Bài giảng Vật lý 12 bài 40: Các hạt sơ cấp

Tuyển tập những bài giảng đặc sắc nhất môn Vật lý lớp 12 là tư liệu bổ ích phục vụ cho quá trình học tập và giảng dạy của các bạn. Tuyển chọn bài giảng về các hạt sơ cấp môn vật lý 12 là bộ sưu tập bao gồm những bài giảng hay, nội dung đầy đủ, thiết kế slide sinh động đẹp mắt, mang lại cho học sinh những cách học thú vị, tiếp thu bài nhanh nhất. Các thầy cô giáo tham khảo để có những tiết học hiệu quả hơn, Chúc các bạn thành công!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý 12 bài 40: Các hạt sơ cấpI. ĐỊNH NGHĨA: Hạt sơ cấp là gì ? Hạt sơ cấp (còn được gọi là hạt cơ bản) là những thực thể vi mô tồn tại như một hạt nguyên vẹn, đơn nhất và không thể tách thành các thành phần nhỏ hơn. VD: hạt phôtôn, êlectron, pôzitron, nơtrinô ….II. PHÂN LOẠI:Phân loại theo khối lượng Hạt sơ cấp Phôtôn Leptôn Mêzôn Barion Khối lượng tăng dầnII. PHÂN LOẠI: 1. Phôtôn:- Phôtôn còn được gọi là quang tử.- Không có khối lượng riêng nhưng có động lượng.- Chuyển động với vận tốc ánh sáng trong chânkhông.- Trong mọi hệ qui chiếu năng lượng của một hạtphôtôn là: hc  II. PHÂN LOẠI: 2. Leptôn:- Leptôn có nghiã là “nhỏ” và “mỏng”.- Leptôn là hạt tuyệt đối bền vững.- Leptôn là hạt chất điểm.II. PHÂN LOẠI: 2. Leptôn: a. Êlectron e – và pôzitron e+- Êlectron được Thomson phát hiện năm 1897 .- Năm 1928, Đirăc đã kết hợp thuyết tương đối hẹpvà thuyết lượng tử để xây dựng phương trìnhSchrodinger và suy ra phản hạt pôzitron.- Năm 1932, Anderson đã tìm thấyphản hạt nói trên .- Sự huỷ cặp e+ và e- đồng thời tạothành 2 phôtôn.II. PHÂN LOẠI: 2. Leptôn: b. Hạt nơtrinô- Năm 1937, Paul đã đoán: Trong sự phân rã β, đồngthời êlectron còn có một hạt không mang điện đượcphóng ra là nơtrinô.- Nơtrinô êlectron: n → p + e- + νe.- Nơtrinô muy : ν- → e- + νe + νμ π+ → μ- + νμ- Nơtrinô Tau: τ- → e- + νe + ντ.II. PHÂN LOẠI: 2. Leptôn: c. Hạt muy và hạt tau- Hạt μ được Anderson và Ned Dermrger tìm thấynăm 1973 .- Hạt Τau (τ) được phát hiện năm 1975 .II. PHÂN LOẠI: 3. Mêzôn:Gồm những hạt có khối lượng nghỉ trung bìnhII. PHÂN LOẠI: 3. Mêzôn: a. Hạt pi- Sự tồn tại của π được Yukawa tiên đoán từ năm1935 mãi đến năm 1947 Oechialini và Powell mớitìm thấy .- Có hai loại hạt là π+ và πo.- π là các lượng tử của trường lực hạtnhân.II. PHÂN LOẠI: 3. Mêzôn: b. Kaôn - Gồm Κ+, Κ-, Κo. - Kaôn đầu tiên được tìm thấy trong tia vũ trụ là Κo do Butter và Rochester. - Κ là hạt lạ, mỗi Κ còn được đặc trưng bởi số lạ.II. PHÂN LOẠI: 4. Barion:- Còn gọi là Barion Fecmion : là các hạt có spin bánnguyên. - Barion được chia làm hai loại: + Nuclôn: proton và neutron. + Hipêron: là các hạt Λ, Ω,... II. PHÂN LOẠI: 4. Barion: Nuclôn *Prôtôn (p) - Ernest Rutherford là người khám phá ra prôtôn.- Prôtôn là 1 loại hạt tổhợp, điện tích là +.- Số prôtôn trongnguyên tử của mộtnguyên tố bằng điệntích hạt nhân nguyên tốđó. Cấu trúc Quark của Proton II. PHÂN LOẠI: 4. Barion: Nuclôn *Prôt6n (p) *Nơtron - Nơtron được - Nơtron đóng Chadwick tìm vai trò ra- trong Quá trình nhiềuphân phản rã β nămnơtron:của 1932, phản ứng hạtđược nơtron nhân. tìm ra bởi ~n  p  e  e Bruce  Cork năm 1956. Cấu trúc Quark của NơtronII. PHÂN LOẠI:Tập hợp các Mêzôn và các Barion có tên chung HađrônCủng cố kiến thức Các loại hạt sơ cấp (phân theo khối lượng) là: Phôtôn, leptôn, mêzôn và hađrôn. Phôtôn, leptôn, mêzôn và barion. Phôtôn, leptôn, barion và hađrôn. Phôtôn, leptôn, nuclôn và hipêron.III. CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA HẠT SƠ CẤP: 1. Khối lượng nghỉ:- Các hạt sơ cấp đều có khối lượng nghỉ khác 0, trừphôtôn, nơtrinô, gravitôn, gluôn,… - Đại lượng đặc trưng là năng lượng nghỉ Eovới Eo= moc2. VD: Êlectron có mo = 9,1.10-31 kg, Eo = 0,511 MeV Prôtôn có mo = 1,67.10-27 kg, Eo = 938,3 MeVIII. CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA HẠT SƠ CẤP: 2. Điện tích: - Một số hạt sơ cấp có điện tích Q =  e . - Hạt trung hoà có điện tích Q = 0 . 1 2 - Hạt quark có Q = ± e hoặc Q = ± e. 3 3III. CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA HẠT SƠ CẤP: 3. Spin:- Mỗi hạt sơ cấp có momen động lượng riêng vàmomen từ riêng được đặc trưng bởi số lượng tử spin,kí hiệu s . h- Momen động lượng riêng của hạt = s. .- Dựa vào spin, người ta chia hạt sơ cấp 2thành hai loại: + Bozôn: là những hạt có s = 1(nhưphôtôn) hoặc có s = 0 (như pion) 1 + Fecmion: là những hạt có s = (như 2nơtrinô, êlectron, prôtôn, nơtron,…)- Ngoài ra còn có spin đồng vị.III. CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA HẠT SƠ CẤP: 4. Thời gian sống trung bình: Năng lượng Điện tích Thời gian sống Tên hạt Spin s Eo (MeV) Q (giây) Phôtôn 0 0 1 ∞ Êlectron 0,511 -e 1/2 ∞ Pôzitron 0,511 +e 1/2 ∞ Nơtrinô 0 0 1/2 ∞ Piôn 139,6 +e 0 2,6.10-8 Kaôn 497,7 0 0 8,8.10-11 Prôtôn 938,3 +e 1/2 ∞ Nơtron 939,6 0 1/2 932 Xicma 1189 +e 1/2 8.10-11 Omêga 1672 -e 3/2 1,3.10-10 ...