Елементарні частинки та їх застосування - Реферат

Крім згадуваних протона , нейтрона і електрона до неї відносяться : фотон , пімезони, мюони, нейтрино, дивні частинки (К-мезони і гіперони) , різноманітні резонанси , “зачаровані” частинки , іпсилон-частинки і важкі лептони-всього більше 350 частинок, в основному нестабільних . Використання назви “елементарні частинки ”до всіх цих частинок має історичні причини і повязано з тим періодом досліджень (початок 30-х років 20 ст.), коли єдиними представниками даної групи були протон , нейтрон і частинка електромагнітного поля - фотон. Ці чотири частинки тоді рахувалися елементарними , так як вони служили основою для побудови речовини і електромагнітного поля , яке з нею взаємодіє , а складна структура протона і нейтрона не була відома. До тих пір , поки кількість таких частинок була не дуже велика , існувала думка , що вони відіграють фундаментальну роль в будові матерії , і їх відносили до елементарних частинок . Резерфорд , пропускаючи альфа-частинки від природного радіоактивного джерела через тонку фольгу різних речовин , вияснив, що позитивний заряд в атомах зосереджений в компактних утвореннях-ядрах, а в 1919р. виявив серед частинок , вибитих із атомних ядер, протони-частинки з одиничним позитивним зарядом і масою , в 1840 разів перевищуючи масу електрона.Роблячи висновок, можна назвати три моменти , які відзначають значення фізики елементарних частинок. Вона являє собою природні продовження успішної традиції у фізиці , яка пройшла від вивчення макроскопічної матерії до молекул , атомів і ядер... У своїй роботі над явищами при дуже високих енергіях і дуже малих відстанях фізики досліджують основну структуру не тільки речовини , але й простору часу, енергії електричного заряду . Ряд фундаментальних відкриттів на початку 20ст-квантованості енергії і енергетичних рівнів електронів в атомах , єдності корпускулярних і хвильових властивостей у мікрочастинок , різноманітності типів елементарних частинок і їх властивостей, взаємодій і перетворень - все це привело до заміни електромагнітної картини якісно новою квантово-польовою картиною світу. Сучасна квантово-польова картина світу , як і будь яка інша наукова картина , ґрунтується на визнані матеріальності і єдності світу, загального звязку і зумовленості структурних рівнів, на визнанні невичерпності властивостей матерії і необмеженості її пізнання.

План

1) Вступ

2) Короткі історичні відомості

3) Основні властивості елементарних частинок. Класи взаємодій

4) Характеристики елементарних частинок

5) Елементарні частинки і квантова теорія поля

6) Застосування елементарних частинок

7) Висновок

Роблячи висновок, можна назвати три моменти , які відзначають значення фізики елементарних частинок.

По-перше , фізика високих енергій вивчає фундаментальну структуру матерії , із якої побудований весь навколишній фізичний і біологічний світ . Вона являє собою природні продовження успішної традиції у фізиці , яка пройшла від вивчення макроскопічної матерії до молекул , атомів і ядер...

По-друге, розвиток спеціальної теорії відносності і квантової механіки залишило глибокий слід навіть у філософському мисленні людства. У своїй роботі над явищами при дуже високих енергіях і дуже малих відстанях фізики досліджують основну структуру не тільки речовини , але й простору часу, енергії електричного заряду . Це привело до глибоких змін самих основ фізики .

По-третє, ми живемо в епоху новітньої техніки , в якій людина починає маніпулювати все більш дрібними одиницями аж до атомних і субатомних розмірів.

Ряд фундаментальних відкриттів на початку 20ст- квантованості енергії і енергетичних рівнів електронів в атомах , єдності корпускулярних і хвильових властивостей у мікрочастинок , різноманітності типів елементарних частинок і їх властивостей, взаємодій і перетворень - все це привело до заміни електромагнітної картини якісно новою квантово-польовою картиною світу. Сучасна квантово-польова картина світу , як і будь яка інша наукова картина , ґрунтується на визнані матеріальності і єдності світу, загального звязку і зумовленості структурних рівнів, на визнанні невичерпності властивостей матерії і необмеженості її пізнання.

З погляду сучасної фізики , існують дві форми матерії - речовина і поле. Речовина має переривчасту (дискретну) будову, а поле - безперервну. Однак розвиток фізики показав , що поділ матерії на речовину й поле втратив абсолютний смисл . Ми знаємо , що кожному полю відповідають кванти цього поля : електромагнітному полю - фотони , ядерному - р-мезони тощо . В свою чергу всі частинки речовини мають хвильові властивості .За відповідних умов частинки речовини можуть перетворюватися в кванти відповідних полів і , навпаки, кванти полів можуть перетворюватися в частинки речовини .

Відображенням матеріальної єдності світу є також і те , що вся різноманітність різних форм руху мікрочастинок і макроскопічних тіл виявляється через чотири основних типи взаємодій : 1) сильну , яка здійснює звязок нуклонів у ядрах атомів ;2) електромагнітну , яка зумовлює звязок між електрично зарядженими частинками ; 3) слабку , яка зумовлює бета-розпад ядер і перетворення нейтрона в протон ; 4) гравітаційну , яка зумовлює тяжіння між всіма матеріальними обєктами. Сильні й слабкі взаємодії разом з електромагнітними зумовлюють будову і властивості атомних ядер і елементарних частинок .

Матеріальна єдність світу виявляється також в абсолютності і відносності існування матерії , в її нестворюваності і незнищуваності , підтвердженних всім розвитком природознавства . Сучасна фізична картина світу є результатом узагальнення найважливіших досягнень усіх фізичних наук. Одна хоч ця частина світу і успішно пояснює багато явищ , все ж у природі існує невичерпна кількість явищ , які сучасна фізична частина світу пояснити не може. З таких трудностей слід насамперед вказати ті , що повязані із створенням єдиної теорії елементарних частинок . Складність світу переважає і завжди переважатиме складність людських уявлень про нього .

1) Ахієзер А.И. , Рекало М.П. “Біографія елементарних частинок” . К. Наукова думка , 1983

2) Евграфова Н.Н. , Каган В.Л. Курс физики . М. “Высшая школа” ,1984

3)Марков М.А. О природе материи. М., 1976

4) И., Иоффе Б. Л., Окунь Л. Б., Новые элементарные частицы, “Успехи физических наук”, 1975, т. 117, в. 2, с. 227

5)Новости фундаментальной физики, пер. с англ., М., 1977, с 120-240.

6) Гончаренка С.У. Фізика . К. “ Освіта” , 2002