Трофимова Т.И. - Курс физики (1092345), страница 143
Текст из файла (страница 143)
Закон сокранения очарования объясняет относительно долгое время жизни //Ч'-меэона. Основные характеристики с-кварка приведены в табл. 9. Частице//Ч' приписывается кварковая структура сс. Структура сс называется чармонием — атомоподобная система, напоминающая паэитраний (связанная водородоподобная система, состоящая из электрона н позитрона, движущихся вокруг общего центра масс). Квврковая модель оказалась весьма плодотворной, она позволила определить почти все основные квантовые числа адронов. Например, из этой модели, поскольку спин кварков равен '/м следует целочисленный (нулевой) спин для мезонов и полуцелый — для барнонов в полном сыю- ветствнн с экспериментом.
Кроме того, эта модель позволила пр "д«казать также и новые частицы, наприм р Я -гиперон. Однако при использованли этой модели возникают и трудности. Кварковая модель не позволяет, например, определить массу адронов, поскольку для этого необходимо знание динамики взаимодействия кваркоа и нх масс, которые пока неизвестны. В настоящее времи существует точна зрения, что между лгптонами и кварками существует симметрия: число лептонов должно быть равно числ> типов кварков. В 1977 г, был открыл сверхтяжелый мезои массой около 20 000?ч„который представляет собой структуру нз кварка и антик- варка нового типа - Ь-кварка (является носителем сохраняющейсн в сильных взаимодействиях величины, названной «прелестью» (от англ. (?еац(у) ).
Заряд Ь-кварка равен — '/з. Предполагается, что су?цествует и шестой кварк г с зарядом +'/ы котоРый Уже Гешено назвать истинным (от англ. (гири — — истина), подобно тому как с-кварк на?ывают очарованным, Ь-кварк — прелестным. В физике элементарных частиц введ.н «аромат» — характеристика типа кварка (и, б, з, г, Ь, Р), объединяющая совокупность квантовых чисел (странность, очарование, прелесть н др.), отлнчцющи один тип кварка от другого, кроме цвета.
Аромат сохраняется в сильных и электрочцгшюных взаимодействиях. Являетсп лн схема из шести лептанов и шести кварков окончательной или же число лептонов (кварков) будет расти, пока>пут дальнейшие исследования. 148 .Члгкн ныч физики лтомн но илрл и элгмшпзрпых 1кгтиц в Что такое странность и четность элементарных частиц? Для чего они вводятсяэ Всегда ли выполняются законы их сохранения? Почему магнитный момент протона имеет то же направление, что и спин, а у электрона на. правления этих аектороа противоположны? Какие имеются группы злементарныл частицэ Каковы критерии, по которым элементарные частицы относятся к той илн иной группет в Какие законы сохранении выполняются при силг,иых взаимодействиях элементарных частиц? при слабых взаимодействиях? Каким элементарным частицам и почему приписывают лептонное числа? барионное число? Н чем заютючакгтся законы их сохранения? Зачем нужна гипотеза о существовании кварков? Что объясняетсн с ее помощью? В чем ее трудностьэ Почему потребовалось введение таких харакгеристик кварков, как цвет н очарование? Задачи 33.1.
Принимая, что знергзн релятивистских мюоиов в косинческом излучении составляет 3 ГзН, определить расстояние, проходимо~ мюоппни за время их жизни, если собственное время жизни юнона ",2 мкс, а энергия покоя 100 МэВ )19,8 км) 33.2. Пентрзльиый пион распадается на двз т-кванта:пе-ьйу. Принимая массу покоя пиона раа. ной 2Ь4,1 гль определить энергию каждого из возникших у-квантов. )67,7 МэВ) 33.3. При столкновении нейтрона и аитннейтрона происходит нх аннигиляция, в результате чего возникают два у-кванта, а энергия частиц переходит н энергию т-квантон. Опрелелить энергию каждого из возникших т-квантов, принимая, что кинетическая энергии нейтрона и познтронз до их столкновения пренебрежимо мала. )942 МзВ) 33.4.
