Методы изучения масс микрочастиц
Категория реферата: Рефераты по физике
Теги реферата: курсовая работа по управлению, шпоры по физике
Добавил(а) на сайт: Jakuhin.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4
В 1913 р. Нільс Бор (1885-1962 рр.) розробив нову модель атома. При цьому, в відповідності з думками Планка, він постулював, що момент обертання електронів навколо ядра не довільний, а обов'язково рівний цілому кратному деякої величини h, тобто 1h, 2h або взагалі nh. Постійна Планка h=(6,628169(0,000028)(1034 Дж(с є мінімальною порцією дії. З цього положення звичайно слідує, що електрони можуть обертатися навколо ядра не по довільних, а лише по визначених - стаціонарних орбітах.
Модель Бора була дуже плодовита, з її допомогою вдалося пояснити деякі важливі закономірності мікросвіту, частково визначити довжини хвиль, що випромінюються атомами.
Успіх моделі атому Бора був великим, але не повним. Число електронних ліній, що спостерігались на досліді, в окремих випадках було більшим того, яке випливає з цієї моделі. Там, де згідно з теорією Бора повинна бути одна лінія, іноді їх було дві або три. Особливо великі і непереборні труднощі виникли при спробах пояснити з допомогою моделі атома Бора вплив на світло магнітного поля.
Можна було очікувати, що розщеплення спектральних ліній в магнітному полі відсутнє в відповідності з числом можливих орієнтацій орбітального магнітного моменту. Дійсно, такий ефект спостерігається і носить назву нормального ефекту Зеємана. Однак в деяких випадках поряд з цим спостерігається розщеплення на більше число ліній, яке називають аномальним ефектом Зеємана.
Аномальний ефект Зеємана одержав пояснення з допомогою уявлень про
магнітний момент і спін електрона. Справді, так як в магнітному полі
електрони переорієнтовуються, то на це потрібна деяка додаткова енергія.
Таким чином, утворюються додаткові рівні енергії і при випромінюванні
квантів світла в магнітному полі одержується більше число спектральних
ліній, ніж без нього.
В 1930 році Боте і Беккер знайшли, що при опроміненні (-частками легкого металу берилію виникає сильно проникливе випромінювання. Поставивши на шляху такого випромінювання товсту металеву пластинку, вчені легко встановили, що це не електрони і не протони, так як ці частки поглинаються в тонкому шарі металу. Залишалося допустити, що це (-випромінювання, так як інших іонізуючих випромінювань тоді ще не було відомо. Невідоме випромінювання, проходячи через свинцеву пластинку товщиною 5 см, послаблювалось вдвоє. Звідси випливало, що якщо це (-випромінювання, то воно повинно мати енергію 5 МеВ.
Трудність була вирішена Чедвіком, який зрозумів, що невідоме випромінювання представляє собою потік часток, які мають масу приблизно таку ж, як і протони і не мають електричного заряду. Вони були названі нейтронами.
За даними, які одержали до 1972 року маса спокою нейтрона mn=(1,6749575(0,0000087)(10-27 кг або 1,00866520(0,00000010 а. о. м. Спін нейтрона, так як і протона, був рівним
[pic],
тобто, напівцілим.
Ідея про протон-нейтронний склад атомних ядер була правильною і плодотворною. В наступні роки протон-нейтронна модель ядра одержала подальший розвиток.
Дальше дослідження нейтронів показало, що ці частки нестійкі. Через деякий час нейтрон самовільно перетворюється в протон, електрон і антинейтрино. Маса спокою нейтрона більша маси спокою протона і електрона, разом взятих, тому ця ядерна реакція йде з виділенням енергії, яку і виносять породжені частки.
Дослідження нейтрино і антинейтрино показали, що ці частки мають спін і не мають електричного заряду. Їх маса спокою рівна нулю. Вони дуже слабо взаємодіють з речовиною і тому володіють надзвичайно великою проникною здатністю. Беручи участь в багатьох ядерних перетвореннях, нейтрино і антинейтрино забирають помітну частину енергії.
