Элементар бөлшектер

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
I.Элементар бөлшектер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1.1.Элементар бөлшектер физикасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1.2.Антибөлшектер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .6
1.3.Элементар бөлшектер классификациясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8
1.4.Бөлшектердің бір.бірінен ажыратушы қасиеттері ... ... ... ... ... ... ... ... ...10
1.5.Элементар бөлшектер зоопаркі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..12
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..14
Пайдаланылған әдебиеттер ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...15

Элементар бөлшектердің қасиеттері мен құрылымын зерттеу – қазіргі физиканың негізгі мәселелерінің бірі. Қазіргі кезде антибөлшектерді қосқанда 200-ге жуық элементар бөлшек белгілі болып отыр. Солардың ішінен атомдар құрамына кіретін электрон, протон және нейтрон ғана. Протон мен нейтрондардан атом ядросы, ал электрондардан атомның электрондық қабықтары түзіледі. Қалған Элементар бөлшектер әдетте секундтың өте аз үлесіндей уақыт қана өмір сүреді. Элементар бөлшектер зат атомдарымен әсерлесуі нәтижесінде электрондар мен протондарға түрленеді. Электрон, позитрон, протон, антипротон, нейтрино, антинейтрино және фотоннан басқа бөлшектердің барлығы өздігінен ыдырайды. Э. б-дің пайда болу мезеті мен ыдырау мезетінің арасындағы уақыт (тұрақсыз Э. б-дің өмір сүру уақыты деп аталатын) әдетте секундтың миллиондық және миллиардтық үлесіндей болады.
Табиғаттағы тұрақсыз Элементар бөлшектер ғарыштық сәулелерде (ғарыштағы үдей қозғалған протондар мен электрондардың атмосферадағы бөлшектерді соққылау кезінде) пайда болады. Алайда ғарыштық сәулелердегі тұрақсыз Элементар бөлшектердің қасиеттерін дәлірек зерттеу қиынырақ. Өйткені олардың қарқындылығы өте аз. Сондықтан одан гөрі зарядты бөлшектер үдеткішінде алынған Элементар бөлшектер шоғын зерттеу қолайлы. Үдеткіште жылдамдатылған протондардың не электрондардың энергиясы неғұрлым жоғары болған сайын ауыр, тұрақсыз Элементар бөлшектер алынады. Қазіргі кезде үдеткіштер бөлшектердің энергиясын 70 ГэВ-ке дейін жеткізе алады.
Элементар бөлшектердің мөлшері өте кішкентай (мыс., протонның мөлшері шамамен 10–13 см) болғандықтан, оларды ешқандай оптик. прибордың көмегімен көруге болмайды. Физиктер Элементар бөлшектер жөніндегі деректерді Элементар бөлшектердің зат арқылы өтуі кезінде пайда болған құбылыстарды зерттеу нәтижесінде алады. Мұндай құбылыстарға қозғалған бөлшектердің фотоэмульсиядағы (қ. Қалың қабатты фотопластинка әдісі) не арнаулы прибордағы (мыс., Вильсон камерасы, Көпіршікті камера, т.б.) іздері, Элементар бөлшектердің Черенков – Вавилов сәуле шығаруы, Элементар бөлшектер өткен кезде арнаулы санауыштарда пайда болатын разрядтар жатады.

1.Интернет желісі

2.Физика және астрономия: Жалпы білім беретін мектептің 9-сыныбына арналған оқулық. Өңд., толыкт. 2-бас. / Р. Башарұлы, Д. Қазақбаева, У.
Токбергенова, Н. Бекбасар. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2009. — 240 бет

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 15 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны

Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3

I.Элементар
бөлшектер ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... .4

1.1.Элементар бөлшектер
физикасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
5

1.2.Антибөлшектер ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ...6

1.3.Элементар бөлшектер
классификациясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .8

1.4.Бөлшектердің бір–бірінен ажыратушы
қасиеттері ... ... ... ... ... ... . ... ... ..10

1.5.Элементар бөлшектер
зоопаркі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ..12

Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14

Пайдаланылған
әдебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
... ... ... ... ... .15

