Современная классификация элементарных частиц и их характеристика

• 1 слайд

  Современная классификация элементарных частиц и их характеристика
  

• 2 слайд

  Элементарные частицы – основные структурные элементы микромира. Они могут быть составными (протон, нейтрон) и несоставными (электрон, нейтрино, фотон). К настоящему времени обнаружено более 400 частиц и их античастиц. Некоторые элементарные частицы обладают необычными свойствами. Так, долгое время считалось, что частица нейтрино не имеет массы покоя.
  

• 3 слайд

  Элементарные частицы классифицируют по следующим признакам: массе частицы, электрическому заряду, типу физического взаимодействия, в котором участвуют элементарные частицы, времени жизни частиц, спину и др.
  

• 4 слайд

  В зависимости от массы покоя частицы (масса ее покоя, которая определяется по отношению к массе покоя электрона, считающегося самой легкой из всех частиц, имеющих массу) выделяют:
  
  ♦ фотоны (греч. photos – частицы, которые не имеют массы покоя и движутся со скоростью света);
  
  ♦ лептоны (греч. leptos – легкий) – легкие частицы (электрон и нейтрино);
  
  ♦ мезоны (греч. mesos – средний) – средние частицы с массой от одной до тысячи масс электрона (пи‑мезон, ка‑мезон и др.);
  
  ♦ барионы (греч. barys – тяжелый) – тяжелые частицы с массой более тысячи масс электрона (протоны, нейтроны и др.).
  
  
  

• 5 слайд

  В зависимости от электрического заряда выделяют:
  
  ♦ частицы с отрицательным зарядом (например, электроны);
  
  ♦ частицы с положительным зарядом (например, протоны, позитроны);
  
  ♦ частицы с нулевым зарядом (например, нейтрино).
  

• 6 слайд

  Существуют частицы с дробным зарядом – кварки. С учетом типа фундаментального взаимодействия, в котором участвуют частицы, среди них выделяют:
  
  ♦ адроны (греч. adros – крупный, сильный), участвующие в электромагнитном, сильном и слабом взаимодействии;
  
  ♦ лептоны, участвующие только в электромагнитном и слабом взаимодействии;
  
  ♦ частицы – переносчики взаимодействий (фотоны – переносчики электромагнитного взаимодействия; гравитоны – переносчики гравитационного взаимодействия; глюоны – переносчики сильного взаимодействия; промежуточные векторные бозоны – переносчики слабого взаимодействия).
  

• 7 слайд

  По времени жизни частицы делятся на стабильные, квазистабильные и нестабильные. Большинство элементарных частиц нестабильно, время их жизни – 10(‑10)‑10(‑24)с. Стабильные частицы не распадаются длительное время. Они могут существовать от бесконечности до 10(‑10)с. Стабильными частицами считаются фотон, нейтрино, протон и электрон. Квазистабильные частицы распадаются в результате электромагнитного и слабого взаимодействия, иначе их называют резонансами. Время их жизни составляет 10(‑24)‑10(‑26)с.
  

• 8 слайд

  Протон
  
  Символ p, p+
  Масса 938,272 0813(58) МэВ; 1,672 621 898(21)·10(−27) кг; 1,007 276 466 879(91) а. е. м.
  Античастица антипротон
  Участвует во взаимодействиях сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное
  Классы фермион, адрон, барион, N-барион, нуклон
  Электрический заряд +1
  Спин 1/2
  Изотопический спин 1/2
  Барионное число 1
  Время жизни ∞ (не менее 2,9·1029 лет)
  Схема распада нет
  Кварковый состав uud
  

• 9 слайд

  Нейтрон
  
  Символ n,n0
  Масса 939,565 4133(58) МэВ; 1,674 927 471(21)·10(−27) кг; 1,008 664 915 88(49) а. е. м.
  Античастица антинейтрон
  Участвует во взаимодействиях сильное, слабое, электромагнитное и гравитационное
  Классы фермион, адрон, барион, N-барион, нуклон
  Электрический заряд 0
  Спин 1/2
  Изотопический спин 1/2
  Барионное число 1
  Время жизни 880,0 ± 0,9 c
  Кварковый состав udd
  

