Љазаљстан республикасы білім жшне ’ылым министрлігі

30.1 кесте

тЇс Аро- матS

E

W

G~1

~10^-10

~10^-3810^-15

∞

~10^-18

~10^-20

~10^-13

?БЩрі

Т д. б.

q,B,Lд.б

q(H),ℓ^±

W^±

q(H),

бЩріg_i(i=1...8)

γ

W^±

1. 
   -
   

1. 
   +
   

q – кварктер, H – адрондар, ℓ - лептондар.

Элементар бйлшектерді негізгі 3 клас›а бйлуге болады:

Бірінші клас›а тек бір “ана бйлшек кіреді –фотон. Ол –электромагниттік сЩуле шы“ару кванты.

Екінші клас›а лептондар кіреді. Олар электромагниттік жЩне йзара Щлсіз Щрекеттесуде ›атысады. Олар-нейтрино, электрон, мюон, таон (τ-лептон) жЩне олардыЈ антибйлшектері.

®шінші клас›а адрондар кіреді. Олар электромагниттік жЩне Щлсіз Щрекеттесуден бас›а, кЇшті йзара Щрекеттесе алады- протон, нейтрон, пиондар жЩне каондар.

­изара ЩрекеттесудіЈ барлы› тЇрлері Їшін энергияныЈ, импульстыЈ, импульс моментініЈ жЩне электрлік зарядтыЈ са›талу заЈдары орындалады. КЇшті йзара Щрекеттесулерде изотопты› спинніЈ са›талу заЈы орындалады.

2 кесте

(анти-

заряд е йлш.Барионды›

сан ВСпин,

О“ашты›

d ( d )

c ( )+2/3 (-2/3)

-1/3 (+1/3)

-1/3 (+1/3)

+2/3 (-2/3)+1/3 (-1/3)

+1/3 (-1/3)

+1/3 (-1/3)

+1/3 (-1/3)1/2

1/2

1/2

0

-1(+1)

КварктердіЈ сыйпаттамалары 2 кестеде кйрсетілген. КварктердіЈ элементарлы› электрлік зарядтарыныЈ мЩндері бйлшек сан, спиндері- 1/2.

Кварктерден адрондар келесі тЇрде ›±ралады: мезондар ›ос: кварк-антикварктен, бариондар Їш кварктен (антибариондар - Їш антикварктен) т±рады. Кейбір бариондар Їшін кварктыЈ арнаулы квантты› сыйпаттама енгізілді – тЇс: “сары” , “кйк”, “›ызыл”. Сонда ЩртЇрлі“тЇстегі ” кварктер Паули принципіне ›айшылы› жасамады. 1974 ж. ашыл“ан на“ыз нейтрал (J/Ψ)-мезон,оныЈ массасы шамамен 6000 m_e , жаЈа кварк– с-кварк жЩне жаЈа са›талатын шама – “Щсемдік” енгізуге Щкеп со›ты.

Элементарлы› бйлшектер теориясыныЈ дамуында“ы ›иыншылы›тар“а байланысты Щр жылдары бас›а “тамаша”,“на“ыз” жЩне т.б. атты квантты› сандар енгізілді.

Кваркті модель йте жемісті болып шы›ты, ол адрондардыЈ барлы› негізгі квантты› сандарын аны›тау“а мЇмкіндік берді. Б±л модель бойынша, тЩжірибедегідей, бЇтін санды спин мезондар Їшін жЩне жартылай санды спин бариондар“а тЩн. Сол модель бойынша жаЈа бйлшек – Ω^—гиперон болуы керек деген болжам жасалды. ШртЇрлі йзара Щрекеттесудегі йріс кванттары сия›ты кварктердіЈ йзара Щрекеттесуіндегі тасушы ретінде глюон деп аталатын жаЈа бйлшектер енгізілді. Олар квантты› сан – тЇсті- бір кварктен екіншісіне тасиды, соныЈ ар›асында кварктер бірге бола алады.

