Физика элементарных частиц

Задания

5.28.Из приведенных ниже характеристик элементарных частиц отобрать 1) одинаковые как по величине, так и по знаку характеристики частиц и их античастиц; 2)одинаковые по величине, но противоположные по знаку характеристики частиц и их античастиц. А. [масса]. В. [электрический, барионный и лептонный заряды]. С. [спин]. D. [магнитный момент]. G. [время жизни]. E. [странность, спиральность].

5.29.Электрон и позитрон, имеющие одинаковые кинетические энергии, равные 240 кэВ, при соударении превратились в два одинаковых фотона. Определить энергию фотона и соответствующую ему длину волны. [750 кэВ; 1,65 пм].

5.30.Среди фундаментальных элементарных частиц, указанных в правой колонке таблицы, выбрать частицы, относящиеся к соответствующим классам частиц из приведенных в левой колонке.

1. Лептоны 2. Кварки 3. Кванты фундаментальных полей взаимодействия

А. Электрон. Б. Мюон. В. Фотон. Г. Тау-лептон. Д. Шесть типов кварков по аромату, в каждом из которых различают три цвета. Е. Электронное нейтрино. Ж. Мюонное нейтрино. З. Промежуточные векторные бозоны. И. Гравитон. К. Глюоны. Л. Тау – нейтрино.

5.31.Из фундаментальных элементарных частиц, указанных в задании 5.30, выбрать частицы, являющиеся: 1) фермионами;
2) бозонами.

5.32.Фундаментальным физическим взаимодействиям: 1) электромагнитному, 2) гравитационному, 3) слабому, 4) сильному – подберите соответствующие кванты фундаментальных полей взаимодействия, приведенные ниже. А. [Гравитон]. B. [Глюон]. C. [W ^± – частицы и Z – частицы]. D. [Фотон]].

5.33.На какие подгруппы частиц из приведенных ниже подразделяется многочисленная группа адронов, т. е. частиц, состоящих из кварков и участвующих в сильном взаимодействии? А.[Барионы]. B. [Мезоны]. C. [Гипероны (странные барионы)]. D. [Резонансы]. E. [Лептоны].

5.34.В приведенной ниже сводке законов сохранения в физике элементарных частиц выберите законы сохранения, справедливые: 1) для всех видов фундаментальных взаимодействий; 2) для электромагнитного; 3) для слабого; 4) для сильного взаимодействий.

Законы сохранения: А. Сохранение полной энергии. Б. Сохранение полного импульса. В. Сохранение полного момента импульса.
Г. Сохранение электрического заряда. Д. Сохранение барионов.
Е. Сохранение лептонов. Ж. Зарядовая независимость (или сохранение изотопического спина). З. Сохранение странности. И. Симметрия античастиц. К. Сохранение четности. Л. СР – инвариантность. М. СРТ – инвариантность. Н. Инвариантность относительно обращения времени. О. Сохранение очарования.

5.35.Радиус действия нуклон – нуклонных сил составляет примерно 1,5∙10^{-15 м. Какую массу должна иметь виртуальная частица, чтобы обеспечить такой радиус действия? Какие частицы являются ее реальным отображением? (при решении задачи используйте принцип неопределенности Гейзенберга в виде} Физика элементарных частиц - student2.ru , виртуальную частицу считайте ультрарелятивистской). [m 0,23∙10^{-27 кг ≥ 250 m} _e; – мезоны (пионы)].

5.36.Нейтральный Физика элементарных частиц - student2.ru – мезон ( ^о), распадаясь, превращается в два одинаковых - фотона. Принимая массу пиона равной
264 m_e, определить энергию каждого из возникших фотонов. Кинетической энергией и импульсом мезона пренебречь. [67,6 МэВ].

5.37.Выбрав из четырех типов нейтрино ( Физика элементарных частиц - student2.ru , , , ) правильное, написать недостающие обозначения (x) в каждой из приведенных реакций и в случае бета – распада свободного нейтрона:

1) х + Физика элементарных частиц - student2.ru n ® p + е ; 2) х + n ® p + μ;

3) х + Физика элементарных частиц - student2.ru р ® n + е ; 4) n ® p + е + x.

[ Физика элементарных частиц - student2.ru ; ; ; ].

5.38.Определить, какие из приведенных ниже процессов разрешены законом сохранения лептонного числа:

1) p → n + е Физика элементарных частиц - student2.ru + ; 2) k® + μ;

3) Физика элементарных частиц - student2.ru ® μ+ e+ e; 4) μ® + e + .

5.39.Установить, запрещены или нет перечисленные ниже реакции. Если есть запрет, то указать, с нарушением какого закона сохранения он связан.

1) Физика элементарных частиц - student2.ru ® p + ; 2) p + ® μ+ e;

3) n ® p + е+ Физика элементарных частиц - student2.ru ; 4) p ® n + е + .

[Нарушаются законы сохранения: 1) электрического заряда; 2) мюонного и электронного лептонных чисел; 3) электронного лептонного числа; 4) энергии.]

Литература

1. Волькенштейн В.С. Сборник задач по общему курсу физики. Изд. доп. и перераб. / В.С. Волькенштейн. – СПб.: Издательство «Специальная литература»; Издательство «Лань», 1999. – 328 с.

2. Трофимова Т.И. Сборник задач по курсу физики для втузов / Т.И. Трофимова. – 3-е изд.- М.: ООО Издательский дом «ОНИКС 21 век»; ООО «Издательство «Мир и Образование»», 2003. – 384 с.

Содержание

Общие методические указания……………………………………………………..
1. ИНТЕРФЕРЕНЦИЯ СВЕТА……………………………………………………………
	Основные формулы и законы………………………………………...
	Задания………………………………………………………………………….
2. ДИФРАКЦИЯ И ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА……………………………………….
	Основные формулы и законы………………………………………...
	Задания………………………………………………………………………….
3. КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ИЗЛУЧЕНИЯ……….………………………………….
	Основные формулы и законы………………………………………...
	Задания………………………………………………………………………….
4. ЭЛЕМЕНТЫ КВАНТОВОЙ ФИЗИКИ АТОМОВ, МОЛЕКУЛ И ТВЕРДЫХ ТЕЛ………………………………………………………..
4.1.	Теория атома водорода по Бору..…………………………………...
	Основные формулы и законы………………………………………...
	Задания………………………………………………………………………….
4.2.	Элементы квантовой механики……………………………………....
	Основные формулы и законы………………………………………...
	Задания………………………………………………………………………….
4.3.	Квантовые свойства атомов, молекул и твердых тел……...
	Основные формулы и законы………………………………………...
	Задания………………………………………………………………………….
5. ЭЛЕМЕНТЫ ФИЗИКИ ЯДРА И ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ………………
5.1.	Физика атомного ядра…………………………………………………….
	Основные формулы и законы………………………………………...
	Задания………………………………………………………………………….
5.2.	Физика элементарных частиц…………………………………………
	Задания………………………………………………………………………….
Литература………………………..………………………………………………………..