Элементарные частицы, фундаментальные частицы и частицы-переносчики фундаментальных взаимодействий

В 60-х  годах список лептонов значительно  расширился. Было установлено, что существует несколько типов нейтрино: электронное  нейтрино, мюонное нейтрино и тау-нейтрино. Таким образом, общее число разновидностей нейтрино равно трем, а общее число  лептонов - шести. Разумеется, у каждого  лептона есть своя античастица; таким  образом, общее число различных  лептонов равно двенадцати. Нейтральные  лептоны участвуют только в слабом взаимодействии; заряженные - в слабом и электромагнитном.

Если  лептонов существует чуть свыше десятка, то адронов сотни. Такое множество  адронов наводит на мысль, что  адроны не элементарные частицы, а построены  из более мелких частиц. Все адроны встречаются в двух разновидностях - электрически заряженные и нейтральные. Среди адронов наиболее известны и широко распространены нейтрон  и протон. Остальные адроны короткоживущие и быстро распадаются. Это класс  т.н. барионов (тяжелые частицы гипероны) и большое семейство мезонов (мезонные резонансы).Адроны участвуют в сильном, слабом и электромагнитном взаимодействиях.

Существование и свойства большинства известных  адронов были установлены в опытах на ускорителях. Открытие множества  разнообразных адронов в 50-60-x годах  крайне озадачило физиков. Но со временем адроны удалось классифицировать по массе, заряду и спину. Постепенно стала  выстраиваться более или менее  четкая картина. Появились конкретные идеи о том, как систематизировать  хаос эмпирических данных, раскрыит тайну  адронов в научной теории. Решающий шаг здесь был сделан в 1963 г., когда была предложена теория кварков.

Перечень  известных частиц не исчерпывается  перечисленными частицами - лептами  и адронами - образующих строительный материал вещества. В этот перечень не включен, например фотон. Есть еще  один тип частиц, которые не являются непосредственно строительным материалом материи, а обеспечивают четыре фундаментальных  взаимодействия, т.е. образуют своего рода "клей", не позволяющий миру распадаться  на части.

 

3. Частицы –  переносчики фундаментальных взаимодействий.

 

Переносчиком  электромагнитного взаимодействия выступает фотон. Теория электромагнитного  взаимодействия была представлена квантовой  электродинамикой.⁴

Переносчики сильного взаимодействия - глюоны. Глюоны - переносчики взаимодействия между  кварками, связывающие их попарно  или тройками.

Переносчики слабого взаимодействия три частицы - W ± и Z ° бозоны. Они были открыты  лишь в 1983 г. Радиус слабого взаимодействия чрезвычайно мал, поэтому его переносчиками должны быть частицы с большими массами покоя. В соответствии с принципом неопределенности время жизни частиц с такой большой массой покоя должно быть чрезвычайно коротким - всего лишь около 10 n сек (где n = - 2 6 ). Радиус переносимого этими взаимодействия очень мал потому, что столь короткоживущие частицы не успевают отойти особенно далеко.

Высказывается мнение, что возможно существование  и переносчика гравитационного  поля - гравитона (в тех теориях  гравитации, которые рассматривают  ее не (только) как следствие искривления  пространства-времени, а как поле). Спин гравитона равен 2. В принципе гравитоны можно зафиксировать  в эксперименте. Но поскольку гравитационное взаимодействие очень слабое и в  квантовых процессах практически  не проявляется, то непосредственно  зафиксировать гравитоны очень  сложно.

Классификация частиц на лептоны, адроны и переносчики  взаимодействий исчерпывает мир  известных нам субатомных частиц. Каждый вид частиц играет свою роль в формировании структуры материи  и Вселенной.

 

 

ТЕСТ 1

ЗАДАНИЕ 1

К ЕСТЕСТВЕННЫМ НАУКАМ ОТНОСЯТСЯ

1) биология

2) психология и социология

3) химия, физика

4) философия

5) история и экономика

 

ЗАДАНИЕ 2

ХАРАКТЕРНЫЕ ЧЕРТЫ АНАЛИТИЧЕСКОЙ СТАДИИ ПОЗНАНИЯ - ЭТО...