Та“ы бір сыйпаттама – “аромат”, ол тЇстен бас›а барлы› жо“арыда айтыл“ан белгілерді біріктіреді, кЇшті жЩне электромагниттік йзара Щрекеттесуде са›талады.

Сонымен, материяны ›±райтын элементтер- алты ароматы бар (жЩне Їш тЇсті) кварктер жЩне также алты ароматты лептондар. Осындай фундаментальды› бйлшектердіЈ арасында“ы йзара Щрекеттесу – глюондар, фотондар, аралы› бозондар жЩне гравитондардыЈ алмасуымен ›амтамасыз етіледі.
8. љолданбалы ядролы› физика . Ядролы› сЩулелер дозиметриясы.
БЇгінгі кЇнгі физиканыЈ негізгі мЩселесі барлы› фундаментальды› йзара ЩрекеттесудіЈ теориясын біріктіріп, олардыЈ бірт±тас теориясын жасау. љазірдіЈ йзінде электромагниттік жЩне Щлсіз йзара Щрекеттесуді біріктірген теория жасалды. Б±л фундаментальды йзара Щрекеттесу тйменгі энергияларда бірт±тас электрЩлсіз ЩрекеттесудіЈ ЩртЇрлі кйріністерін суреттейді жЩне олардыЈ арасында“ы айырмашылы› бйлшектердіЈ энергиялары йскен сайын бірте-бірте жойыла бастайды.

Электрлік жЩне кЇшті йзара Щрекеттесуді бір электрядролы› йзара Щрекеттесу ретінде ›арастыратын (“±лы біріктіру”) ж±мыстар да бар.

Ендігі кезек- таби“атта белгілі тйрт фундаментальды› йзара ЩрекекеттесудіЈ бірт±тас теориясын (“кеЈітілген супергравитация”) дЇниеге келтіру.

НуклидтіЈ, я“ни, бас›алардан А жЩне Z мЩндері бйлек ядролардыЈ активтілігі деп, 1 секунд ішінде ыдыра“ан ядролар санын айтады:

БелсенділіктіЈ АХ жЇйесіндегі йлшем бірлігі- беккерель (Бк), 1 с ішінде бір ыдырау болатынын кйрсетеді. Ядолы› физикада системадан тыс йлшем бірлігі пайдаланылады, ол- кюри (Ки): 1 Ки = 3,7.10¹⁰ Бк.

ЯдролардыЈ ыдырауы ы“ысу ережесімен іске асады, ол бойынша ыдыраудыЈ нЩтижесінде ›андай ядро пайда болатынын кйрсетеді:

α-ыдырауы Їшін:

β- ыдырауы Їшін:

Ж±тыл“ан сЩуле дозасыныЈ энергиясы – грей (Гр): 1Гр = 1 Дж1кг.

љатты денеде байланыс›ан атом ядроларыныЈ дененіЈ ішкі энергиясыныЈ йзгерісін ту“ызбайтын кванттарды серпімді шы“аруын (ж±туын) Мёссбауэр эффектісі деп аталады. М±нда тебілудіЈ импульсі мен энергиясы квантты шы“ар“ан бір ядро“а емес бЇкіл тор“а т±тас беріледі. Ал кристалдыЈ массасы жек ядро массасынан Щлде›айда Їлкен. Сонды›тан тебілу энергисыныЈ шы“ыны аз болады да, тебілу серпімді болады.

Мёссбауэр эффектісі “ылым мен техникада Щр текті йлшеулер жЇргізудіЈ нЩзік «аспабы» болып табылады.

