Пәнінен syllabus
Физикалық шамалардың масштабтары
жүктеу/скачать 0,83 Mb. Pdf көрінісі
|
SYLLABUS атом және ядро
- Бұл бет үшін навигация:
- Фундаментал өзара әсерлесулердің түрлері.
| Физикалық шамалардың масштабтары.
Кванттық механика - микордүние деп аталатын, атомдар мен молекулалар дүниесінде заңдылықтар барын, және ол заңдылықтар бізге бірден байқалатын денелер дүниесіндегі макродүниедегі заңдылықтардан өзгеше екенін көрсетеді. Осы заңдылықтардың өзгешілігі микродүниедегі өлшемдердің, жылдамдықтардың, энергиялардың және тағы басқа физикалық шамалардың масштабтары өзгеше болуына байланысты. Сондықтан осы элементар бөлшектер дүниесіндегі масштабтарды қарастырайық.. Ядро диаметрі - 10 -13 см. Атом диаметрі - 10 -8 см. Энергия Е=1эВ=1,6*10 -19 Дж.=1,6* 10 -12 эрг. Ядродағы протон мен нейтрон арасындағы байланыс энергияның шамасы Е=8*10 6 Дж. Жылдамдық - барлық элементар бөлшектердің жылдамыдығы жарық жылдамдығына тең 3*10 8 м/с. Уақыт - егерде бөлшектер ядро диаметрінен өтетін болса (10 -13 см - 10 -15 м.) t=10 - 15 м/3*10 8 м/с=3*10 24 c. Масса - элементар бөлшектердің бірлік масса ретінде электрон массасы алынады. m e =9*10 -31 кг. Фундаментал өзара әсерлесулердің түрлері. Табиғатта негізгі фундаменталдық әсерлесулердің 4 түрі бар: 1. Гравитациялық әсерлесу 2. Элетромагниттік әсерлесу. 3. Күшті әсерлесу 4. Әлсіз әсерлесу 1. Гравитациялық әсерлесу - екі дененің арасындағы әсерлесу. F=G(m 1 m 2 )/r 2 Интенсивтігі жағынан ең әлсіз өзара әсерлесу гравитациялық болып табылады. Бірақ оған материя түгелдей бағынады – міне осы, Ньютонның бүкіләлемдік тартылыс заңынан көрініс табады. Оның әсер радиусы шексіз. Гравитациялық өзара әсерлесу негізінен макроскопиялық денелер арасында өтеді. Ол планеталар мен жұлдыздар қозғалысын анықтайды. Әлемнің тұтастай алғандағы құрылымы да осы әсерлесумен анықталады. Элементар бөлшектер әлемінде графитациялық өзара әсерлесу бөлшектердің массаларының тым жетімсіздігінен тікелей білінбейді де. Мысалы, екі электронның арасындағы граыитациялық тартылыс олардың арасында әсер ететін электрлік күштен бірдей қашықтық үшін 10 45 есе аз болып табылады. Гравитациялық әсерлесудің элементар бөлшектер әлеміндегі рөлі әлі белгісіз деуге де болады. 2. Заряды бар бөлшектер арасындағы әсерлесу – электромагниттік әсерлесу. F=к(q 1 q 2 )/r 2 Электр заряды интенсивтігі бойынша төменірек тұратын электромагниттік өзара әсерлесулерді анықтайды. Оған барлық электр зарядталған бөлшектер және электр заряды жоқ фотон бағынады. Сонымен қатар электромагниттік өзара әсерлесу электр заряды жоқ – нейтрал, бірақ магнит моменттері бар бөлшектері бар бөлшектердің арасында, мысалға екі нейтронның арасында да болады. Барлық зарядталған элементар бөлшектердің электр заряды таңбасына дейінгі дәлдікпен бірдей болады. Электромагниттік өзара әсерлесу ядролық күштерде де қайсыбір рөл атқаратын болса да, бірақ оның әсер өрісі атомдар мен молекулалар болып табылады, олардың құрамын толығынан осы өзара әсерлесу анықтайды. Қатты денелердің құрылымы да осы әсерлесумен анықталады, химия түгелінен электромагниттік өзара әсерлесуге сүйенеді. Интенсивтігі жағынан ол күшті әсерлесуден жүз есе әлсізірек, оның есесіне электромагниттік өзара әсерлесудің әсер радиусы шектелмеген. 3. Ең интенсивті және ең симметриялы өзара әсерлесу кушті әсерлесу болып табылады. Ол атом ядроларының құрамына кіретін бөлшектер – протондар мен нейтрондардың арасында әсер ететін ядролық күштердің негізінде жатыр. Ядро құрылымы осы күштердің арқасында іске асырылады. Нуклондар, яғни ядро құрамына кіретін бөлшектер кушті әсерлеседі. Басқа элементар бөлшектер – электрон, позитрон, мюон, ауыр лептондар, нейтрино, фотон – кушті әсерлесуді “сезбейді”. Кушті әсерлетін бөлшектердің адрондар деген жалпы аты бар (“адрон” деген сөз гректің αδροζ деген сөзінен, ағылшынша - “ірі, ауыр, шомбал” дегенді білдіреді). Адрондар мұндай әрекеттесуге тек олардың ара қашықтығы өте мардымсыз аз – 10 -13 см шамалас болатын кезде ғана ұшырайды: бұдан үлкен қашықтықтарда кушті әсерлесу жүрмейді. 4. Әлсіз әсерлесулердің интенсивтігі күшті әсерлесулердің интенсивтігінен он реттілікке аз (оның он жәрежесі есе әлсіз). Әлсіз әсерлесудің әсер радиусы күшті әсерлесудің әсер радиусынан көш төмен. Фотоннан басқа барлық элементар бөлшектер, яғни адрондар және лептондар, әлсіз әсерлесулерге ұшырайды. Күшті және электромагниттік әсерлесулердің қатарына әлсіз әсерлесу біліну үшін ерекше жағдайлар болуы тиіс. Ол орнықсыз бірқатар элементар бөлшектердің ыдырауы кезінде бақыланады. Мысалға, еркін, бос нейтрон стабильді емес, ол әлсіз әсерлесудің есебінен 15 мин ішінде протон, электрон және антинейтриноға ыдырайды. 0 n 1 1 р 1 + -1 е 0 + 0 0 Ядролардың β-ыдырауы осы әлсіз әсерлесу арқылы өтеді. Оның арқасында нейтрондар түрліше элементар бөлшектерден шашырауы да өтеді. жүктеу/скачать 0,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|