1) целостное восприятие мира

2) представление о мире как неизменном

3) дифференциация научного знания

4) преобладание теоретических методов  над эмпирическими

5) преимущественно эмпирические методы  познания

 

УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ ЗАДАНИЕ 3

ПРИНЦИП СООТВЕТСТВИЯ В НАУКЕ ОЗНАЧАЕТ

1) соответствие теоретических построений научным фактам

2) сохранение значения прежних научных теорий как частного случая новых теорий

3) отражение новой научной картины  мира в гуманитарной сфере

4) использование общенаучных методов  познания в каждой отрасли  естествознания

5) одновременное рассмотрение объекта  познания с диалектических и  с метафизических позиций

 

ЗАДАНИЕ 4

МЕХАНИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА СФОРМИРОВАЛАСЬ В

1) в I в.

2) в XV в.

3) в XVI в.

4) в XVIII в.

5) в ХIХ в.

 

ЗАДАНИЕ 5

ПРИКЛАДНЫМИ НАЗЫВАЮТСЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОБЛЕМ,

1) возникающих внутри самой науки

2) имеющих важное, мировоззренческое значение

3) второстепенных по своей значимости

4) которые ставит перед наукой  общество

5) в области технических наук

 

ДОПОЛНИТЕ УТВЕРЖДЕНИЕ ЗАДАНИЕ 6

В ГЕОЦЕНТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ МИРА ЦЕНТРОМ ВСЕЛЕННОЙ ЯВЛЯЕТСЯ...

 

УКАЖИТЕ ВСЕ ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ ЗАДАНИЕ 7

ОСНОВНЫМИ СОСТАВЛЯЮЩИМИ НАУЧНО-ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЯВЛЯЮТСЯ

1) субъект познания

2) объект познания

3) средства и методы познания

4) система финансирования научной  деятельности

5) система знаний

 

УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ ЗАДАНИЕ 8

НАБЛЮДЕНИЕ В СПЕЦИАЛЬНЫХ КОНТРОЛИРУЕМЫХ УСЛОВИЯХ - ЭТО

1) натурное моделирование

2) эксперимент

3) аналогия

4) контрольное моделирование

5) научное наблюдение

 

ЗАДАНИЕ 9                                                                                                                     

МЫСЛЕННОЕ ИЛИ РЕАЛЬНОЕ РАЗЛОЖЕНИЕ ОБЪЕКТА  НА СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЕГО ЧАСТИ - ЭТО

1) дедукция

2) индукция

3) классификация

4) анализ

5) аналогия

 

Задание 10

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЪЕКТОВ ПО КЛАССАМ (ОТДЕЛАМ, РАЗРЯДАМ) В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИХ ОБЩИХ ПРИЗНАКОВ - ЭТО

1) таксономия

2) анализ

3) генерирование признаков

4) классификация

 

 

 

 

Ответы: 1)3;   2)3;      3)1;   4)3;   5)2;   6)земля;  7)3;   8)2;    9)3;   10) 4;

       

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТЕСТ 2

 

ЗАДАНИЕ 1. ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ПЛАНЕТ ОТКРЫЛ

1) Ньютон

2) Декарт

3) Коперник

4) Галилей

5) Кеплер

 

ЗАДАНИЕ 2. В  ВЫРАЖЕНИИ    МАССА ЯВЛЯЕТСЯ МЕРОЙ

1)    количества вещества

2)    количества энергии

3)    инертности

4)    взаимодействия

5)    гравитации

 

ЗАДАНИЕ 3. МЕХАНИЦИЗМ - ЭТО

1)    совокупность состояний и процессов,  из которых складывается какое-либо явление

2)    внутреннее устройство чего-либо

3)    внедрение машин и механизмов  в различные области человеческой деятельности