Радиоактивтік сЩулелер мен бйлшектерді ба›ылаудыЈ жЩне тіркеудіЈ тЩсілдері:

1.Сцинтилляциялаушы есептегіш – негізгі элементі сцинтиллятор (кристаллофосфор) жЩне фотоэлектронды› кйбейткіш болып табылатын ядролы› бйлшектердіЈ детекторы. Ол Щлсіз жары› жар›ылын электронды› аппаратура тіркейтін электрлік импульстерге тЇрлендіруге мЇмкіндік

2. Вильсон камерасы – шыны цилиндрден жЩне о“ан ты“ыз тиіп т±ратын поршеннен, цилиндр ішінде орналас›ан судыЈ немесе спирттіЈ буымен ›аны››ан газдан (He,Ar) т±рады. Онда“ы аса ›аны››ан бу ар›ылы йткен бйлшектіЈ ізі тіркеледі.

3. Импульстік иондаушы камера – ж±мысы зарядтал“ан бйлшектердіЈ газды иондауына негізделген детектор.

Нейтрондар – электрлік бейтарап бйлшектер бола отырып кулонды› тебу кЇшіне ±шырамайды, сонды›тан олыр ядро“а оЈай еніп кетеді де, Щр тЇрлі ядролы› тЇрлендірулер ту“ызады. НейтрондардыЈ Щсерінен болатын ядролы› реакцияларды зерттеу ядролы› физиканыЈ дамуында “ана зор роль ат›арып ›ой“ан жо›, сонымен бірге ядролы› реакторлардыЈ пайда болуына жеткізді.

НейтрондардыЈ Щсерінен болатын ядролы› реакциялар:

Машы›тану саба›тарын жЇргізудегі ма›сат теориялы› матриалдырды бекіту, есеп шы“ару да“дыларын ›алыптастыру. «Атом жЩне атом ядросыныЈ физикасы» пЩні бойынша есептер шы“аруды тймендегі ретпен жЇгізу ±сынылады:

1. 
   та›ырып бойынша теориялы› материалды о›у;
   
2. 
   есеп шы“ару процесінде мазм±нын тереЈ тЇсініп, о“ан байланысты ›±былыстарды білумен ›атар есепті шы“арудыЈ ›арапаыйым да тЇсінікті жолдары іздестіріледі;
   
3. 
   есептіЈ мазм±нына сЩйкес шы“арылу жолдарына тЇсініктеме беретін схемалар, графиктер салынып, электр тізбегі ›±растырылады;
   
4. 
   есептіЈ шарты ›ы›аша жазырып, физикалы› шамалардыЈ йлшеу бірліктері БХЖ йрнектеледі;
   
5. 
   физикалы› т±ра›тылардыЈ мЩндері сЩйкес таблицалардан жазылып алынады;
   
6. 
   шы“ару жолдарына ›ыс›аша тЇсініктеме жазылады;
   
7. 
   ізделіп отыр“ан шама жалпы тЇрде шы“арылады, я“ни Щуелі ж±мыс формуласы ›ортылып, одан кейін формуланыЈ д±рысты“ы тексеріледі;
   
8. 
   формуланыЈ д±рысты“ын тексеру Їшін шамалардыЈ бірліктері негізгі бірліктер ар›ылы йрнектеліп жазылады да теЈдіктіЈ екі жа“ыныЈ йлшем бірліктерініЈ дЩл келуі аны›талады;
   
9. 
   шамалардыЈ сан мЩндері формула“а ›ойылып ,есептеулер жЇргізіледі;
   

Кйрсетілген Щдебиеттер мен Щдістемелік н±с›ауларды ›олданып курстыЈ жеке та›ырыптары бойынша есептер шы“ару мысалдары ›арастырылады:

Та›ырыптар бойынша есептер шы“ару мысалдары ›арастырылады:

Жалпы физика курсыныЈ есептер жина“ы В.С. Волькенштейн. № 20-3, 20,7, 20.13, 20.17

Та›ырып: Корпускулалы›- тол›ынды› дуализм

Саба›тыЈ ма›саты: Луй-де–Броиль формуласын ›олдана отырып корпускула-тол›ынды› дуализмді дЩлелдейтін та›ырып бойынша есептер шы“аружЩне тймендегі теориялы› с±ра›тарды ›айталау:

- бйлшектердіЈ ›андай ›асиеттерін білесіЈдер?