Кіріспе

Элементар бөлшектердің қасиеттері мен құрылымын зерттеу – қазіргі
физиканың негізгі мәселелерінің бірі. Қазіргі кезде антибөлшектерді
қосқанда 200-ге жуық элементар бөлшек белгілі болып отыр. Солардың ішінен
атомдар құрамына кіретін электрон, протон және нейтрон ғана. Протон мен
нейтрондардан атом ядросы, ал электрондардан атомның электрондық қабықтары
түзіледі. Қалған Элементар бөлшектер әдетте секундтың өте аз үлесіндей
уақыт қана өмір сүреді. Элементар бөлшектер зат атомдарымен әсерлесуі
нәтижесінде электрондар мен протондарға түрленеді. Электрон, позитрон,
протон, антипротон, нейтрино, антинейтрино және фотоннан басқа бөлшектердің
барлығы өздігінен ыдырайды. Э. б-дің пайда болу мезеті мен ыдырау мезетінің
арасындағы уақыт (тұрақсыз Э. б-дің өмір сүру уақыты деп аталатын) әдетте
секундтың миллиондық және миллиардтық үлесіндей болады.
Табиғаттағы тұрақсыз Элементар бөлшектер ғарыштық сәулелерде (ғарыштағы
үдей қозғалған протондар мен электрондардың атмосферадағы бөлшектерді
соққылау кезінде) пайда болады. Алайда ғарыштық сәулелердегі тұрақсыз
Элементар бөлшектердің қасиеттерін дәлірек зерттеу қиынырақ. Өйткені
олардың қарқындылығы өте аз. Сондықтан одан гөрі зарядты бөлшектер
үдеткішінде алынған Элементар бөлшектер шоғын зерттеу қолайлы. Үдеткіште
жылдамдатылған протондардың не электрондардың энергиясы неғұрлым жоғары
болған сайын ауыр, тұрақсыз Элементар бөлшектер алынады. Қазіргі кезде
үдеткіштер бөлшектердің энергиясын 70 ГэВ-ке дейін жеткізе алады.
Элементар бөлшектердің мөлшері өте кішкентай (мыс., протонның мөлшері
шамамен 10–13 см) болғандықтан, оларды ешқандай оптик. прибордың көмегімен
көруге болмайды. Физиктер Элементар бөлшектер жөніндегі деректерді
Элементар бөлшектердің зат арқылы өтуі кезінде пайда болған құбылыстарды
зерттеу нәтижесінде алады. Мұндай құбылыстарға қозғалған бөлшектердің
фотоэмульсиядағы (қ. Қалың қабатты фотопластинка әдісі) не арнаулы
прибордағы (мыс., Вильсон камерасы, Көпіршікті камера, т.б.) іздері,
Элементар бөлшектердің Черенков – Вавилов сәуле шығаруы, Элементар
бөлшектер өткен кезде арнаулы санауыштарда пайда болатын разрядтар жатады.

