ПО ФИЗИКЕ, ЧАСТЬ IV
-
Основные положения молекулярно-кинетической теории (1.1).
-
Уравнение состояния идеального газа (1.2).
-
Основное уравнение молекулярно-кинетической теории идеального газа (1.3).
-
Молекулярно-кинетическое толкование термодинамической температуры. Средняя квадратичная скорость (1.4).
-
Барометрическая формула. Распределение Больцмана (1.5).
-
Закон Максвелла о распределении молекул идеального газа по скоростям (1.6, 1.6.1).
-
Вероятная, средняя арифметическая и средняя квадратичная скорости (1.6.1, 1.4).
-
распределение молекул по кинетическим энергиям. Распределение Максвелла-Больцмана (1.6.1, 1.7).
-
Среднее число столкновений и средняя длина свободного пробега молекул (1.8).
-
Явление переноса. Диффузия (3, 3.1).
-
Явление переноса. Теплопроводность (3, 3.2).
-
Явление переноса. Внутреннее трение (вязкость) (3, 3.2).
-
Физические основы термодинамики. Термодинамические системы. Равновесные состояния и равновесные процессы (4.1).
-
Внутренняя энергия идеального газа. Число степеней сводобы молекулы. Закон равномерного распределения энергии по степеням свободы (4.2).
-
Работа и теплота. Первое начало термодинамики (4.3, 4.4).
-
Работа газа при изменении его объема. Теплоемкость (4.5, 4.6).
-
Применение ПНТ к изохорическому и изобарическому процессам (4.7.1, 4.7.2).
-
Применение ПНТ к изотермическому и адиабатическому процессам (4.7.3, 4.7.4).
-
Круговые процессы (циклы) (4.8).
-
Цикл Карно (4.9).
-
Энтропия в термодинамике (4.10.1).
-
Энтропия с кинетической точки зрения. Третье начало термодинамики (4.10.2).
-
Энтропия в равновесной статистической физике. Второе начало термодинамики (4.10.3, 4.11).
-
Силы и потенциальная энергия межмолекулярных взаимодействий (6.1).
-
Реальные газы. Уравнение Ван-дер-Ваальса (6.2).
-
Изотермы Ван-дер-Ваальса (6.3).
-
Фазы и фазовые переходы (6.4).
-
Фазовые диаграммы. Тройная точка (6.5).
-
Кристаллическая решетка. Виды связей между частицами решетки (7.1).
-
Элементы квантовой статистики (7.2).
-
Фермионы, распределение Ферми-Дирака (7.3, 7.3.1).
-
Бозоны, распределение Бозе-Эйнштейна (7.3, 7.3.2).
-
Понятие о вырождении системы частиц (7.4).
-
Классическая теория теплоемкости кристаллов. Закон Дюлонга и Пти (8.1).
-
Понятие о квантовой теории теплоемкости Эйнштейна и Дебая (8.2).
-
Теплоемкость электронного газа в металлах (8.3).
-
Классическая электронная теория электропроводности металлов (9.1).
-
Понятие о квантовой теории электропроводности металлов (9.2).
-
Элементы зонной теории кристаллов (9.3).
-
Деление кристаллов на диэлектрики, металлы и полупроводники (9.4).
-
Собственная проводимость полупроводников (9.5).
-
Примесные полупроводники (9.6.1, 9.6.2).
-
p-n-переход (9.7).
-
Понятие о сверхпроводимости (9.8).
-
Строение атомных ядер (11.1).
-
Дефект массы и энергия связи ядра (11.2).
-
Ядерные силы и их свойства (11.3).
-
Радиоактивность (11.4).
-
Закон радиоактивного распада (11.5).
-
Ядерные реакции (11.6).
-
Элементарные частицы, взаимопревращаемость частиц (12, 12.1).
-
Классификация элементарных частиц (12.2).
-
Античастицы (12.3).
-
Кварки. Проблемы современной физики (12.4).
При написании конспекта лекций использовались известные учебники по физике, изданные в период с 1923 г. (Хвольсон О.Д. «Курс физики») до наших дней (Детлаф А.А., Яворский Б.М., Савельев И.В., Сивухин Д.В., Трофимова Т.И., Суханов А.Д., и др.)