- Луй-де-Броиль формуласыныЈ ма“анасы неде?

- оны ›андай бйлшектерге ›олдану“а болатынын тЇсіндір

Та›ырыптар бойынша есептер шы“ару мысалдары ›арастырылады:

Жалпы физика курсыныЈ есептер жина“ы В.С. Волькенштейн. № 20-3, 20,7, 20.13, 20.17

1. 
   тол›ынды› функцияныЈ физикалы› ма“анасын тЇсіндір
   
2. 
   Шредингер теЈдеуініЈ йрнегін жаз
   
3. 
   Паули принципін т±жырымда
   

Та›ырып бойынша есеп шы“ару“а ›ажет болатын тймендегі теориялы› с±ра›тарды ›айталау:

1. 
   љандай заттар йткізгіштер тобына жатады? Б±л заттардыЈ ›±рылысыныЈ ерекшеліктері неде?
   
2. 
   љандай заттар шалайткізгіштер тобына жатады? Б±л заттардыЈ ›±рылысыныЈ ерекшеліктері неде?
   
3. 
   Фонондар деп нені айтады?
   
4. 
   љатты заттардыЈ механикалы› , электрлік жЩне жылулы› ›асиеттерін ›андай Щдістер ар›ылы йзгертуге болады ?
   

Та›ырып бойынша есеп шы“ару“а ›ажет болатын тймендегі теориялы› с±ра›тарды ›айталау:

1. 
   Атом ядросыныЈ негізгі сипаттамалары ›андай?
   
2. 
   Атом ядроларыныЈ меншікті байланыс энергиясыі деген не?
   
3. 
   Нуклондар деген ›андай бйлшектер? ОлардыЈ тЇрлері?
   

Та›ырыптар бойынша есептер шы“ару мысалдары ›арастырылады: (Жалпы физика курсыныЈ есептер жина“ы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 17-51,64,70.

Та›ырып бойынша есеп шы“ару“а ›ажет болатын тймендегі теориялы› с±ра›тарды ›айталау:

- ЕсептегіштердіЈ негізгі ›андай тЇлерін білесіЈдер?

- ЕсептегіштердіЈ айыру ›абілеті деген не?

1. 
   ГаздардыЈ ионозация процесі деген не? Ионизация ж±мысы неге тЩуелді?
   

Та›ырыптар бойынша есептер шы“ару мысалдары ›арастырылады: (Жалпы физика курсыныЈ есептер жина“ы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 20-4,5,

1. 
   Ядролы› реакцияныЈ негізгі сипаттаммалары ›андай шамалар?
   
2. 
   Ядролы› реакцияныЈ жЇру шарттары
   
3. 
   Ядролы› реактор не Їшін керек?
   
4. 
   Ядролы› реакцияныЈ эффективті ›имасы нені аны›тайды?
   

- ›арапайым бйлшектер ›андай кластар“а бйлінеді?

- лептондар ›андай Щсерлесулерге ›атысады?

- резонанстар деген не? Ол массасы неге теЈ?

- ›арапайым бйлшектердіЈ тЇрлену ›андай шарттар орындал“анда бай›алады?

- кварктар дегеніміз ›андай бйлшектер?

Та›ырыптар бойынша есептер шы“ару мысалдары ›арастырылады: (Жалпы физика курсыныЈ есептер жина“ы М.С. Цедрик, 1989 ж.) № 19-4,14,16.

Та›ырып: љолданбалы ядролы› физика

Саба›тыЈ ма›саты:Ядролы› сЩулелердіЈ затта“ы ЩсерініЈ тогыныЈ таби“атан талдау..Студенттерді дозиметрия негіздерімен таныстыру жЩне есептер шы“арту.

Тймендегі с±ра›тар“а жауаптар беру:.

1. 
   Ядролы› сЩулеленудіЈ негізгі тірі а“за“а Щсері ›андай?
   