8. Визначення маси мезонів, гіперонів і, можливо, кварків
В 1936 році Андерсон і Неддермайєр при вивченні космічних променів з
допомогою камери Вільсона відкрили частку, яка була важча за електрон, але
легше від протона. Для вияснення її властивостей в першу чергу потрібно
було виміряти масу і заряд. Визначення маси чистки по її сліду в камері
Вільсона робиться так: камера розміщується в сильне магнітне поле. При
цьому траєкторія частки викривлюється, а величина цього викривлення
виявляється пропорційною силі магнітного поля і обернено пропорційною
кількості руху та самої частки.
Таким чином, Андерсон і Неддермайєр встановили, що нова частка
відрізняється від електрона і протона і має масу, рівну близько 200
електронних мас me, і одиничний електричний заряд. Ця частка одержала назву
(-мезон.
В 1947 р. Латтес, Мюгерхед, Оккіамн і Пауел при роботі з
фотографічними емульсіями виявили на них сліди нової частки. На одній з
таких фотографій було видно, що ця частка, проходячи деякий шлях в
емульсії, розпадається, породжуючи другу частку, а та також, проходячи
деяку відстань в емульсії, в свою чергу розпадається і породжує ще одну
частку.
Вивчення густини слідів показало, що слід зліва більш густіший, а слід
справа ще менш густий. Виявилось, що середня поздовжня дільниця відповідає
частці, маса якої набагато більша 200 me і ідентифікується з (-мезоном.
Тонкий слід справа відповідає електрону, а більш товстий справа відповідає
частинці з масою, близькою до 270me. Ця частка була названа (-мезоном.
При подальших дослідженнях були знайдені (-мезони трьох типів: (+, (-
і (0-мезони, тобто позитивні, негативні і нейтральні. За фотографіями
слідів з великою точністю була визначена їх маса, яка у (+і (--мезоні вбула
рівною 273me, а у (0-мезона рівна 264me. Середній час життя (+і (--мезонів
рівний 2,55(10-8 с, а у (0-мезона рівний 1,80(10-16 с.
Такий метод використовується при визначенні маси дуже короткоживучих
часток, так як їх слід в камері є дуже коротким. На протязі подальших років
були відкриті частки з масою, рівною 966me, 974me(к-мезони) і ціла група
часток з масою від 2183me до 2580me, що отримали назву гіперонів. Середній
час їх життя 10-8-10-10 с.
ВИСНОВКИ
Ми бачимо, що вивчаючи мікросвіт вчені одержали відповіді лише на частину своїх питань. Однак ці відповіді надзвичайно поглибили знання і корінним чином перетворили техніку. Так, наприклад, розуміння деяких ядерних реакцій дозволило збудувати ядерну енергетику і пояснити звідки беруться величезні енергетичні ресурси зірок. Ще багато задач не розв’язано. Але нерозв’язані задачі якщо тільки правильно поставлені питання є передвісником майбутніх відкриттів.
ЛІТЕРАТУРА
1. Завельский Ф.С. Масса и ее измерения. - М. - 1972. - 127 с.
2. Гамсей В., Оствальд В. Из истории химии.- Пер. с англ. - М.: Госиздат. -
1983. - 94 с.
3. Астон Ф.В. Масс-спектры и изотопы.- Пер. с англ. - М.: Изд-во иностр. лит. 1948. - 231 с.
4. Форд К. Мир элементарных частиц.- Пер. с англ. - М.: Мир. - 1965. - 167 с.
5. Власов Н.А. Антивещество. - М.: Атомиздат. - 1966. - 154 с.
6. Джуа М. История химии.- Пер. с англ. - М.: Мир. - 1961. - 226 с.
Скачали данный реферат: Ядыкин, Janvarev, Яхаев, Danila, Нусинов, Таттар, Островерхов.
Последние просмотренные рефераты на тему: шпаргалка рф, антикризисное управление предприятием, рефераты скачать бесплатно, мировая торговля.
Предыдущая страница реферата | 1 2 3 4