4)    сведение всех сложных закономерностей развития к законам механики

5)    способ познания мира, не направляемый сознанием

 

ЗАДАНИЕ 4. УСТАНОВИТЕ ПРАВИЛЬНУЮ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ:

1.    НАТУРФИЛОСОФИЯ  

2.    ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

3.    КВАНТОВО-ПОЛЕВАЯ КАРТИНА МИРА

4.    МЕХАНИЧЕСКАЯ КАРТИНА МИРА

5.    ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ КАРТИНА МИРА 

Ответы:

1)     13542

2)     14253

3)    4125 3

4)   24513

5)     13452

 

УКАЖИТЕ ВСЕ ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ ЗАДАНИЕ 5

В КЛАССИЧЕСКОЙ МЕХАНИКЕ ПРОСТРАНСТВО ПРЕДСТАВЛЯЕТСЯ

1)    абсолютным и бесконечным

2)    зависящим от времени и материи

3)    однородным и изотропным

4)    трехмерным

5)    четырехмерным

 

ЗАДАНИЕ 6 К ФУНДАМЕНТАЛЬНЫМ ПОНЯТИЯМ ФИЗИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ОТНОСЯТСЯ

1)    материя и сознание

2)    материя

3)    пространство и время

4)    ускорение

5)    движение и взаимодействие

 

ЗАДАНИЕ 7. ВАЖНЕЙШИМИ ПРИНЦИПАМИ МЕХАНИЧЕСКОЙ КАРТИНЫ МИРА ЯВЛЯЮТСЯ ПРИНЦИПЫ:

1)  соответствия

2)  дальнодействия

3)  близкодействия

4)  относительности

5)    причинности                                                                               

 

 

ЗАДАНИЕ 8. КОНЦЕПЦИЯ  ОБУСЛОВЛЕННОСТИ ОДНОГО ЯВЛЕНИЯ ДРУГИМ, ИХ ОДНОЗНАЧНОЙ ЗАКОНОМЕРНОЙ СВЯЗИ - ЭТО                                                              

1)   индетерминизм

2)   принцип cooтветствия

3)   детерминизм

4)    принцип Галилея

5)    диморфизм

 

ЗАДАНИЕ 9. ЗАКОН ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ОПИСЫВАЕТ ………… ПРОЦЕСС

1)           обратимый

2)            необратимый

3)           инвариантный

4)           механический

5)           адиабатический

 

ЗАДАНИЕ 10.

В ЦИКЛЕ КАРНО ПРОЦЕСС 1-2 ЯВЛЯЕТСЯ

 

 

1)	изотермическим
2)	изобарическим
3)	адиабатическим
4)	изохорическим
5)	диссипативным

 

 

P      1

  

        V₁V₄                          V₂   V₃

 

 

 

Ответы:1)3;  2)1;  3)5;  4)4;  5)4;  6)5;  7)1;  8)2;  9)1;  10)1;

ТЕСТ 3

В СЛЕДУЮЩИХ ЗАДАНИЯХ УКАЖИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ                                

ЗАДАНИЕ 1. СОЗДАТЕЛЕМ ЭЛЕКТРОДИНАМИКИ ЯВЛЯЕТСЯ

1) Фарадей

2) Кулон

3) Ампер

4) Максвелл

5) Эрстед

 

ЗАДАНИЕ 2.МАКСВЕЛЛ ВВЁЛ В ФИЗИКУ ПОНЯТИЕ

1) дальнодействия

2) электромагнитного поля

3) электростатического поля

4) силовых линий

5) электронного газа

 

ЗАДАНИЕ 3. СОГЛАСНО СТО МАССА ТЕЛА С УВЕЛИЧЕНИЕМ  СКОРОСТИ ОТНОСИТЕЛЬНО НЕПОДВИЖНОЙ  СИСТЕМЫ ОТСЧЁТА

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

4) увеличивается до критической,  затем остаётся постоянной

5) увеличивается или уменьшается  в зависимости от массы покоя

 