• 10 слайд

  Электрон
  Символ e, e-
  Состав фундаментальная частица
  Семья фермион
  Группа лептон
  Участвует во взаимодействиях гравитационное, слабое и электромагнитное
  Античастица позитрон
  Масса 9,10938356(11)·10−31 кг; 0,5109989461(31) МэВ; 5,48579909070(16)·10-4 а.е.м.
  Время жизни ∞ (не менее 6,6·1028 лет)
  Электрический заряд −1,6021766208(98)·10−19 Кл
  Барионное число 0
  Лептонное число +1
  Спин 1/2 ħ
  Магнитный момент −9,274009994(57)·10−24 Дж/Тл
  Внутренняя чётность 1
  Изотопический спин 0
  

• 11 слайд

  Фотон
  Символ
  Состав элементарная частица
  Семья бозон
  Группа калибровочный бозон
  Участвует во взаимодействиях гравитационное, электромагнитное
  Античастица истинно нейтральная частица
  Кол-во типов 1
  Масса 0 (< 10(−22) эВ/c2)
  Время жизни стабилен
  Электрический заряд 0 (<10(−35) e)
  Барионное число 0
  Спин 1 ħ
  Спиральность ±1
  Внутренняя чётность не определена
  Зарядовая чётность -1
  Кол-во спиновых состояний 2
  

• 12 слайд

  Лептон
  Символ l
  Состав фундаментальная частица
  Семья фермион
  Поколение есть лептоны всех трёх поколений
  Участвует во взаимодействиях гравитационное, слабое и электромагнитное
  Античастица антилептон
  Кол-во типов 6 (электрон, электронное нейтрино, мюон, мюонное нейтрино, тау-лептон, тау-нейтрино)
  Электрический заряд −1 e (заряженные лептоны); 0 (нейтрино); +1 e (заряженные антилептоны)
  Цветной заряд 0
  Барионное число 0
  Спин 1⁄2 ħ
  

• 13 слайд

  Мезон
  Мезо́н — адрон, имеющий нулевое значение барионного числа. В Стандартной модели мезоны — это составные элементарные частицы, состоящие из равного числа кварков и антикварков. К мезонам относятся пионы (π-мезоны), каоны (K-мезоны) и другие, более тяжёлые, мезоны.
  Первоначально мезоны были предсказаны как частицы, являющиеся переносчиками сильного взаимодействия и отвечающие за удержание протонов и нейтронов в атомных ядрах.
  Все мезоны нестабильны. Благодаря наличию энергии связи масса мезона во много раз больше суммы масс составляющих его кварков.
  

• 14 слайд

  Барион
  Барио́ны — семейство элементарных частиц: сильно взаимодействующие фермионы, состоящие из трёх кварков. В 2015 году было также доказано существование барионов из 5 кварков; предполагается, но не доказано, существование барионов из 7 и большего числа кварков.
  К основным барионам относятся (по мере возрастания массы): протон, нейтрон, лямбда-барион, сигма-гиперон, кси-гиперон, омега-гиперон. Масса омега-гиперона (3278 масс электрона) почти в 1,8 раз больше массы протона.
  Барионы вместе с мезонами (последние состоят из чётного числа кварков) составляют группу элементарных частиц, участвующих в сильном взаимодействии и называемых адронами.
  

• 15 слайд

  Итак, микромир – это мир предельно малых, непосредственно не наблюдаемых микрообъектов, пространственная разномерность которых исчисляется от 10(-8) до 10(-16) см, а время жизни – от бесконечности до 10(-24) секунд.
  
  Объектами микромира являются фундаментальные и элементарные частицы, ядра, атомы и молекулы.
  
  Элементарные частицы - это частицы, входящие в состав прежде «неделимого» атома, к ним относят также и те частицы, которые получают при помощи мощных ускорителей частиц.
  
  Есть элементарные частицы, которые возникают при прохождении через атмосферу космических лучей, они существуют миллионные доли секунды, затем распадаются, превращаются в другие элементарные частицы или испускают энергию в форме излучения.
  
  Оказалось, таким образом, что дать определение элементарной частицы не так просто. В обычном употреблении физики называют элементарными такие частицы, которые не являются атомами и атомными ядрами, за исключением протона и нейтрона.
  