Определить, какие из приведенных ниже процессов запрещены законом сохранения лептонно. го чнслз: 1) К р +т„, 2) К вЂ” ьет +не +т.. 33.5. Определить, какие из приведенных ниже процессов разрешены законом сохранения странности. 1) р+и 2+К; 2) Р+п К +К++ю 33.6. Опрезе" ить, какие законы сохранения нарушаются в приведенных ниже запрещенных спосо. бах распада: 1) и +я -тд'+К: 2) Р?.Р Р+и Заключение 15 Т И. Трофимов« Итак, изложение курса физики закончено. Начав его детальное изучение с физических основ механики, мы последовательно рассмотрели основы молекулярной физики и термодинамики, учение аб электричестве и электромагнетизме, колебания и волны, оптику, элементы квантовой физики н физики твердого тела, физики ядра и элементарных частиц. Приведенный перечень разделов, изложенных в курсе, позволяет проследить логику развития физики и эволюцию ее идей, а также представить основные периоды и этапы ее становления.
Со времени выхода в свет труда И. Ньютона «й4атематнческне начала натуральной философии» (1687), в котором он сформулировал три основных закона механики и закон всемирного тяготения, прошло более трехсот лет. За это время физика прошла путь от макроскопического уровни изучения явлений да исследования материи на уровне элементарных частиц. Однако, несмотря па огромные успехи, которых физика достигла за это время и особенно в ХХ столетии, современная физика и астрофизика стоят перед целым рядом нерешенных проблем. Например, проблемы физики плазмы — разработка методов разогрева плазмы до примерно 1О' К и ее удержание в течение времени, достаточнога для протекания термоядерной реакции; квантовой электроники — существенное повышение к.
п. д. лазеров, расширение диапазона длин волн лазерного излучения с плавной перестройкой по частоте и т. дп физики твердого тела — получение материалов с наперед заданными свойствами и, в частности,с экстремальными параметрами по большому «спектру» характеристик, создание высокотемпературных сверхпроводников и т, дп физики атомного ядра— осугдествление уп(авляемого термоядерного синтеза, пан<к долгоживущих элементов с Л = 1!4 †: 126, предсказанных теорией, настроенно теории сильных взаимодействий и т. д.; физики элементарных частиц — доказательство реальности существования кваркав и глюонов (частиц, осуществляющих взаимодействие между кварками), построение квантовой теории тяготения и т. дл астрофизики — природа квазаров (мощных внегалактическнх источников электзомагннтного излучения), причины вспышек сверхновых звезд, состояние материи при огромных плотностях и давлениях внутри нейтронных звезд и т.
д. В настоящее время с особой силой подчеркивается практическая важность фундаментальных исследований. Это в первую очередь относится к исследованиям к области современной физики. Решение стоящих перед ней проблем является важнейшим условием ускорения научно-технического прогресса. Основные законы н формулы !. Физические основы механики Средняя скорость Лг (т> = —. Лг Мгновенная скорость бг ч = —. бг Среднее ускорение д» (а) = —.
бг Мгновенное ускорение дт а= —. б( Тангенцнальная составляющая ускорения йо о,= —. б( Нормальная составляющая ускорения пз а г Полное ускорение а=а,+в„; о=фа+па. Кннематичесние уравнении равноперемеиного поступательного движения < о=по~от, ог 5 = пе1 ж 2 ' Угловая скорость Угловое ускорение Кннематические уравнения равнопеременного вращательного движения в=юане(, ег т = ь1о( ~ 2 Связь между линейными и угловыми величинами при вращательном движении з=йр; п=йы; о,=)те; о = Я.