I.Элементар бөлшектер
Элементар бөлшектер – заттың ең ұсақ және ішкі құрылымы ең қарапайым деп
есептелетін бөлшектері.Элементар бөлшектердің қасиеттері мен құрылымын
зерттеу – қазіргі физиканың негізгі мәселелерінің бірі. Қазіргі кезде
антибөлшектерді қосқанда 200-ге жуық элементар бөлшек белгілі болып отыр.
Солардың ішінен атомдар құрамына кіретін электрон, протон және нейтрон
ғана. Протон мен нейтрондардан атом ядросы, ал электрондардан атомның
электрондық қабықтары түзіледі. Қалған Элементар бөлшектер әдетте секундтың
өте аз үлесіндей уақыт қана өмір сүреді. Элементар бөлшектер зат
атомдарымен әсерлесуі нәтижесінде электрондар мен протондарға түрленеді.
Электрон, позитрон, протон, антипротон, нейтрино, антинейтрино және
фотоннан басқа бөлшектердің барлығы өздігінен ыдырайды. Э. б-дің пайда болу
мезеті мен ыдырау мезетінің арасындағы уақыт (тұрақсыз Э. б-дің өмір сүру
уақыты деп аталатын) әдетте секундтың миллиондық және миллиардтық үлесіндей
болады.
Табиғаттағы тұрақсыз Элементар бөлшектер ғарыштық сәулелерде (ғарыштағы
үдей қозғалған протондар мен электрондардың атмосферадағы бөлшектерді
соққылау кезінде) пайда болады. Алайда ғарыштық сәулелердегі тұрақсыз
Элементар бөлшектердің қасиеттерін дәлірек зерттеу қиынырақ. Өйткені
олардың қарқындылығы өте аз. Сондықтан одан гөрі зарядты бөлшектер
үдеткішінде алынған Элементар бөлшектер шоғын зерттеу қолайлы. Үдеткіште
жылдамдатылған протондардың не электрондардың энергиясы неғұрлым жоғары
болған сайын ауыр, тұрақсыз Элементар бөлшектер алынады. Қазіргі кезде
үдеткіштер бөлшектердің энергиясын 70 ГэВ-ке дейін жеткізе алады.
Элементар бөлшектердің мөлшері өте кішкентай (мыс., протонның мөлшері
шамамен 10–13 см) болғандықтан, оларды ешқандай оптик. прибордың көмегімен
көруге болмайды. Физиктер Элементар бөлшектер жөніндегі деректерді
Элементар бөлшектердің зат арқылы өтуі кезінде пайда болған құбылыстарды
зерттеу нәтижесінде алады. Мұндай құбылыстарға қозғалған бөлшектердің
фотоэмульсиядағы (қ. Қалың қабатты фотопластинка әдісі) не арнаулы
прибордағы (мыс., Вильсон камерасы, Көпіршікті камера, т.б.) іздері,
Элементар бөлшектердің Черенков – Вавилов сәуле шығаруы, Элементар
бөлшектер өткен кезде арнаулы санауыштарда пайда болатын разрядтар жатады.
Элементар бөлшектерді зерттеу саласында соңғы уақытта ірі табыстарға
қол жетті. Элементар бөлшектердің құрылымы әзірше айқындалмаса да оларды
нағыз элементар деп айтуға болмайды. Элементар бөлшектердің күрделі
болатындығы олардың бір-бірімен әсерлесетіндігіне байланысты. Элементар
бөлшектер бір-бірімен әсерлесе отырып басқа бір Элементар бөлшектерге
түрленеді. Осы түрлену кезінде энергияның, импульстың және қозғалыс
мөлшерінің заңдары, сондай-ақ арнаулы заңдар да (мыс, электр зарядының
сақталу заңы, ғажаптылықтың сақталу заңы) орындалады.
Элементар бөлшектердің фотоннан басқасы лептондар, мезондар және
бариондар деп аталатын үш топқа бөлінеді. Әр топтың өздеріне тән кванттық
сандары болады. Э. б. гравитац. өзара әсерден басқа – күшті, эл.-магн. және
әлсіз өзара әсерге қатысады. Әрбір элементар бөлшектің антибөлшегі бар.
Бөлшек пен антибөлшек жұбының қарапайым мысалына электрон мен позитрон
жатады. Өзара әсерлесудің әр түріне сәйкес өзінің симметриясы болады. 20 ғ-
дың 60-жылдары барлық белгілі Э. б. құ-ралады деп жорамалданатын және
адрондардың күшті өзара әсеріне қатысатын – кварктер теориясы жасалды
(американ физигі М.Гелл-Ман, австрия физигі Г.Цвейг). Кварктердің
болатындығы әзірше іс жүзінде дәлелденген жоқ.
Біздерге таныс атом бөлшектері электрон, протон, нейтрон, солармен
қатар фотон және нейтринолар элементар бөлшектер болып табылады. Элементар
бөлшектер қатарына антибөлшектер де кіреді. Электронның антибелшегін
позитрон, ал протондікін антипротон деп атайды. Олар бір-бірінен
зарядтарының таңбасымен ғана ерекшеленеді. Мысалы, электронның бір теріс
элементар заряды бар болса (е ), позитрон бір оң элементар зарядты иеленеді
(е+). Дәл осылай протон (р) бір оң элементар зарядты, ал анти-протон (р)
бір теріс элементар зарядты иеленеді.

Өз құрылымы мен құрамы болмайтын бөлшекті элементар бөлшек дейміз.

Элементар бөлшектер қатарына нуклондар мен электрондарды және басқа да
бөлшектерді қосқанымызбен, олардың қаншалықты элементар екенін дәл басып
айта алмаймыз. Бір кездері молекулаларды, одан кейін атомдарды дүниенің
бөлінбейтін кірпіші, яғни элементар бөлшегі деп айтқан болатын. Ал қазір
элементар бөлшектер қатарында 400-ден аса бөлшектер бар. Шынында да, олар
элементар белшектер ме? Бұл сұрактың жауабы әзірге ғылыми болжамдар
деңгейінен аса алмай отыр. Оған негіз де жоқ емес

1.1.Элементар бөлшектер физикасы.