• 16 слайд

  Список литературы
  1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Элементарная_частица
  2. https://studfiles.net/preview/5850723/page:2/
  3. http://fb.ru/article/46581/klassifikatsiya-elementarnyih-chastits
  4. http://www.libsid.ru/estestvoznanie/fizika-i-chimiya-mikromira/charakteristiki-elementarnich-chastits-i-ich-klassifikatsiya
  5. http://biofile.ru/bio/21215.html
  

• 17 слайд

  Спасибо за внимание!
  

Краткое описание документа:

Рабочая программа учебной дисциплины является частью основной профессиональной образовательной программы по специальности 21.02.01 «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений».

1.2 Место учебной дисциплины в структуре основной профессиональной образовательной программы: учебная дисциплина Физика относится к общеобразовательному циклу основной профессиональной образовательной программы.

1.3 Цели и задачи дисциплины – требования к результатам освоения дисциплины:

Освоение содержания учебной дисциплины «Физика» обеспечивает достижение студентами следующих результатов:

личностных:

1)чувство гордости и уважения к истории и достижениям отечественной физической науки; физически грамотное поведение в профессиональной деятельности и быту при обращении с приборами и устройствами;

2) готовность к продолжению образования и повышения квалификации в избранной профессиональной деятельности и объективное осознание роли физических компетенций в этом;

3)умение использовать достижения современной физической науки и физических технологий для повышения собственного интеллектуального развития

в выбранной профессиональной деятельности;

4)умение самостоятельно добывать новые для себя физические знания, используя для этого доступные источники информации;

5)умение выстраивать конструктивные взаимоотношения в команде по решению общих задач;

6) умение управлять своей познавательной деятельностью, проводить самооценку уровня собственного интеллектуального развития;

метапредметных:

1)использование различных видов познавательной деятельности для решения

физических задач, применение основных методов познания (наблюдения,

описания, измерения, эксперимента) для изучения различных сторон окружающей действительности;

2)использование основных интеллектуальных операций: постановки задачи,

формулирования гипотез, анализа и синтеза, сравнения, обобщения, систематизации, выявления причинно-следственных связей, поиска аналогов, формулирования выводов для изучения различных сторон физических объектов,

явлений и процессов, с которыми возникает необходимость сталкиваться в профессиональной сфере;

3)умение генерировать идеи и определять средства, необходимые для их реализации;

4) умение использовать различные источники для получения физической информации, оценивать ее достоверность;

5)умение анализировать и представлять информацию в различных видах;

6) умение публично представлять результаты собственного исследования, вести

дискуссии, доступно и гармонично сочетая содержание и формы представляемой информации;

предметных:

1) сформированность представлений о роли и месте физики в современной научной картине мира; понимание физической сущности наблюдаемых во Вселенной явлений, роли физики в формировании кругозора и функциональной

грамотности человека для решения практических задач;

2) владение основополагающими физическими понятиями, закономерностями,

законами и теориями; уверенное использование физической терминологии

и символики;

3) владение основными методами научного познания, используемыми в физике:

наблюдением, описанием, измерением, экспериментом;

4) умения обрабатывать результаты измерений, обнаруживать зависимость

между физическими величинами, объяснять полученные результаты и делать выводы;

5) сформированность умения решать физические задачи;

6) сформированность умения применять полученные знания для объяснения

условий протекания физических явлений в природе, профессиональной сфере

и для принятия практических решений в повседневной жизни;

7) сформированность собственной позиции по отношению к физической информации, получаемой из разных источников.

Изучение дисциплины «Физика» должно обеспечить:

1) сформированность системы знаний об общих физических закономерностях, законах, теориях, представлений о действии во Вселенной физических законов, открытых в земных условиях;

2) сформированность умения исследовать и анализировать разнообразные физические явления и свойства объектов, объяснять принципы работы и характеристики приборов и устройств, объяснять связь основных космических объектов с геофизическими явлениями;

3) владение умениями выдвигать гипотезы на основе знания основополагающих физических закономерностей и законов, проверять их экспериментальными средствами, формулируя цель исследования;

4) владение методами самостоятельного планирования и проведения физических экспериментов, описания и анализа полученной измерительной информации, определения достоверности полученного результата;

5) сформированность умений прогнозировать, анализировать и оценивать последствия бытовой и производственной деятельности человека, связанной с физическими процессами, с позиций экологической безопасности.