2. 
   Ядролы› бйлшектер затпен Щсерлескенде ›андай ›±былыстар тудырады?
   
3. 
   АктивтіліктіЈ ›андай йлшем бірліктерін білісіЈдер?
   

1.Сутегі атомы спектрін зерттеу. Ридберг т±ра›тысын аны›тау.

2. Щрбір n ге Ридберг т±ра›тысын (1) формула бойынша аны›таймыз. Ал электрон массасын (2) формула бойынша аны›таймыз.

1. СпектроскоптыЈ ›±рылысы ›андай?

2. Бальмер сериясы спектрдіЈ ›ай бйлігінде орналас›ан?

3. Ридберг т±ра›тысыныЈ сан мЩні неге теЈ?

4. Белгісіз сызы›тыЈ тол›ын ±зынды“ын аны›тау Їшін ›андай формуланы пайдаланамыз?

5. Осы ж±мыста келтірілген ЩдістіЈ дЩлдігін жо“арлату Їшін не істеу керек?

2.Фотондар Їшін аны›талмаушылы› ›атынастары.

Жары› шо“ы белгілі саЈылаудан йтіп экран“а тЇседі.

СаЈлаудан йтетін сЩуле тесігінен йтіп, экран“а тЇсуі бай›алады. СаЈлау мйлшері 0,05 мм ден 0,4 мм ге дейін жеткізеді, Щр 0,03-0,05 мм йзгерісін келтіріп, 10 рет йлшейді. Содан кейін басты максимумныЈ 2D теЈ (суретке йара) йлшейді, мм бйлігінде алады. х пен 2D таблица“а салады. 2D жартысын ал“ан саЈлау еніне тЩуелді таблица“а тЇседі.

1. Ж±мыстыЈ ма±саты ›андай?

2. љарастырылып отыр“ан ж±мыста ›андай ›±ралдар ›олданылады?

3. илшеу дЩлелдінін кЇшейту Їшін приборларды ›алай орналастыру керек?

4. Ж±мыста ›олданылатын лазердіЈ ж±мыс принципі ›андай?

5. Жары› дегеніміз не?

6. Лазерлік сЩуле шы“арудыЈ ›асиеті ›андай?

7. Фотон деп нені айтады

8. ГейзенбергтіЈ аны›талмаушылы› ›атынасыныЈ физикалы› ма“ынасы не?
3.Газды лазер кймегімен квант энергиясы мен тол›ын ±зынды“ын аны›тау.

Ж±мыс ма›саты: Жары›тыЈ корпускалы› таби“атын дЩлЩлдеу, эксперимент жЇзінде ба›ылап, микроЩлем йлшемдерін ба“алау.

љ±ралдар мен жабды›тар:газды лазер, коллиматор, дифракциялы› тор, миллиметрлік шкаласы бар экран, сыз“ыш.

Ж±мысты орындау тЩртібі

1. Лазер ›±рылысы мен оны ›олдану тЩртібімен танысу.

2.Лазер шкаласына дифракциялы› торды орналастырып, экранда дифракциялы› спектрдіЈ аны› кескінін алу керек.

3. љажетті йлшеулер жЇргізіп, таблицаны толтыру керек.

4. Лазер сЩулеленуініЈ тол›ын ±зынды“ын аны›тап, лазер шы“аратын фотондар энергиясы мЩнін есептеу керек.

Ба›ылау с±ра›тары.

1. Ыры›сыз сЩуле шы“арудыЈ еріксіз сЩуле шы“арудан айырмашылы“ы неде?

2. ЛазердіЈ активті ортасы дегеніміз не?

3. ЛазердіЈ оптикалы› резонаторы дегеніміз не?

4. ЛазердіЈ сЩулеленуініЈ ›асиеттерін атаЈыз?

5. ЛазердіЈ жары› ›ар›ындылы“ыныЈ Їлкендігін ›алай тЇсіндіруге болады?