Vật lí 12 Bài 40: Các hạt sơ cấp được THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn hy vọng sẽ là là tài liệu hữu ích giúp các em nắm vững kiến thức bài học và đạt kết quả tốt trong các bài thi, bài kiểm tra trên lớp.
Tóm tắt lý thuyết Vật lí 12 Bài 40
Khái niệm các hạt sơ cấp
a. Hạt sơ cấp là gì?
Hạt sơ cấp (hạt vi mô…) là những hạt có kích thước vào cỡ kích thước hạt nhân trở xuống.
Ví dụ: phôtôn, êlectron, pôzitron, prôtôn, nơtron, nơtrinô…
b. Sự xuất hiện các hạt sơ cấp mới
Để có thể tạo nên các hạt sơ cấp mới, người ta làm tăng vận tốc của một số hạt và cho chúng bắn vào các hạt khác nhau. Khi đó công cụ chủ yếu để nghiên cứu các hạt sơ cấp là các máy gia tốc.
c. Phân loại
Dựa vào độ lớn của khối lượng và đặc tính tương tác, các hạt sơ cấp được phần thành các loại:
– Phôtôn
– Các leptôn (các hạt nhẹ) có khối lượng từ 0 đến 200 me
Ví dụ: nơtrinô, êlectron, pôzitron, mêzôn μμ
– Các hađrôn có khối lượng trên 200 me và được phân thành 3 nhóm con
+ Mêzôn π,Kπ,K
+ Nuclôn p,n;
+ Hipêron có khối lượng lớn hơn khối lượng nuclôn.
Tính chất của các hạt sơ cấp
a. Thời gian sống (trung bình)
Một số ít hạt sơ cấp là bền (thời gian sống ~∞~∞) còn đa số là không bền: chúng tự phân rã và biến thành hạt sơ cấp khác.
b. Phản hạt
– Mỗi hạt sơ cấp có một phản hạt tương ứng.
– Phản hạt của một hạt sơ cấp có cùng khối lượng nhưng điện tích trái dấu và có cùng giá trị tuyệt đối.
– Trường hợp hạt sơ cấp không mang điện như nơtron thì thực nghiệm chứng tỏ nơtron vẫn có momen từ khác không; khi đó phản hạt của nơtron có momen từ ngược hướng và cùng độ lớn.
Ví dụ: các hạt và phản hạt
Hạt p n e−e− e+e+ μ−μ- π+π+ ποπο γγ Phản hạt ˜pp~ ˜nn~ e+e+ e−e- μ+μ+ π−π- ποπο γγ
Tương tác của các hạt sơ cấp
Có 4 loại tương tác cơ bản sau đây:
a. Tương tác điện từ
+ Là tương tác giữa các phôtôn và các hạt mang điện và giữa các hạt mang điện với nhau.
Ví dụ: lực Cu – lông, lực điện từ, lực Lo – ren…
b. Tương tác mạnh
Tương tác mạnh là tương tác giữa các hađrôn; không kể các quá trình phân rã của chúng.
Ví dụ: lực hạt nhân.
c. Tương tác yếu. Các leptôn
Tương tác yếu là tương tác giữa các leptôn.
Ví dụ: các quá trình phân rã β+;β−β+;β−
p→n+e++vep→n+e++ve
p→n+e−+˜vep→n+e−+v~e
d. Tương tác hấp dẫn
Tương tác hấp dẫn là tương tác giữa các hạt (các vật) có khối lượng khác không.
Ví dụ: trọng lực, lực hút giữa Trái Đất và Mặt Trăng, giữa Mặt Trời và các hành tinh…
Giải bài tập SGK Vật lí 12 Bài 40
Bài 1 (trang 208 SGK Vật Lý 12)
So sánh năng lượng liên kết của electron trong nguyên tử hidro và năng lượng liên kết của một proton trong hạt nhân
Lời giải:
Năng lượng liên kết của proton trong hạt nhân lớn hơn rất nhiều năng lượng liên kết của electron trong nguyên tử hidro. Vì tương tác giữa êlectron và hạt nhân trong nguyên tử Hiđrô là tương tác điện từ, còn tương tác trong hạt nhân là tương tác mạnh.
Bài 2 (trang 208 SGK Vật Lý 12)
Lepton là gì? Đặc tính chung của các lepton. Các lepton tham gia những quá trình tương tác nào?
Lời giải:
Leptôn là một loại hạt sơ cấp, đó là các hạt nhẹ, có khối lượng từ 0 đến 200 me như các hạt nơtrinô, êlectron, pôzitron, mêzôn μ.
Các leptôn tham gia những tương tác yếu, chẳng hạn như quá trình phân rã β+, β-:
n → p + e + ν→ ( ν→ là phản hạt notrino); p → n + ν + β+ (ν là hạt notrino).
Bài 3 (trang 208 SGK Vật Lý 12)
Phân loại các tương tác sau:
a) lực ma sát
b) lực liên kết hóa học
c) trọng lực
d) lực Lo – ren
e) lực hạt nhân
f) lực liên kết trong phân rã β
Lời giải:
a) Lực ma sát: tương tác điện từ
b) Lực liên kết hóa học: tương tác điện từ
c) Trọng lực: tương tác hấp dẫn
d) Lực Lo-ren: tương tác điện từ
e) Lực hạt nhân: tương tác mạnh
f) Lực liên kết trong phân rã β: tương tác yếu
******************
Trên đây là nội dung bài học Vật lí 12 Bài 40: Các hạt sơ cấp do THPT Ngô Thì Nhậm biên soạn bao gồm phần lý thuyết, giải bài tập và các câu hỏi trắc nghiệm có đáp án đầy đủ. Hy vọng các em sẽ nắm vững kiến thức về Các hạt sơ cấp. Chúc các em học tập thật tốt và luôn đạt điểm cao trong các bài thi bài kiểm tra trên lớp.
Biên soạn bởi: Trường THPT Ngô Thì Nhậm
Chuyên mục: Vật Lý 12
