Основні формули і визначення
● У фізиці відомо чотири види фундаментальних взаємодій тел:
сільноеіліядерноевзаімодействіе обумовлює зв'язок між нуклонами атомного ядра. Нуклони - загальна назва протонів і нейтронів, з яких побудовані всі атомні ядра;
електромагнітноевзаімодействіе існує між частинками, що мають електричний заряд. Воно здійснюється шляхом обміну квантами електромагнітного випромінювання -фотонамі;
слабоевзаімодействіе здійснюється між елементарними частинками, воно відповідальне за їх розпад і виявляється в процесах, пов'язаних з випусканням або поглинанням нейтрино;
гравітаціонноевзаімодействіе існує між будь-якими тілами і виражається в їх взаємному тяжінні з силою, яка залежить від мас тіл і відстані між ними.
● Атомне ядро складається з протонів і нейтронів, які називаються нуклонами. Протон (p) має позитивний заряд, рівний заряду електрона, нейтрон (n) - нейтральна частинка. Загальна кількість нуклонів в ядрі називають масовим числом А.
Атомне ядро характеризується зарядовим чісломZ. яке дорівнює числу протонів в ядрі і збігається з порядковим номером елемента в Періодичній системі елементів Менделєєва. Ядро позначається тим же символом, що і нейтральний атом: AZX, гдеX- символ хімічного елемента, Z- атомний номер (число протонів в ядрі), А- масове число (число нуклонів в ядрі). У ядерних реакціях зберігається загальне число нуклонів і електричний заряд.
● Тяжіння між нуклонами називається сильним (або ядерним) взаємодією. Сильна взаємодія є короткодействующим (
10-15м). Одночасно між протонами, що мають позитивний заряд, діють кулонівських сили відштовхування, тобто електромагнітні сили, які є дальнодействующими. При порушенні балансу між кількістю протонів і нейтронів ядра стають нестабільними. Для легких і середніх ядер характерний бета - розпад, для важких - альфа-розпад. При заряді ядра Z> 82 стабільних ядер не існує.
● При радіоактивному розпаді випускається випромінювання трьох видів:
• - випромінювання - потік електронів (-1 0 e);
• γ - випромінювання - потокквантов електромагнітного випромінювання, що випускаються атомними ядрами при переході ізвозбужденного стану в основне.
При одиничному α - розпад масове число А ізотопу зменшується на 4, а Зарядове число Z зменшується на 2. При одиничному β - - розпаді масове число А не змінюється, а Зарядове число Z збільшується на 1. Пріγ - ізлученіімассовое число А і Зарядове число Z не змінюються.
● Елементарні частинки об'єднані в три групи: фотони, лептони і адрони.
1) Фотони - ця група складається всього з однієї частинки - кванта електромагнітного випромінювання, що позначається буквою γ.
2) Лептони (від грецького слова «лептос» - легкий). До лептонам відносяться, наприклад, такі частинки як електрон е-, що має зарядQе = - 1 і спин SЕ = 1/2, а також нейтральна частинка нейтрино ν. має нульовий заряд і спін sν = 1/2. Цим частинкам відповідають античастинки. позитрон е + і антинейтрино ν.
3) Адрони (від грецького слова «Адрос» - великий, сильний). До адронів відносяться р - протон, п - нейтрон, Λ - гіперон, π - півонії і К - каона. Частинки, що входять в групу адронів, складаються з кварків. В даний час встановлено існування шести різновидів кварків: u, d, s, c, b, t і відповідних їм шести антикварків. Кварки мають напівцілий спин і несуть дробовий електричний заряд.