2 я Импульс (качичество движения) р=жт. Второй закон Ньютона бр Г= гла= —. бг Сила трения скольжения ",р 1М Закон сохранения импульса (для замкнутой системы) л ж т =своз(. Работа переменной силы на участке траекторин 1 — 2 2 А = ~ Г соз а бз. Мгновенная мощность бА Ф== — Гт. б( Кннетическан знергия то Т= —. 2 Потенциальная знергия тела, поднятого над поверхностью Земли, П=тйй. Основные законы и формулы 4Б! Потенциальная энергия упругодеформиро. ванного тела 1 Ш2 1 Т вэ Полная механнческня энергия системы Е=Т+П.
Закон сохранения механической энергии (для консервативной системы) Т+П=Е=солт. М7=[гГ). Скорость шаров массамн т< и иы после абсолютно упругого центрального удара (т, — тэ) и<+2>нэиз и< —— >и, +и<2 М ==[РГ~. Б=[гр]=[г, тт>]. (тт — т<) ит+2т,и< из= 1 1 « 7 < Скорость шаров после абсолютно неупругого удара т<т< + тэта т= <+ 2 Момент инерции системы (тела) 1= ~ т<г,.
« Моменты инерции полого и сплошного цилиндров (или диска) относительно оси сим- метрии Е=б — —. 2 1=тйт; 1= — т)г~, 2 Сила тяжести Момент инерции шара относительно оси, проходящей через центр шара, 1= — т)< . 2 2 5 р =,.Нй. Момент инерции тонкого стержня относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его середину, П М <р= — = — б— Я 1= — т1, ! (2 Момент инерции тонкого стержни относительно оси, перпендикулярной стержню и проходящей через его конец, й= — и<ад <р.
1= — т) . ! 2 3 )б< Теорема Штейнера 1=1с+т" . Кинетическая энергия вращающегося тела относительно неподви>кной оси Момент силы <пносительио ненодвижной точки Момент силы <пнасительно неподвижной оси Момент импульса материальной точки относительно неподвиж<ой точки Момент импульса твердого тела относителы<о неподвижной сси Уравнение динамики вращательного движения твердого тела М =1 7; М= —. ~И, <ы Закон сохранение момента импульса Б=сопэ!. Закон всемирного таготения Напряженность поля тяготения а =Г/т.
Потенциал поля тяготения Взаимосвязь ме><ду потенциалом поля тяготения и его напряженностью Уравнение неразрывности Зи = соя э!. Уравнение Берн<лли ри 2 + р>>а +р = сап 5!. 452 Основные законы и формулы Релятивистское замедление хада часов т/! — (о,'с) Релятивистское (лоренцево) сокрасцение длины стержня ! !о= "(/! — (о/с) Релятивистский закон сложения скоростей и'+о, и — о 1+ ои'/с 1 — ои/с Масса релятивистской частицы гп = 6 — (о/с)' гло р=глч= — ю Ч1 — (о/с)т Закон взаимосвязи массы н энергии т глас "1/! — ( / > (л) =((2 по(тп (о). Связь между полной энергией и импульсом релятивистской частицы глас +Р'с 2.
Основы молекулярной физики н термодинамики Закон Бойля †Мариот р(!=сопя! при Т, гп =сопи!. 1 0= — — (о)(!). 3 Законы Тей.Люссака У= !о (1+а!) при Р, ел=соню, Р=Р„(1+а!) при У, го=сопи(. Закон Дальтона Р!+Рэ+Рз+ ' +Р Динамическая вязкость Уравнение Клапейрона Менделеева для произвольной массы газа РУ= — '" йт=чРТ. М Основное уравнение молекулярно-кинетической энергии 1 з Р= — ппго (о, ) 3 и= -'-Рт= — — 'Рт. 2 М 2 Релятивистский импульс Среднян квадратичная скорость молекулы Средняя арифметическая скорость моле- кулы Наиболее вероятная скорость молекулы Барометрическая формула — маздлг! Р= рос Средняя длина свободного пробега молекул (о) 1 (!> = (з) ~Г2пг! п Среднее число столкновений молекулы за (с Закон теплопроводности Фурье йт !„= — л —.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