Элементар бөлшектер физикасы пәні материяның табиғатын және
өзгерістерін субядролық деңгейде немесе элементар бөлшектер деңгейінде
үйренетін пәнге айтылады. Сол пәнді өте кіші қашықтықтар мен өте кіші
энергиялар сипаттайды. Ал оны физиканың жоғарғы энергиялы физикасы бөлімі
үйренеді. Атом құрамының өте күрделі процесте екендігі бекітілген соң
оның ядросының құрамыда басқа деңгейде ғылыми жағынан үйәненіле бастаған.
Ядроның бөлінбейтін 3 бөлшектен (протон, электрон, нейтрон) тыс басқа да
микробөлшектер барлығы анықтала бастады. Фотон қосылды. Олардың әр
біреуі өзінше дискрет болуына сәйкес оларды элементар бөлшектер деп
атайды.
Элементар- қарапайым.

Ал табылып жатқан бөлшектер мысалы, миюондар, пиондар және нейтринолар
қарапайымдылық ролін атқармайды.
Қазіргі күндегі элементар бөлшектер немесе атомдар Менделеев элементіне
қарағанда өте көп екендігі анықталды. Сонда протон және нейтрон
элементарлық бөлшектерден шығып кетті. Элементар бөлшектер термині ішінде
жататын материялар өте көп кіші топтарға немесе микро объектерге
бөлінеді.
Нақты элементар бөлшектер деп-барлық фундаменталь бөлшектер және
субъбөлшектерге айтылады. Ал физикада барлығын жай ғана элементар
бөлшектер деп атайды.
1. Барлық жаңа ашылып жатқан бөлшектер серпімсіз шашылу реакциясы
нәтижесінде пайда болып жатыр. Олардың бірі нейтрино. Оны жүзеге
келтіруде үлкен энергиялы бөлшектер өзара бөлшектер өзара соқтығысып,
кейін олардан арнайы детекторлар арқылы нейтриноның шашылуын үйренеді.
Бірінші бөлшектердің негізгі көзі 1950ж космостық сәулелер болса кейін
жасанды түрде немесе үдеткіштер жәрдемінде басқарылатын жоғарғы
энергиялы интенсивті бөлшектер жиынтығы жүзеге асырылды. Олардың тізімі
кестелерде беріледі. әр екі жылда бір рет жаңаланып арнайы комиссия
көріп шығады. Комиссияның аты –Particle Data Group. Қазіргі күнде 400-
ге жуық элементар бөлшектер анықталған және олардың саны ай сайын
өсуде. Төменде олардың хронологиялық ретімен келтірілген кестесі
болады. Олардың бірнешеуімен бізде танысамыз:
1) Электрон – е-. 1897ж Дж. Дж Томсон , М. Фарадей, Е Вихерд ашқан.
Сөзсіз электронды 1911ж тәжірибеде Милликен анықтаған.
2) Протон белгісі р. Ол сутегі атом ядросы болып, 1919ж элементар
бөлшектер жүйесіне Резерфорд енгізген.
3) Фотон белгісі - . 1922-23жж М Планк А Энштейн және Комптон
тарапынан енгізілген. Ал оны нағыз фотон деп атаған 1926ж Г Льюис.
Фотон ерікті электромагниттік өрістер кванты болуымен бірге
электромагниттік өзара әсерді тасушылар болып табылады.
4) Гравитон G ол да фотон сияқты функцияны атқарады. Бірақ гравитациялық
қатынасында эксперименте оны күзету өте қиын болған. Себебі олардың
гравитациялық өзара әсерлері өте кіші болған. Гравитонның
интенсивтігі 10-38, әсер ету радиусы шексіз, жасау уақыты белгісіз.
5) Нейтрон белгісі- n. Теория жүзінде 1920ж Резерфорд айтып келсе, 1932ж
Чедвик оны ашқан.
6) Антибөлшектер. 1930ж Дирак тарапынан айтылған. 1932ж позитрон заряды
е+, е- анти ашылған.
7) Пиондар (пи-мезондар) белгісі-. 1935ж Х. Юкаба жағынан табылған.
Ал 1947ж С. Пауэлл, Акиолини жағынан зарядталған пиондар ашылған.
Ал 1950ж Р. Верхлунд жағынан зарядсыз пиондар ашылған.