ЗАДАНИЕ 4. ТОЧКА, ИЗОБРАЖАЮЩАЯ СОБЫТИЕ В  ЧЕТЫРЁХМЕРНОМ ПРОСТРАНСТВЕ, НАЗЫВАЕТСЯ

1) континуумом

2) мировой точкой

3) мировой константой

4) точкой отсчёта

5) инвариантом

  

ЗАДАНИЕ 5. В ОСНОВУ КВАНТОВОЙ МЕХАНИКИ ЛЕГЛА ГИПОТЗА О ТОМ, ЧТО

1)      все физические величины являются  дискретными

2)      основой материи является фундаментальная частица - квант

3)      любой объект имеет корпускулярно-волповую  природу

4)      электромагнитное излучение испускается  отдельными порциями    квантами

5)      энергия кванта есть величина постоянная

 

ЗАДАНИЕ 6. СЛУЧАЙНОЕ ОТКЛОНЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ ВЕЛИЧИНЫ ОТ ЕЁ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ – ЭТО ……

 

ЗАДЛИЕ 7. АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА - ЭТО РАССТОЯНИЕ, РАВНОЕ

1) диаметру Галактики

2) пути, который луч света проходит  за минуту

3) пути, который луч света проходите за год

4) расстоянию от Земли до Луны

5) расстоянию от Земли до Солнца

 

 

 

ЗАДЛИЕ 8. УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ

    Стрела времени                                                          Определяющий процесс

1. Психологическая                                 А. Расширение Вселенной

2. Космологическая                                 Б. Осознание человеком своего  места во Вселенной

3. Термодинамическая                            В. Субъективное восприятие времени,  жизненный опыт

                                                                   Г. Рост энтропии

                                                                   Д. Образование звёзд и планет

                                                                   Е. Уменьшение энтропии

 

 

 

ЗАДАНИЕ 9.

ИЗ  ПРЕОБРАЗОВАНИЙ ГАЛИЛЕЯ СЛЕДУЕТ, ЧТО ПРИ ПЕРЕХОДЕ ОТ ОДНОЙ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ К ДРУГОЙ НЕИЗМЕННЫМИ ОСТАЮТСЯ

1)   время

2)   масса

3)   ускорение

4)  сила

5)  скорость

 

ЗАДАНИЕ 10. УСТАНОВИТЕ ПОРЯДОК ПО ВОЗРАСТАНИЮ СТРУКТУРНОГО УРОВНЯ ВСЕЛЕННОЙ:

 

1 – планетные системы; 2 – скопления  галактик; 3 – звёзды; 4 – местные  звёздные скопления; 5- сверхскопления  галактик; 6 – галактика; 7 – метагалактика.

1)     1345627    2)1346257   3)3164527 4)7654321   5)3142657

 

 

 

Ответ:1)4;   2)2;  3)1;   4)4;  5)5;  6) Флуктуация;   7)5;   8)1Б;  9)1; 10) 5;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

 

1. Ахиезер А.И., Рекало М.П. Биография элементарных частиц. -К.: Наукова Думка, 1983.

2. Готтфрид К., Вайскопф В. Концепции физики элементарных частиц. М.: Мир, 1988.

3. Девис П. Суперсила: Поиски единой теории природы. М.: Мир, 1989.

4. Дорфман Я.Г. Всемирная история физики с начала 19 века до середины 20 века. -М.,: 1979.

5. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. -К.: Изд. Эделвейс, 1994.

6. Савельев И.В. Курс физики. -М.: Наука, 1989.

 

 

¹ Дубнищева С.Я. Концепция современного естествознания. – М., 2006. С.30.

² Хорошавина С.Г. Концепция современного естествознания. – М., 2005. С.54.

³ Жилко В.В., Лавриненко А.В., Маркович Л.Г.Физика Уч.пособие для 11 класса. – Минск, 2004. С.76.

⁴ Ахиезер А.И., Рекало М.П. Биография элементарных частиц. -К.: Наукова Думка, 1983. С.24.