Параграф 115 Ответы на вопросы ГДЗ Мякишев 11 класс (Физика)

2. Электрон — самая легкая из заряженных частиц. Какой из известных вам законов сохранения запрещает превращение электрона в фотоны или нейтрино?
3. Перечислите все стабильные элементарные частицы.
4. Какова частота у-квантов, возникающих при аннигиляции медленно движущихся электрона и позитрона?
5. Можно ли в пузырьковой камере наблюдать трек заряженной частицы с временем жизни 10-23 с?
6. Что такое кварк?

Решение

1. Первый этап развития физики элементарных частиц — открытие электрона, протона и нейтрона, которые тогда считались неделимыми и неизменными. Второй этап — обнаружение античастиц и превращений элементарных частиц друг в друга, что показало их сложность. Третий этап — установление, что элементарные частицы имеют внутреннюю структуру: они разделяются на фермионы и бозоны, а многие из них состоят из кварков.

2. Превращение электрона в фотоны или нейтрино запрещает закон сохранения электрического заряда: у электрона заряд $$-e$$, а у фотонов и нейтрино заряд равен нулю.

3. К стабильным элементарным частицам относят: фотон, электрон, позитрон, протон, антипротон, нейтрино и антинейтрино.

4. При аннигиляции медленно движущихся электрона и позитрона их энергия покоя переходит в энергию двух $$\gamma$$-квантов:

$$ E=2m_ec^2 $$
$$ E=2\cdot 9{,}1\cdot 10^{-31}\cdot 9\cdot 10^{16}=16{,}4\cdot 10^{-14}\ \text{Дж} $$

Частота излучения:

$$ E=h\nu $$
$$ \nu=\frac{E}{h}=\frac{16{,}4\cdot 10^{-14}}{6{,}63\cdot 10^{-34}}\approx 2{,}5\cdot 10^{20}\ \text{Гц} $$

5. Нет, нельзя. За время жизни $$10^{-23}\ \text{с}$$ частица даже при скорости света пролетит лишь

$$ s=ct=3\cdot 10^8\cdot 10^{-23}=3\cdot 10^{-15}\ \text{м} $$

Это слишком мало, чтобы наблюдать самостоятельный трек в пузырьковой камере. Такие частицы распадаются практически мгновенно, и наблюдают не их трек, а следы продуктов распада.

6. Кварк — это фундаментальная частица Стандартной модели, обладающая дробным электрическим зарядом $$\frac{2}{3}e$$ или $$-\frac{1}{3}e$$ и не наблюдаемая в свободном состоянии. Из кварков состоят адроны.