1.2.Антибөлшектер
1. 1930ж Дирак тарапынан бірінші болып заряды нолге тең болмаған әрбір
элементар бөлшектің қарама-қарсы таңбалы зарядқа ие болған
анртибөлшегі барлығы айтылады.
1932ж К. Андерсон тарапынан бірінші антибөлшек болған электронның
сыңары табылды. Яғни е+. Олар левтондар отбасына кіреді және массасы
электрон массасына тең. Меншікті энергиясы 0,511МэВ спині ½-ге тең.

Спин деп- берілген бөлшектің өз осі орбитасымен айналуындағы қозғалыс
мөлшерінің моментіне айтылады. Оның бірлігі етіп алынған .
Левтон сөзінің мағынасы грек тілінің “левто” сөзінен алғанда ең майда
монета деп аталады.

Реакция кезінде шашылуы тұрақты, жасау уақыты шамалы.
1935ж Жапон физигі ядрокүштерінің табиғатын түсіндіру үшін пи-мезондарды
енгізді. Олар плюсты, зарядсыз, теріс зарядты болады. Олар мезондар
тобына кіріп, гректің “мезос” сөзінен ауңдарғанда “орталықты” деген сөз.
-тің энергиялары 140МэВ массалары электрон массасынан
273есе үлкен, спиндері 0.
Реакция кезінде шашырауы:

Жоғарғы екеуінің жасау уақыты 2,6*10-8с. Ал -дікі 1,8*10-16с. Олар
жоғарғы энергиялы вариондардың ядромен өзара әсерлері уақытында шашырап
шығады.
Вариондар деп- элементар бөлшектердің үшінші негізгі тобында аталып,
гректің “бар” деген сөзінен шығып “ауыр” деген мағынаны білдіреді.
Зарядталған пиондар 1947ж , ал нейтраль пиондар 1950ж тәжірибеде
табылған. 1930ж Андерсон және Нидермайер тарапынан мию-мезондар
тәжірибеде күзетілді. 1930ж Паули тарапынан β бөлшекті бөле алу түсінігі
мақсатында істелген тәжірибеде нейтрино ν түсінігі пәнге кіріп келді.
Нейтрино нейтронның сыңары болып табылады. Оның массасы электрон
массасына 1839есе үлкен. Меншікті энергоиясы 940 Мэ . спині ½ .
Шашырауы:

Антибөлшектердің төбесіне ~ қоямыз. Жасау уақыты 103с.
Протон мен нейтрон атом ядросын түзетін болса оның антибөлшектері немесе
егізектері үдеткіштерде жоғары энергиялы протонның ядромен өзара әсері
кезінде жүзеге келеді. Нейтриноның барлығы 1950ж тәжірибелерде
күзетіледі. Солай етіп 1940ж сонына келіп элементар бөлшектер саны 15-ке
жетті.
1960ж ортасында Менделеев элементінің сандарынан артып кетті. Мұндай
табылулар элементар бөлшектердің шынымен элементар екендігіне сенімді
жоғалта бастады. Тексерулер нәтижесінде олар өз структурасына ие болмаған
және одан әрі майда бөлшектерге бөлінбейтін бөлшек деп табылды.
2. Элементар бөлшектер физикасында 4түрлі өзара әсерлесу күші бар.
1) Күшті өзара әсерлеасу күші. Бұл әсерлесуге қатысушы бөлшектерге
андрондар деп аталады. Бұл бөлшектер әсеріндегі ядродағы протонмен
нейтрондарды ұстап тұрады.Бұл күштер арқылы кварктар өзара
байланысып адрондарды жүзеге келтірген.
2) Электромагниттік өзара әсерлесу күші.Бұл әсерде негізінен
зарядталған бөлшектер қатысады.Бірақ нейтраль бөлшектерде өз
структурасына ие болғандығы себепті бұл әсерде қатынасуы мүмкін
.Мысалы,неитрон күрделі структураға ие болғандығы себепті өз магнит
моментіне ие болып,мұндай әсерде толығымен қатынасады.Бұл әсер
қазіргі заманда зерттелген,үйренілгенәсер түрі болып есептеледі.
3) Күшсіз өзара әсерлесу күші.Мұнда барлық элементар бөлшектер
қатынасуы мүмкін.Бүл әсер астында ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.