«История открытия основных элементарных частиц» - Реферат

Содержание

1. Введение

2. История открытия основных элементарных частиц

2.1. Открытие электрона

2.2. Открытие фотона

2.3. Открытие протона

2.4. Открытие нейтрона

2.5. Открытие позитрона

2.6. Открытие нейтрино

2.7. Открытие мезона

2.8. Открытие странных частиц

2.9. Открытие резонансов

2.10. "Очарованные" частицы

3. Заключение

4. Список использованной литературы

---

Введение

Элементарные частицы в точном значении этого термина - первич-ные, неразложимые частицы, из которых, по предположению, состоит вся материя.

Понятие “элементарные частицы” сформировалось с установлением дискретного характера строения вещества на микроскопическом уровне. Обнаружение на рубеже 19-20 вв. мельчайших носителей свойств вещества - молекул и атомов - и установление того факта, что молекулы построены из атомов, впервые позволило описать все известные вещества как ком-бинации конечного, хотя и большого, числа структурных составляющих - атомов.

Выявление в дальнейшем наличия составных слагающих атомов - электронов и ядер, установление сложной природы ядер, оказавшихся построенными всего из двух типов частиц (протонов и нейтронов), существенно уменьшило количество дискретных элементов, формирующих свойства вещества, и дало основание предполагать, что це-почка составных частей материи завершается дискретными бесструктурными образованиями - элементарными частицами. Такое предположение, вообще говоря, является экстраполяцией известных фак-тов и сколько-нибудь строго обосновано быть не может. Нельзя с уверенностью утверждать, что частицы, элементарные в смысле приведённого определения, существуют. Протоны и нейтроны, например, длительное время считавшиеся элементарными частицами, как выяснилось, имеют сложное строение.

Существование элементарных частиц - это своего рода постулат, и проверка его справедливости - одна из важнейших задач физики.

---

Выдержка из текста работы

Прямое экспериментальное доказательство существования фотона было дано Р. Милликеном в 1912-1915 гг. в его исследованиях фотоэффекта, а также А. Комптоном в 1922 г., обнаружившим рассеяние рентгеновских лучей с изменением их частоты.

Фотон – в некотором смысле особая частица. Дело в том, что масса его покоя в отличие от других частиц (кроме нейтрино) равна нулю. Поэтому его стали считать частицей не сразу: вначале полагали, что наличие конечной и отличной от нуля массы покоя – обязательная черта элементарной частицы.

Фотон – это квант света, несущий импульс.

Кванты света ввел М. Планк в 1901 г. для того, чтобы объяснить законы излучения абсолютно черного тела. Но он был не частицами, а только минимально возможными «порциями» энергии света той или иной частоты.

«Живыми» фотоны или кванты сделала теория относительности Эйнштейна, который в 1905 г. показал, что кванты должны иметь не только энергию, но и импульс, и что они являются в полном смысле час-тицами, только особенными, т. к. масса покоя их равна нулю, и двигаются они со скоростью света, и на этой основе объяснил закономерности фотоэффекта.

---

Заключение

Таким образом, за годы, прошедшие после открытия электрона, было выявлено огромное число разнообразных микрочастиц материи. Для всех элементарных частиц характерны исключительно малые размеры: ли-нейные размеры нуклона и пиона примерно равны 10-15 м. Теория предсказывает, что размер электрона должен быть порядка 10-19 м.

Масса же подавляющего большинства частиц сравнима с массой про-тона, которая в энергетических единицах близка к 1 ГэВ (1000 МэВ).

Мир элементарных частиц оказался достаточно сложно устроенным. Неожиданными во многих отношениях оказались свойства обнаруженных элементарных частиц. Для их описания, помимо характеристик, заимство-ванных из классической физики, таких, как электрический заряд, масса, момент количества движения, потребовалось ввести много новых специальных характеристик, в частности для описания странных элементарных частиц — странность (К. Нишиджима, М. Гелл-Ман, 1953), “очарованных” элементарных частиц - “очарование” (американские физики Дж. Бьёркен, Ш. Глэшоу, 1964); уже названия приведённых характеристик отражают необычность описываемых ими свойств элементарных частиц.

Квантовая теория поля продолжает развиваться и совершенствоваться и является основой для описания взаимодействий элементарных частиц У этой теории имеется ряд существенных успехов, и всё же она ещё очень далека от завершённости и не может претендовать на роль всеобъемлющей теории элементарных частиц. Происхождение многих свойств элементарных частиц и природа присущих им взаимодействий в значительной мере остаются неясными. Возможно, понадобится ещё не одна перестройка всех представлений и гораздо более глубокое понимание взаимосвязи свойств микрочастиц и геометрических свойств пространства-времени, прежде чем теория элементарных частиц будет построена.

---

Список литературы

1. Ахиезер А.И., Рекало М.П. Биография элементарных частиц. -К.: Науко-ва Думка, 1983.

2. Дорфман Я.Г. Всемирная история физики с начала 19 века до середины 20 века. -М.,: 1979.

3. Зисман Г.А., Тодес О.М. Курс общей физики. -К.: Изд. Эделвейс, 1994.

4. Кемпфер Ф. Путь в современную физику. -М.: 1972.

5. Крейчи. Мир глазами современной физики. -М.: Мир, 1974.

6. Мякишев Г.Я. Элементарные частицы. -М.: Просвещение, 1977.

7. Кикоин А.К. Открытие электрона //Квант. — 1985. — № 3. — С. 18-20.

---