1.3. Сдача зачёта по курсу «Дополнительные разделы физики»

Для того чтобы сдать зачёт по курсу «Дополнительные разделы физики» Вам необходимо:

1. Выполнить в межсессионный период контрольную работу, сдать её на проверку, внести необходимые исправления (если будут сделаны замечания). Контрольная работа считается успешно выполненной, если на обложке будет стоять пометка преподавателя, проверявшего работу, – «к защите».

2. Выступить с докладом на практическом занятии.

3. Оформить письменный вариант доклада и сдать его преподавателю.

4. На зачёте преподаватель побеседует с Вами по теме Вашего контрольного задания («защита» контрольного задания), чтобы убедиться, что Вы его выполнили самостоятельно и разбираетесь в представленном материале.

Если Вы успешно выполните пункты 1,2,3 и 4 то, Вы получите зачёт по курсу «Дополнительные разделы физики».

2. Вопросы к зачёту по курсу «Дополнительные разделы физики»

2.1. Материя во Вселенной

1.1. Эволюция представлений о материи. Две точки зрения античной натурфилософии на природу материи Демокрита и Аристотеля. Полевая форма материи и проблема «светоносного эфира». Открытие делимости атома, модель атома Дж. Дж. Томсона и планетарная модель Резерфорда. Открытие делимости ядра.

1.2. Классификация частиц: адроны и лептоны. Барионы и мезоны (примеры и свойства), барионные и мезонные резонансы. Барионный заряд.

1.3. Лептоны. Три поколения лептонов и их свойства Лептонный заряд.

1.4. Античастицы. Идея П. Дирака о существовании вакуума электронов и возможности позитрона. Экспериментальное обнаружение позитрона. Основные свойства античастиц.

1.5. Кварковая модель. Введение трёх ароматов кварков М. Гелл-Манном и Г. Цвейгом. Основные положения современной кварковой модели: шесть ароматов кварков, их название, обозначение, заряды и массы кварков; образование барионов и мезонов из кварков.

1.6. Свойства кварков: цвет кварков, барионное число, сложная структура адронов

1.7. Статус кварковой модели. Аргументы в пользу справедливости кварковой модели. Нерешённые проблемы кварковой модели: три поколения лептонов и кварков; массы частиц, заряды частиц.

1.8. Физический вакуум. Физический вакуум П. Дирака. Экспериментальные подтверждения существования физического вакуума. Свойства физического вакуума, согласно современным представлениям: плотность, антигравитация. Экспериментальные попытки обнаружения физического вакуума.

2.2. Фундаментальные взаимодействия

2.1. Представление о силе и взаимодействии в современной физике. Четыре фундаментальные взаимодействия. Частицы – переносчики взаимодействий (кванты поля). Виртуальные частицы. Описание механизма создания поля виртуальными частицами (на примере электромагнитного поля).

2.2. Объяснение взаимодействий c использованием понятия «переносчика взаимодействий». Диаграммы Фейнмана: вершины и линии (прямые и волнистые). Рассеяние электрона на электроне.

2.3. Электромагнитное (э/м) взаимодействие. Источник э/м сил. Типы зарядов. Закон Кулона. Область проявления э/м взаимодействий. Переносчик и константа э/м взаимодействия. Теория, описывающая э/м взаимодействие и её экспериментальное подтверждение.

2.4. Оценка радиуса э/м взаимодействия на основе соотношения неопределённостей Гейзенберга.

2.5. Ядерное взаимодействие. Оценка массы переносчика ядерных сил на основе гипотезы Х. Юкава. Обнаружение π-мезона. Фейнмановские диаграммы взаимодействия между нуклонами в ядре.

2.6. Сильное взаимодействие. Переносчик сильного взаимодействия. Константа сильного взаимодействия и её зависимость от расстояния. Объяснение «кэнфайнмента». Область проявления сильного взаимодействий.

2.7. Гравитационное взаимодействие. Закон всемирного тяготения и особенности силы гравитационного взаимодействия. Сравнение силы гравитационного и э/м взаимодействия. Радиус и константа гравитационного взаимодействия. Переносчик гравитационного взаимодействия. Область проявления гравитационного взаимодействия. Гравитационные волны.

2.8. Слабое и электрослабое взаимодействие. Радиус слабого взаимодействия и область его проявления на уровне микрочастиц и в макроусловиях (взрывы сверхновых звёзд). Авторы теории электрослабого взаимодействия и предсказание частиц-переносчиков слабого взаимодействия. Открытие переносчиков слабого взаимодействия и их свойства. Константа слабого взаимодействия. Энергия и температура объединения э/м и слабого взаимодействия.

2.9. Теория великого объединения (ТВО). Теория Ш. Глэшоу и Г. Джорджи и её основная идея. Энергия объединения сильного, э/м и слабого взаимодействий. Переносчик объединённого взаимодействия и его масса. Предсказание времени жизни протона и экспериментальные проверки ТВО.

2.10. Теория супергравитации (суперсимметрии). Энергия и температура объединения четырёх фундаментальных взаимодействий. Переносчик и константа объединённого взаимодействия. Выводы теории суперсимметрии о размерности пространства-времени.