7.3. Елементарні частинки: протони, нейтрони, позитрони, гіперони, античастинки та інші їх основні характеристики. Поняття про кварки і глюони. Кваркова структура адронів.

Елементарні частинки – це найпростіші складові частинки матерії. Протон (р) – стабільна елементарна частинка з масою1836,13 m_e позитивно заряжена, половинним спіном. Входить до складу ядер атомів всіх хімічних елементів, бере участь у всіх типах взаємодій.

Нейтрон – нейтральна елементарна частинка з масою, що рівна m_n=1.67*10^-27кг~1838,5 m_e, фі спіном ½. Є складовою частиною атомних ядер. У вільному стані середній період життя 12,5.

Позитрон(е⁺) – елементарна частинка яка має масу m_e=9,1*10^-31 кг, має спін ½; електричний заряд е=1,602*10^-19 тільки позитивний (уелектрона він негативний), магнітні моменти електрона і позитрона рівні, але протилежні за знаком. Позитрон належить до лептонів. Бере участь у слабких і електромагнітних взаємодіях. Зустрічаючись позитрон з електроном утворюють два γ-фотони. Експерементально виявив позитрон К. Андерсон в 1932р а передбачив Дірак.

Гіперони – група нестійких блуонів, маса яких перевищує масу нуклонів. До гіперонів належать: Λ⁰-гіперон, триплет Σ-гіперонів(Σ^-, Σ⁰ ,Σ⁺ ), дублет Ξ-гіперонів(Ξ^- Ξ⁺ ) та синглет Ω-гіперонів. Кожному з гіперонів є відповідний антигіперон. Спін гіперона половинчатий (крімΩ^- -гіперона, де спін рівний 3/2), маса перевищує масу нуклонів, час життя τ~10^-10 с, нерозрушуються при сильній взаємодії, розщеплюються індивідуально внаслідок слабої взаємодії.

Античастинки – специфічні партнери елементарних частинок. Античастинки мають ту саму масу, спін, час життя(у вакуумі), парність що й частинки, але всі зарядові квантові числа протилежні їм за знаком. При зіткненнях частинки і античастинки відбувається їх анігіляція.

Кварки – фундаментальні частинки, з яких побудовані всі адрони. Всіх кварків відомо 6 кольорів(верхній, нижній, дивний, чарівний, істинний, привабливий). Спін кварків ½.Баріонний заряд рівний 1/3Кварки мають ще колір, що характеризує властивий їм специфічний польовий заряд завдяки якому вони ????

БІЛЕТ № 8

8.1. Коливання і хвилі. Гармонічні коливання. Математичний і фізичний маятники.

Коливання – це процес, що багаторазово повторюється через визначені проміжки часу. Розрізняють вільні і вимушені коливання. Хвиля – це збурення фізичних параметрів середовища які поширюються в просторі зі скінченою швидкістю і несуть в собі енергію. Такі збурення можуть являти собою зміни пружної при зміщенні частинок речовиною середовища (мех. колив.) або зміни параметрів поля.

Гармонічними коливаннями називається період зміни фізичної величини з часом, що описується законом sin або cos.

Х х₂=Аcost

t

x₁=Аsint

x₁=Аsin₀t; x₂=Аsin(₀t+/2)=Аcost.

Рівняння гармонічних коливань: x=Аsin(₀t+₀), де ₀t+₀ – фаза коливань – величина що визначає положення матеріальної точки і напрям її руху в момент t, ₀ – початкова фаза в t = 0.

Диференціальне рівняння гармонічних коливань: .заг. розвязок цього р-ня має вид: x=A₁sinwt+A₂coswt. енергія гармонічних коливань. Енергія гармонічних коливань прямо пропорційна квадрату амплітуди (А), і квадрату частоти ().

Математичним маятником називається матеріальна точка підвішена на невагомій нитці яка здійснює рух у вертикальній площині під дією сили тяжіння. Закони коливання математичного маятника:

1. період коливань не залежить від маси маятника і амплітуди коливань;

2. період коливань прямо пропорційний кореню квадратному із довжини маятника і обернено пропорційний кореню квадратному із прискорення вільного падіння: .

Фізичний маятник – тверде тіло (система зв’язаних точок), яке може коливатися під дією його сили тяжіння навколо нерухомої горизонтальної осі, що не проходить через центр тяжіння тіла. За відсутності сил тертя у підвісі, р-ня руху маятника має вид: Jd²α/dt²=-mgdsinα,де α-кут повороту маятника навколо осі обертання,d-відстань від центра мас маятника до осі обертання, J-момент інерції маятника відносно тої ж осі,m-маса маятника,g-прискор.вільн. пад.

Період фізичного маятника: