719. กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า

720. ร่างที่มีประจุไฟฟ้ามีสัญญาณต่างกัน...

พวกเขาดึงดูดกัน

721. ลูกบอลโลหะเหมือนกันซึ่งมีประจุตรงข้ามกัน q 1 = 4q และ q 2 = -8q ถูกนำมาสัมผัสกันและเคลื่อนออกจากกันเป็นระยะทางเท่ากัน แต่ละลูกมีค่าใช้จ่าย

คิว 1 = -2q และ คิว 2 = -2q

723.หยดที่มีประจุบวก (+2e) สูญเสียอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัวเมื่อถูกส่องสว่าง ประจุของดรอปก็เท่ากัน

724. ลูกบอลโลหะเหมือนกันที่มีประจุ q 1 = 4q, q 2 = - 8q และ q 3 = - 2q ถูกนำมาสัมผัสกันและเคลื่อนออกจากกันเป็นระยะทางเท่ากัน แต่ละลูกจะมีประจุ

คิว 1 = - 2q, คิว 2 = - 2q และ q 3 = - 2q

725. ลูกบอลโลหะที่มีประจุเหมือนกันซึ่งมีประจุ q 1 = 5q และ q 2 = 7q ถูกนำมาสัมผัสกันและเคลื่อนออกจากกันเป็นระยะทางเท่ากัน จากนั้นลูกบอลลูกที่สองและสามที่มีประจุ q 3 = -2q ก็สัมผัสกันและเคลื่อนออกจากกัน เป็นระยะทางเดียวกัน แต่ละลูกจะมีประจุ

q 1 = 6q, q 2 = 2q และ q 3 = 2q

726. ลูกบอลโลหะที่มีประจุเหมือนกันที่มีประจุ q 1 = - 5q และ q 2 = 7q ถูกนำมาสัมผัสกันและเคลื่อนออกจากกันเป็นระยะทางเท่ากัน จากนั้นลูกบอลลูกที่สองและสามที่มีประจุ q 3 = 5q ก็สัมผัสกันและเคลื่อนออกจากกัน เป็นระยะทางเดียวกัน แต่ละลูกจะมีประจุ

คิว 1 =1q, คิว 2 = 3q และ q 3 = 3q

727 มีลูกบอลโลหะที่เหมือนกันสี่ลูกซึ่งมีประจุ q 1 = 5q, q 2 = 7q, q 3 = -3q และ q 4 = -1q ขั้นแรก ประจุ q 1 และ q 2 (ประจุระบบที่ 1) ได้ถูกนำมาสัมผัสกันและเคลื่อนออกจากกันเป็นระยะทางเท่ากัน จากนั้นประจุ q 4 และ q 3 (ประจุระบบที่ 2) จะถูกสัมผัสกัน จากนั้นพวกเขาก็รับประจุจากระบบ 1 และ 2 อย่างละหนึ่งประจุ แล้วนำพวกมันมาสัมผัสกันและแยกพวกมันออกจากกันให้อยู่ในระยะเดียวกัน ลูกทั้งสองนี้จะมีประจุ

728 มีลูกบอลโลหะที่เหมือนกันสี่ลูกซึ่งมีประจุ q 1 = -1q, q 2 = 5q, q 3 = 3q และ q 4 = -7q ขั้นแรก ประจุ q 1 และ q 2 (1 ระบบของประจุ) ได้ถูกนำมาสัมผัสกันและเคลื่อนออกจากกันเป็นระยะทางเท่ากัน จากนั้นประจุ q 4 และ q 3 (ประจุระบบ 2) จะถูกสัมผัสกัน จากนั้นพวกเขาก็รับประจุจากระบบ 1 และ 2 อย่างละหนึ่งประจุ แล้วนำพวกมันมาสัมผัสกันและแยกพวกมันออกจากกันให้อยู่ในระยะเดียวกัน ลูกทั้งสองนี้จะมีประจุ

729.อะตอมมีประจุบวก

แกนกลาง

730. อิเล็กตรอน 8 ตัวเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสของอะตอมออกซิเจน จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสของอะตอมออกซิเจนคือ

731.ประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอนคือ

-1.6 · 10 -19 ซล.

732.ประจุไฟฟ้าของโปรตอนคือ

1.6 · 10 -19 ซล.

733 นิวเคลียสของอะตอมลิเธียมประกอบด้วยโปรตอน 3 ตัว ถ้าอิเล็กตรอน 3 ตัวหมุนรอบนิวเคลียสแล้ว

อะตอมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า

734 มีอนุภาค 19 ตัวในนิวเคลียสของฟลูออรีน โดย 9 ตัวเป็นโปรตอน จำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสและจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอมฟลูออรีนที่เป็นกลาง

นิวตรอนและอิเล็กตรอน 9 ตัว

735 ถ้าในร่างกายใดจำนวนโปรตอนมากกว่าจำนวนอิเล็กตรอน ดังนั้นร่างกายโดยรวม

มีประจุบวก

736 หยดที่มีประจุบวก +3e สูญเสียอิเล็กตรอน 2 ตัวในระหว่างการฉายรังสี ประจุของดรอปก็เท่ากัน

8·10 -19 ค.

737 มีประจุลบในอะตอมเกิดขึ้น

เปลือก.

738.ถ้าอะตอมออกซิเจนเปลี่ยนเป็นไอออนบวก แสดงว่าไอออนบวก

สูญเสียอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัว

739.มีมวลมาก

ไฮโดรเจนไอออนลบ

740 ผลของแรงเสียดทาน ทำให้อิเล็กตรอน 5·10 10 ตัวถูกดึงออกจากพื้นผิวของแท่งแก้ว ประจุไฟฟ้าบนแท่ง

(จ = -1.6 10 -19 องศาเซลเซียส)

8·10 -9 คลี.

741 จากการเสียดสี แท่งคาร์บอนไนต์ได้รับอิเล็กตรอน 5·10 10 ประจุไฟฟ้าบนแท่ง

(จ = -1.6 10 -19 องศาเซลเซียส)

-8·10 -9 คลี.

742 พลังของปฏิสัมพันธ์คูลอมบ์ของประจุไฟฟ้าสองจุดเมื่อระยะห่างระหว่างประจุลดลง 2 เท่า

จะเพิ่มขึ้น 4 เท่า

743 พลังของปฏิสัมพันธ์คูลอมบ์ของประจุไฟฟ้าสองจุดเมื่อระยะห่างระหว่างประจุลดลง 4 เท่า

จะเพิ่มขึ้น 16 เท่า

744. ประจุไฟฟ้าสองจุดกระทำต่อกันตามกฎของคูลอมบ์ด้วยแรง 1N หากระยะห่างระหว่างพวกมันเพิ่มขึ้น 2 เท่า แรงปฏิสัมพันธ์ของคูลอมบ์ของประจุเหล่านี้จะเท่ากัน

745 ประจุสองจุดกระทำต่อกันด้วยแรง 1N หากขนาดของแต่ละประจุเพิ่มขึ้น 4 เท่า ความแรงของปฏิกิริยาคูลอมบ์จะเท่ากัน

746 แรงอันตรกิริยาระหว่างประจุสองจุดคือ 25 นิวตัน หากระยะห่างระหว่างประจุทั้งสองลดลง 5 เท่า แรงอันตรกิริยาของประจุเหล่านี้จะเท่ากัน

747 พลังของปฏิสัมพันธ์คูลอมบ์ของประจุสองจุดเมื่อระยะห่างระหว่างพวกมันเพิ่มขึ้น 2 เท่า

จะลดลง 4 เท่า

748 พลังของปฏิสัมพันธ์คูลอมบ์ของประจุไฟฟ้าสองจุดเมื่อระยะห่างระหว่างพวกมันเพิ่มขึ้น 4 เท่า

จะลดลง 16 เท่า

749 สูตรกฎของคูลอมบ์

.

750 ถ้าลูกบอลโลหะที่เหมือนกัน 2 ลูกซึ่งมีประจุ +q และ +q สัมผัสกันและเคลื่อนออกจากกันเป็นระยะทางเท่ากัน แล้วโมดูลัสของแรงอันตรกิริยา

จะไม่เปลี่ยนแปลง

751. ถ้าลูกบอลโลหะที่เหมือนกัน 2 ลูกมีประจุ +q และ -q ลูกบอลจะสัมผัสกันและเคลื่อนออกจากกันเป็นระยะทางเท่ากัน จากนั้นแรงอันตรกิริยา

จะกลายเป็น 0

752 ประจุสองอันกระทบกันในอากาศ หากวางไว้ในน้ำ (ε = 81) โดยไม่เปลี่ยนระยะห่างระหว่างพวกมัน แสดงว่าแรงของปฏิสัมพันธ์ของคูลอมบ์

จะลดลง 81 เท่า

753 แรงอันตรกิริยาระหว่างประจุสองประจุอันละ 10 nC ซึ่งอยู่ในอากาศห่างจากกัน 3 ซม. เท่ากับ

()

754. ประจุ 1 µC และ 10 nC โต้ตอบในอากาศด้วยแรง 9 mN ที่ระยะห่าง

()

755. อิเล็กตรอนสองตัวซึ่งอยู่ห่างจากกัน 3·10 -8 ซม. จะผลักกันด้วยแรง ( ; อี = - 1.6 10 -19 ค)

2.56·10 -9 น.

756 เมื่อระยะห่างจากประจุเพิ่มขึ้น 3 เท่าโมดูลแรงดันไฟฟ้า สนามไฟฟ้า

จะลดลง 9 เท่า

757 ความแรงของสนามไฟฟ้าที่จุดหนึ่งคือ 300 N/C ถ้าประจุอยู่ที่ 1·10 -8 C แล้วระยะทางถึงจุดนั้น

()

758 หากระยะห่างจากจุดประจุที่สร้างสนามไฟฟ้าเพิ่มขึ้น 5 เท่า ความแรงของสนามไฟฟ้า

จะลดลง 25 เท่า

759 ความแรงของสนามของประจุจุด ณ จุดหนึ่งคือ 4 N/C หากระยะห่างจากประจุเพิ่มขึ้นสองเท่า แรงดันไฟฟ้าจะเท่ากับ

760.ระบุสูตรความแรงของสนามไฟฟ้าในกรณีทั่วไป

761 สัญกรณ์ทางคณิตศาสตร์ของหลักการซ้อนทับของสนามไฟฟ้า

762 ระบุสูตรความเข้มของประจุไฟฟ้าจุด Q

.

763 โมดูลัสความแรงของสนามไฟฟ้า ณ จุดที่ประจุอยู่

1·10 -10 C เท่ากับ 10 V/m แรงที่กระทำต่อประจุมีค่าเท่ากับ

1·10 -9 น.

765 ถ้ามีประจุ 4·10 -8 C กระจายบนพื้นผิวของลูกบอลโลหะที่มีรัศมี 0.2 ม. ความหนาแน่นของประจุก็จะเท่ากับความหนาแน่นของประจุ

2.5·10 -7 องศาเซลเซียส/ตร.ม.

766. ในสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอในแนวตั้ง จะมีจุดฝุ่นซึ่งมีมวล 1·10 -9 กรัม และมีประจุ 3.2·10-17 C ถ้าแรงโน้มถ่วงของเม็ดฝุ่นสมดุลกับความแรงของสนามไฟฟ้า ความแรงของสนามจะเท่ากับ

3·10 5 ไม่มี/Cl.

767 ที่จุดยอดสามจุดของสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้านยาว 0.4 เมตร มีประจุบวกเท่ากันที่จุดละ 5·10 -9 C จงหาแรงตึงที่จุดยอดที่สี่

() 540 ไม่มี/Cl

768 ถ้าสองประจุอยู่ที่ 5·10 -9 และ 6·10 -9 C จนพวกมันผลักกันด้วยแรง 12·10 -4 N แสดงว่าพวกมันอยู่ในระยะห่าง

768 หากโมดูลประจุจุดลดลง 2 เท่าและระยะห่างจากประจุลดลง 4 เท่า ความแรงของสนามไฟฟ้า ณ จุดที่กำหนด

จะเพิ่มขึ้น 8 เท่า

ลดลง.

770 ผลคูณของประจุอิเล็กตรอนและศักย์ไฟฟ้ามีมิติ

พลังงาน.

771 ศักย์ไฟฟ้าที่จุด A คือ 100V ศักย์ไฟฟ้าที่จุด B คือ 200V งานที่ทำโดยแรงสนามไฟฟ้าเมื่อเคลื่อนที่ประจุ 5 mC จากจุด A ไปยังจุด B มีค่าเท่ากับ

-0.5 เจ

772 อนุภาคที่มีประจุ +q และมวล m ซึ่งอยู่ที่จุดของสนามไฟฟ้าที่มีความเข้ม E และศักย์ มีความเร่ง

773. อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในสนามไฟฟ้าสม่ำเสมอตามแนวความตึงเครียดจากจุดหนึ่งด้วย มีศักยภาพที่ดีไปยังจุดที่มีศักยภาพน้อย ความเร็วของมันคือ

เพิ่มขึ้น.

774 อะตอมที่มีโปรตอนหนึ่งตัวในนิวเคลียสจะสูญเสียอิเล็กตรอนไปหนึ่งตัว สิ่งนี้สร้าง

ไฮโดรเจนไอออน

775.สนามไฟฟ้าในสุญญากาศเกิดขึ้นจากประจุบวกสี่จุดที่วางอยู่ที่จุดยอดของรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสด้าน a ศักยภาพที่อยู่ใจกลางจตุรัสคือ

776 หากระยะห่างจากประจุจุดลดลง 3 เท่า แสดงว่าศักย์ไฟฟ้าของสนาม

จะเพิ่มขึ้น 3 เท่า

777. เมื่อประจุไฟฟ้าจุด q เคลื่อนที่ระหว่างจุดที่มีความต่างศักย์ 12 V งาน 3 J จะเสร็จสิ้น ในกรณีนี้ประจุจะถูกย้าย

778.ประจุ q ถูกย้ายจากจุดหนึ่งในสนามไฟฟ้าสถิตไปยังจุดที่มีศักยภาพ โดยสูตรใดต่อไปนี้:

1) 2) ; 3) คุณสามารถหาค่าขนย้ายงานได้

779 ในสนามไฟฟ้าที่มีความแรงสม่ำเสมอ 2 N/C ประจุ 3 C เคลื่อนที่ตามแนวสนามที่ระยะ 0.5 ม. งานที่ทำโดยแรงของสนามไฟฟ้าเพื่อย้ายประจุเท่ากับ

780 สนามไฟฟ้าถูกสร้างขึ้นโดยจุดสี่จุด ซึ่งต่างจากประจุที่วางอยู่ที่จุดยอดของสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีด้าน a ประจุแบบไลค์จะอยู่ที่จุดยอดตรงข้ามกัน ศักยภาพที่อยู่ใจกลางจตุรัสคือ

781 ความต่างศักย์ระหว่างจุดที่อยู่จุดเดียวกัน สายไฟที่ระยะห่างระหว่างกัน 6 ซม. เท่ากับ 60 V หากสนามมีความสม่ำเสมอแสดงว่ามีความแข็งแรงเป็น

782.หน่วยความต่างศักย์

1 โวลต์ = 1 เจ/1 ซี

783 ปล่อยให้ประจุเคลื่อนที่ในสนามสม่ำเสมอโดยมีความเข้ม E = 2 V/m ตามแนวสนาม 0.2 ม. จงหาความแตกต่างระหว่างศักย์ไฟฟ้าเหล่านี้

ยู = 0.4 โวลต์

784 ตามสมมติฐานของพลังค์ วัตถุสีดำสนิทจะปล่อยพลังงานออกมา

ในบางส่วน.

785 พลังงานโฟตอนถูกกำหนดโดยสูตร

1. E =pс 2. E=hv/c 3. อี=ช 4. อี=mc2. 5. อี=เอชวี. 6.อี=เอชซี/

1, 4, 5, 6.

786 ถ้าพลังงานของควอนตัมเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า ความถี่ของการแผ่รังสีก็จะตามมาด้วย

เพิ่มขึ้น 2 เท่า

787 หากโฟตอนที่มีพลังงาน 6 eV ตกลงบนพื้นผิวของแผ่นทังสเตน พลังงานจลน์สูงสุดของอิเล็กตรอนที่พวกมันทำให้กระเด็นออกไปคือ 1.5 eV พลังงานโฟตอนขั้นต่ำที่เป็นไปได้สำหรับโฟตอนคือ:

788 ข้อความต่อไปนี้ถูกต้อง:

1. ความเร็วของโฟตอนมากกว่าความเร็วแสง

2. ความเร็วของโฟตอนในสสารใด ๆ น้อยกว่าความเร็วแสง

3. ความเร็วของโฟตอนจะเท่ากับความเร็วแสงเสมอ

4. ความเร็วของโฟตอนมากกว่าหรือเท่ากับความเร็วแสง

5. ความเร็วของโฟตอนในสสารใดๆ น้อยกว่าหรือเท่ากับความเร็วแสง

789 โฟตอนที่แผ่รังสีมีแรงกระตุ้นขนาดใหญ่

สีฟ้า.

790 เมื่ออุณหภูมิของร่างกายที่ได้รับความร้อนลดลง ความเข้มของรังสีสูงสุด

©2015-2019 เว็บไซต์
สิทธิ์ทั้งหมดเป็นของผู้เขียน ไซต์นี้ไม่ได้อ้างสิทธิ์ในการประพันธ์ แต่ให้ใช้งานฟรี
วันที่สร้างเพจ: 2016-02-13

ด้วยคำว่า “ไฟฟ้า” ค่าไฟฟ้า», « ไฟฟ้า“คุณเคยพบกันหลายครั้งและคุ้นเคยกับมันแล้ว แต่ลองตอบคำถามว่า “ประจุไฟฟ้าคืออะไร” - แล้วคุณจะเห็นว่ามันไม่ง่ายอย่างนั้น ความจริงก็คือแนวคิดเรื่องประจุเป็นแนวคิดพื้นฐานและหลักที่ไม่สามารถลดระดับการพัฒนาความรู้ของเราให้เป็นแนวคิดพื้นฐานที่เรียบง่ายกว่านั้นได้ในระดับปัจจุบัน

ก่อนอื่นให้เราลองค้นหาความหมายของข้อความนี้: วัตถุหรืออนุภาคที่กำหนดมีประจุไฟฟ้า

คุณรู้ว่าวัตถุทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคเล็กๆ ซึ่งแบ่งแยกไม่ได้ออกเป็นอนุภาคที่เรียบง่ายกว่า (เท่าที่วิทยาศาสตร์รู้) ซึ่งจึงเรียกว่าอนุภาคมูลฐาน อนุภาคมูลฐานทั้งหมดมีมวล และด้วยเหตุนี้ อนุภาคมูลฐานจึงถูกดึงดูดเข้าหากันตามกฎแรงโน้มถ่วงสากลด้วยแรงที่ลดลงค่อนข้างช้าเมื่อระยะห่างระหว่างพวกมันเพิ่มขึ้น ซึ่งแปรผกผันกับกำลังสองของระยะทาง อนุภาคมูลฐานส่วนใหญ่ถึงแม้จะไม่ใช่ทั้งหมด แต่ก็มีความสามารถในการโต้ตอบซึ่งกันและกันด้วยแรงที่ลดลงในสัดส่วนผกผันกับกำลังสองของระยะทาง แต่แรงนี้มากกว่าแรงโน้มถ่วงเป็นจำนวนมาก ดังนั้น. ในอะตอมไฮโดรเจน ดังแสดงแผนผังในรูปที่ 91 อิเล็กตรอนถูกดึงดูดเข้าสู่นิวเคลียส (โปรตอน) ด้วยแรงที่มากกว่าแรงดึงดูดแรงโน้มถ่วง 101" เท่า

หากอนุภาคมีปฏิสัมพันธ์กันด้วยแรงที่ค่อยๆ ลดลงตามระยะทางที่เพิ่มขึ้นและมากกว่าแรงโน้มถ่วงหลายเท่า อนุภาคเหล่านี้จะมีประจุไฟฟ้า อนุภาคนั้นเรียกว่ามีประจุ มีอนุภาคที่ไม่มีประจุไฟฟ้า แต่ไม่มีประจุไฟฟ้าหากไม่มีอนุภาค

ปฏิกิริยาระหว่างอนุภาคที่มีประจุเรียกว่าแม่เหล็กไฟฟ้า ค่าไฟฟ้า - ปริมาณทางกายภาพซึ่งกำหนดความเข้มของอันตรกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า เช่นเดียวกับที่มวลกำหนดความเข้มของอันตรกิริยาแรงโน้มถ่วง

ประจุไฟฟ้าของอนุภาคมูลฐานไม่ใช่ "กลไก" พิเศษในอนุภาคที่สามารถดึงออกจากอนุภาคนั้นได้ สลายตัวเป็นส่วนประกอบแล้วประกอบกลับเข้าไปใหม่ การมีประจุไฟฟ้าบนอิเล็กตรอนและอนุภาคอื่นๆ เป็นเพียงการมีอยู่เท่านั้น

ปฏิสัมพันธ์ของพลังบางอย่างระหว่างพวกเขา แต่โดยพื้นฐานแล้ว เราไม่รู้อะไรเกี่ยวกับข้อกล่าวหาเลย หากเราไม่รู้กฎของการมีปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ ความรู้เกี่ยวกับกฎแห่งปฏิสัมพันธ์ควรรวมอยู่ในแนวคิดของเราเกี่ยวกับการเรียกเก็บเงิน กฎหมายเหล่านี้ไม่ใช่เรื่องง่าย เป็นไปไม่ได้ที่จะระบุเป็นคำไม่กี่คำ ด้วยเหตุนี้จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะให้คำจำกัดความสั้นๆ ที่น่าพอใจว่าประจุไฟฟ้าคืออะไร

สัญญาณไฟฟ้าสองประการร่างกายทั้งหมดมีมวลจึงดึงดูดกัน วัตถุที่มีประจุสามารถดึงดูดและขับไล่ซึ่งกันและกันได้ นี้ ข้อเท็จจริงที่สำคัญที่สุดที่คุณคุ้นเคยจากหลักสูตรฟิสิกส์ระดับ VII หมายความว่าในธรรมชาติมีอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าของสัญญาณตรงกันข้าม หากสัญญาณประจุเหมือนกัน อนุภาคจะผลักกัน และหากมีสัญญาณต่างกัน พวกมันก็จะถูกดึงดูด

ประจุของอนุภาคมูลฐาน - โปรตอนซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทั้งหมด นิวเคลียสของอะตอมเรียกว่าบวก และประจุของอิเล็กตรอนเรียกว่าลบ ไม่มีความแตกต่างภายในระหว่างประจุบวกและประจุลบ หากสัญญาณของประจุของอนุภาคกลับกัน ธรรมชาติของปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าจะไม่เปลี่ยนแปลงเลย

ค่าใช้จ่ายเบื้องต้นนอกจากอิเล็กตรอนและโปรตอนแล้ว ยังมีอนุภาคมูลฐานที่มีประจุอีกหลายประเภท แต่มีเพียงอิเล็กตรอนและโปรตอนเท่านั้นที่สามารถดำรงอยู่ในสถานะอิสระได้อย่างไม่มีกำหนด อนุภาคที่มีประจุที่เหลือมีชีวิตอยู่น้อยกว่าหนึ่งในล้านวินาที พวกมันถือกำเนิดขึ้นในระหว่างการชนกันของอนุภาคมูลฐานเร็ว และดำรงอยู่ในช่วงเวลาสั้น ๆ ที่ไม่มีนัยสำคัญ ก็สลายตัว และกลายเป็นอนุภาคอื่น ๆ คุณจะคุ้นเคยกับอนุภาคเหล่านี้ในคลาส X

นิวตรอนเป็นอนุภาคที่ไม่มีประจุไฟฟ้า มวลของมันมากกว่ามวลของโปรตอนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น นิวตรอนและโปรตอนเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสของอะตอม

หากอนุภาคมูลฐานมีประจุ ดังที่การทดลองจำนวนมากได้แสดงให้เห็นแล้ว มูลค่าของมันนั้นแน่นอนอย่างเคร่งครัด (หนึ่งในการทดลองดังกล่าว - การทดลองของมิลลิแกนและไอออฟเฟ - ได้ถูกอธิบายไว้ในหนังสือเรียนสำหรับเกรด 7)

ประจุขั้นต่ำเรียกว่าประจุพื้นฐานซึ่งอนุภาคมูลฐานที่มีประจุทั้งหมดมีอยู่ ประจุของอนุภาคมูลฐานต่างกันเพียงสัญญาณเท่านั้น ไม่สามารถแยกประจุบางส่วนได้ เช่น ออกจากอิเล็กตรอน

การเจาะเข้าไปในส่วนลึกของไมโครเวิลด์เพิ่มเติมนั้นสัมพันธ์กับการเปลี่ยนจากระดับอะตอมไปเป็นระดับอนุภาคมูลฐาน เป็นอนุภาคมูลฐานตัวแรกใน ปลาย XIXวี. อิเล็กตรอนถูกค้นพบ และในทศวรรษแรกของศตวรรษที่ 20 - โฟตอน โปรตอน โพซิตรอน และนิวตรอน

หลังสงครามโลกครั้งที่สอง ด้วยการใช้เทคโนโลยีการทดลองที่ทันสมัย ​​และเหนือสิ่งอื่นใด เครื่องเร่งอันทรงพลัง ซึ่งในสภาวะของพลังงานสูงและความเร็วมหาศาลได้ถูกสร้างขึ้น การมีอยู่ของอนุภาคมูลฐานจำนวนมากได้ถูกสร้างขึ้น - มากกว่า 300 ตัว ในหมู่พวกเขา มีทั้งการค้นพบเชิงทดลองและการคำนวณทางทฤษฎี รวมถึงเสียงสะท้อน ควาร์ก และอนุภาคเสมือน

ภาคเรียน อนุภาคมูลฐานเดิมหมายถึงอนุภาคที่ง่ายที่สุดและไม่สามารถย่อยสลายได้เพิ่มเติมซึ่งรองรับการก่อตัวของวัสดุใดๆ ต่อมานักฟิสิกส์ได้ตระหนักถึงหลักการทั้งหมดของคำว่า "เบื้องต้น" ที่เกี่ยวข้องกับวัตถุขนาดเล็ก ตอนนี้ไม่ต้องสงสัยเลยว่าอนุภาคมีโครงสร้างอย่างใดอย่างหนึ่ง แต่ถึงกระนั้นชื่อที่เป็นที่ยอมรับในอดีตยังคงมีอยู่

ลักษณะสำคัญของอนุภาคมูลฐานคือ มวล ประจุ อายุเฉลี่ย เลขสปิน และควอนตัม

มวลการพักผ่อน อนุภาคมูลฐานถูกกำหนดโดยสัมพันธ์กับมวลนิ่งของอิเล็กตรอน มีอนุภาคมูลฐาน ที่ไม่มีมวลนิ่ง - โฟตอน. อนุภาคที่เหลือตามเกณฑ์นี้แบ่งออกเป็น เลปตัน- อนุภาคแสง (อิเล็กตรอนและนิวตริโน) มีซอน– อนุภาคขนาดกลางที่มีมวลตั้งแต่หนึ่งถึงพันอิเล็กตรอน แบริออน- อนุภาคหนักซึ่งมีมวลเกินมวลอิเล็กตรอนนับพัน และรวมถึงโปรตอน นิวตรอน ไฮเปอร์รอน และเสียงสะท้อนจำนวนมาก

ค่าไฟฟ้า ถือเป็นลักษณะสำคัญอีกประการหนึ่งของอนุภาคมูลฐาน อนุภาคที่รู้จักทั้งหมดมีประจุบวก ลบ หรือศูนย์ แต่ละอนุภาค ยกเว้นโฟตอนและสองมีซอน จะสอดคล้องกับปฏิปักษ์ที่มีประจุตรงกันข้าม ประมาณปี พ.ศ. 2506-2507 มีการเสนอสมมติฐานเกี่ยวกับการดำรงอยู่ ควาร์ก– อนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าเป็นเศษส่วน สมมติฐานนี้ยังไม่ได้รับการยืนยันจากการทดลอง

ตลอดชีวิต อนุภาคจะถูกแบ่งออกเป็น มั่นคง และ ไม่เสถียร . มีอนุภาคเสถียรอยู่ห้าชนิด ได้แก่ โฟตอน นิวทริโนสองชนิด อิเล็กตรอน และโปรตอน เป็นอนุภาคเสถียรที่มีบทบาทสำคัญในโครงสร้างของมาโครบอดี อนุภาคอื่นๆ ทั้งหมดไม่เสถียร โดยมีอยู่ประมาณ 10 -10 -10 -24 วินาที หลังจากนั้นจึงสลายตัว อนุภาคมูลฐานที่มีอายุการใช้งานเฉลี่ย 10–23–10–22 วินาทีเรียกว่า เสียงสะท้อน. เนื่องจากมีอายุสั้น พวกมันจึงสลายตัวก่อนที่จะออกจากอะตอมหรือนิวเคลียสของอะตอมด้วยซ้ำ สถานะเรโซแนนซ์ถูกคำนวณตามทฤษฎี ซึ่งไม่สามารถตรวจพบได้ในการทดลองจริง

นอกจากประจุ มวล และอายุการใช้งานแล้ว อนุภาคมูลฐานยังอธิบายได้ด้วยแนวคิดที่ไม่มีความคล้ายคลึงกันในฟิสิกส์คลาสสิก: แนวคิด กลับ . การหมุนคือโมเมนตัมเชิงมุมภายในของอนุภาคที่ไม่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของมัน สปินมีลักษณะเฉพาะคือ หมุนหมายเลขควอนตัม สซึ่งสามารถรับค่าจำนวนเต็ม (±1) หรือค่าครึ่งจำนวนเต็ม (±1/2) อนุภาคที่มีจำนวนเต็มหมุน – โบซอนด้วยจำนวนเต็มครึ่ง – เฟอร์มิออน. อิเล็กตรอนจัดอยู่ในประเภทเฟอร์มิออน ตามหลักการของเพาลี อะตอมไม่สามารถมีอิเล็กตรอนมากกว่าหนึ่งตัวที่มีเลขควอนตัมชุดเดียวกันได้ n,ม,ล,ส. อิเล็กตรอนซึ่งสอดคล้องกับฟังก์ชันคลื่นที่มีจำนวน n เท่ากันนั้นมีพลังงานใกล้เคียงกันมากและก่อตัวในอะตอม เปลือกอิเล็กตรอน. ความแตกต่างของตัวเลข l จะกำหนด "เปลือกย่อย" ส่วนตัวเลขควอนตัมที่เหลือจะเป็นตัวกำหนดการเติมตามที่กล่าวไว้ข้างต้น

ในลักษณะของอนุภาคมูลฐานมีแนวคิดที่สำคัญอีกประการหนึ่ง ปฏิสัมพันธ์. ตามที่ระบุไว้ก่อนหน้านี้ ปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคมูลฐานสี่ประเภทเป็นที่ทราบกัน: แรงโน้มถ่วง,อ่อนแอ,แม่เหล็กไฟฟ้าและ แข็งแกร่ง(นิวเคลียร์)

อนุภาคทั้งหมดมีมวลนิ่ง ( ม 0) มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาโน้มถ่วง และประจุก็มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าด้วย Leptons ยังมีส่วนร่วมในปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอ Hadrons มีส่วนร่วมในการโต้ตอบพื้นฐานทั้งสี่ครั้ง

ตาม ทฤษฎีควอนตัมฟิลด์ การโต้ตอบทั้งหมดจะดำเนินการผ่านการแลกเปลี่ยน อนุภาคเสมือน นั่นคืออนุภาคที่มีการดำรงอยู่สามารถตัดสินได้ทางอ้อมเท่านั้นจากการสำแดงบางอย่างผ่านเอฟเฟกต์รองบางอย่าง ( อนุภาคจริง สามารถบันทึกได้โดยตรงโดยใช้เครื่องมือ)

ปรากฎว่าปฏิสัมพันธ์ที่รู้จักทั้งสี่ประเภท - แรงโน้มถ่วง, แม่เหล็กไฟฟ้า, แรงและอ่อน - มีลักษณะเกจและอธิบายด้วยสมมาตรเกจ นั่นคือปฏิสัมพันธ์ทั้งหมดถูกสร้างขึ้น "จากช่องว่างเดียวกัน" สิ่งนี้ทำให้เรามีความหวังว่าจะเป็นไปได้ที่จะพบ "กุญแจดอกเดียวสำหรับล็อคที่รู้จักทั้งหมด" และอธิบายวิวัฒนาการของจักรวาลจากสถานะที่แสดงโดยซูเปอร์ฟิลด์สมมาตรยิ่งยวดเดียว จากสถานะซึ่งความแตกต่างระหว่างประเภทของปฏิสัมพันธ์ ระหว่างอนุภาคทุกชนิดของสสารและควอนตัมสนามยังไม่ปรากฏ

มีหลายวิธีในการจำแนกอนุภาคมูลฐาน ตัวอย่างเช่น อนุภาคแบ่งออกเป็นเฟอร์มิออน (อนุภาคเฟอร์มี) - อนุภาคของสสารและโบซอน (อนุภาคโบส) - ควอนตัมสนาม

อีกวิธีหนึ่ง อนุภาคจะถูกแบ่งออกเป็น 4 คลาส: โฟตอน, เลปตอน, มีซอน, แบริออน

โฟตอน (ควอนตัมสนามแม่เหล็กไฟฟ้า) มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า แต่ไม่มีปฏิกิริยารุนแรง อ่อน หรือแรงโน้มถ่วง

เลปตันส์ ได้ชื่อมาจากคำภาษากรีก ลเอทอส- ง่าย. ซึ่งรวมถึงอนุภาคที่ไม่มีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรง: มิวออน (μ – , μ +), อิเล็กตรอน (е – , у +), นิวตริโนอิเล็กตรอน (v e – ,v e +) และมิวออนนิวตริโน (v – m, v + m) เลปตอนทั้งหมดมีการหมุน 1/2 ดังนั้นจึงเป็นเฟอร์มิออน เลปตอนทั้งหมดมีปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอ ผู้ที่มีประจุไฟฟ้า (เช่น มิวออนและอิเล็กตรอน) ก็มีแรงแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นกัน

มีซอนส์ – อนุภาคที่ไม่เสถียรที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงซึ่งไม่มีประจุที่เรียกว่าแบริออน หนึ่งในนั้นคือ ร-มีซอนหรือไพออน (π + , π – , π 0) ถึง-mesons หรือ kaons (K +, K –, K 0) และ นี้-มีซอน (η) . น้ำหนัก ถึง-mesons อยู่ที่ ~970me (494 MeV สำหรับการชาร์จและ 498 MeV สำหรับค่าเป็นกลาง ถึง-มีซอน) ตลอดชีวิต ถึง- mesons มีขนาดประมาณ 10 –8 วินาที พวกมันสลายตัวเป็นรูปเป็นร่าง ฉัน-มีซอนและเลปตันหรือเลปตันเท่านั้น น้ำหนัก นี้- มีซอนอยู่ที่ 549 MeV (1,074 เมกะไบต์) อายุการใช้งานประมาณ 10–19 วินาที นี้-มีซอนสลายตัวเป็น π-มีซอน และ γ-โฟตอน ต่างจากเลปตันตรงที่มีปฏิสัมพันธ์แบบมีซอนไม่เพียงแต่มีปฏิสัมพันธ์แบบอ่อน (และหากพวกมันมีประจุ จะเป็นแม่เหล็กไฟฟ้า) เท่านั้น แต่ยังมีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงอีกด้วย ซึ่งจะปรากฏออกมาเมื่อพวกมันมีปฏิสัมพันธ์กัน เช่นเดียวกับระหว่างปฏิสัมพันธ์ระหว่างมีซอนและแบริออน มีซอนทั้งหมดมีการหมุนเป็นศูนย์ ดังนั้นพวกมันจึงเป็นโบซอน

ระดับ แบริออน รวมนิวคลีออน (p,n) และอนุภาคที่ไม่เสถียรซึ่งมีมวลมากกว่ามวลของนิวคลีออน เรียกว่าไฮเปอร์รอน แบริออนทั้งหมดมีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรง ดังนั้นจึงมีปฏิกิริยาโต้ตอบกับนิวเคลียสของอะตอมอย่างแข็งขัน การหมุนของแบริออนทั้งหมดคือ ½ ดังนั้นแบริออนจึงเป็นเฟอร์มิออน แบริออนทั้งหมดไม่เสถียร ยกเว้นโปรตอน ในระหว่างการสลายตัวของแบริออนพร้อมกับอนุภาคอื่นๆ แบริออนจะต้องก่อตัวขึ้น รูปแบบนี้ก็เป็นการแสดงอาการอย่างหนึ่ง กฎหมายอนุรักษ์ค่าธรรมเนียมแบริออน.

นอกจากอนุภาคที่ระบุไว้ข้างต้นแล้ว ยังมีการค้นพบอนุภาคอายุสั้นที่มีปฏิกิริยารุนแรงจำนวนมากซึ่งเรียกว่า เสียงสะท้อน . อนุภาคเหล่านี้เป็นสถานะเรโซแนนซ์ที่เกิดจากอนุภาคมูลฐานตั้งแต่สองตัวขึ้นไป อายุการใช้งานเสียงสะท้อนมีเพียง ~ 10 –23 –10 –22 วิ

อนุภาคมูลฐานและอนุภาคขนาดเล็กที่ซับซ้อนสามารถสังเกตได้เนื่องจากมีร่องรอยที่พวกมันทิ้งไว้เมื่อพวกมันผ่านสสาร ธรรมชาติของร่องรอยช่วยให้เราสามารถตัดสินสัญญาณของประจุของอนุภาค พลังงานของมัน โมเมนตัม ฯลฯ อนุภาคที่มีประจุทำให้เกิดการแตกตัวเป็นไอออนของโมเลกุลตามเส้นทางของพวกมัน อนุภาคที่เป็นกลางจะไม่ทิ้งร่องรอยไว้ แต่สามารถเปิดเผยตัวเองได้ในขณะที่สลายตัวเป็นอนุภาคที่มีประจุหรือในขณะที่ชนกับนิวเคลียสใดๆ ด้วยเหตุนี้ ในที่สุดอนุภาคที่เป็นกลางก็จะถูกตรวจพบโดยการไอออไนซ์ที่เกิดจากอนุภาคที่มีประจุที่พวกมันสร้างขึ้น

อนุภาคและปฏิปักษ์. ในปี 1928 นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ P. Dirac พยายามค้นหาสมการเชิงกลควอนตัมเชิงสัมพันธ์สำหรับอิเล็กตรอน ซึ่งทำให้เกิดผลที่ตามมาที่น่าทึ่งหลายประการตามมา ประการแรก จากสมการนี้ ค่าการหมุนและตัวเลขของโมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอนจะได้มาตามธรรมชาติ โดยไม่มีสมมติฐานเพิ่มเติม ดังนั้น ปรากฎว่าการหมุนเป็นทั้งปริมาณควอนตัมและปริมาณเชิงสัมพันธ์ แต่นี่ไม่ได้หมดความสำคัญของสมการดิแรกไปเสียหมด นอกจากนี้ยังทำให้สามารถทำนายการมีอยู่ของปฏิปักษ์ของอิเล็กตรอนได้ด้วย โพซิตรอน. จากสมการ Dirac ไม่เพียงแต่จะได้รับค่าบวกเท่านั้น แต่ยังได้รับค่าลบสำหรับพลังงานทั้งหมดของอิเล็กตรอนอิสระอีกด้วย การศึกษาสมการแสดงให้เห็นว่าสำหรับโมเมนตัมของอนุภาคที่กำหนด มีวิธีแก้สมการที่สอดคล้องกับพลังงาน: .

ระหว่างพลังงานลบที่ยิ่งใหญ่ที่สุด (- มจ กับ 2) และพลังงานบวกน้อยที่สุด (+ มจ ค 2) มีช่วงค่าพลังงานที่ไม่สามารถรับรู้ได้ ความกว้างของช่วงนี้คือ 2 มจ กับ 2. ดังนั้นจึงได้รับค่าลักษณะเฉพาะของพลังงานสองภูมิภาค: หนึ่งเริ่มต้นด้วย + มจ กับ 2 และขยายไปถึง +∞ ส่วนอีกอันเริ่มต้นจาก – มจ กับ 2 และขยายไปจนถึง –∞

อนุภาคที่มีพลังงานลบจะต้องมีคุณสมบัติที่แปลกมาก การเปลี่ยนผ่านไปสู่สภาวะที่มีพลังงานน้อยลงเรื่อยๆ (นั่นคือ เมื่อพลังงานเชิงลบเพิ่มขึ้นตามขนาด) ก็สามารถปล่อยพลังงานออกมาได้ เช่น ในรูปของการแผ่รังสี และเนื่องจาก | อี| อนุภาคที่มีพลังงานเชิงลบสามารถปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมาได้อย่างไม่จำกัด ข้อสรุปที่คล้ายกันสามารถบรรลุได้ด้วยวิธีต่อไปนี้: จากความสัมพันธ์ อี=มจ กับ 2 ตามมาว่าอนุภาคที่มีพลังงานลบก็จะมีมวลลบเช่นกัน ภายใต้อิทธิพลของแรงเบรก อนุภาคที่มีมวลลบไม่ควรช้าลง แต่เร่งความเร็ว โดยทำงานปริมาณมากอย่างไม่สิ้นสุดกับแหล่งที่มาของแรงเบรก เมื่อพิจารณาถึงความยากลำบากเหล่านี้ ดูเหมือนว่าจำเป็นต้องยอมรับว่ารัฐที่มีพลังด้านลบควรถูกแยกออกจากการพิจารณา เนื่องจากจะนำไปสู่ผลลัพธ์ที่ไร้สาระ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้อาจขัดแย้งกับหลักการทั่วไปบางประการของกลศาสตร์ควอนตัม ดังนั้น Dirac จึงเลือกเส้นทางอื่น เขาเสนอว่าการเปลี่ยนผ่านของอิเล็กตรอนไปสู่สถานะที่มีพลังงานเชิงลบมักจะไม่สังเกตด้วยเหตุผลที่ว่าระดับที่มีอยู่ทั้งหมดที่มีพลังงานเชิงลบนั้นถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอนแล้ว

จากข้อมูลของ Dirac สุญญากาศคือสถานะที่พลังงานเชิงลบทุกระดับถูกครอบครองโดยอิเล็กตรอน และระดับที่มีพลังงานบวกนั้นเป็นอิสระ เนื่องจากทุกระดับที่อยู่ต่ำกว่าแถบต้องห้ามจะถูกครอบครองโดยไม่มีข้อยกเว้น อิเล็กตรอนในระดับเหล่านี้จึงไม่เปิดเผยตัวเองในทางใดทางหนึ่ง หากอิเล็กตรอนตัวใดตัวหนึ่งที่อยู่ในระดับลบได้รับพลังงาน อี≥ 2มจ กับ 2 จากนั้นอิเล็กตรอนนี้จะเข้าสู่สถานะที่มีพลังงานบวกและจะมีพฤติกรรมตามปกติเหมือนอนุภาคที่มีมวลบวกและประจุลบ อนุภาคที่ทำนายตามทฤษฎีตัวแรกนี้เรียกว่าโพซิตรอน เมื่อโพซิตรอนพบกับอิเล็กตรอน พวกมันจะทำลายล้าง (หายไป) - อิเล็กตรอนจะเคลื่อนที่จากระดับบวกไปยังระดับลบที่ว่าง พลังงานที่สอดคล้องกับความแตกต่างระหว่างระดับเหล่านี้จะถูกปล่อยออกมาในรูปของรังสี ในรูป 4 ลูกศร 1 แสดงถึงกระบวนการสร้างคู่อิเล็กตรอน-โพซิตรอน และลูกศร 2 - การทำลายล้าง คำว่า "การทำลายล้าง" ไม่ควรใช้ตามตัวอักษร โดยพื้นฐานแล้ว สิ่งที่เกิดขึ้นไม่ใช่การหายไป แต่เป็นการเปลี่ยนแปลงของอนุภาคบางชนิด (อิเล็กตรอนและโพซิตรอน) ไปเป็นอนุภาคอื่น (γ-โฟตอน)

มีอนุภาคที่เหมือนกันกับปฏิปักษ์ (นั่นคือไม่มีปฏิปักษ์) อนุภาคดังกล่าวเรียกว่าเป็นกลางอย่างยิ่ง ซึ่งรวมถึงโฟตอน π 0 เมซอน และ η มีซอน อนุภาคที่เหมือนกันกับปฏิปักษ์ของพวกมันไม่สามารถทำลายล้างได้ อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ได้หมายความว่าพวกมันไม่สามารถเปลี่ยนเป็นอนุภาคอื่นได้เลย

หากแบริออน (นั่นคือ นิวคลีออนและไฮเปอร์รอน) ได้รับการกำหนดให้มีประจุแบริออน (หรือหมายเลขแบริออน) ใน= +1, แอนติแบริออน – ประจุแบริออน ใน= –1 และอนุภาคอื่นๆ ทั้งหมดมีประจุแบริออน ใน= 0 ดังนั้น กระบวนการทั้งหมดที่เกิดขึ้นโดยมีแบริออนและแอนติแบริออนมีส่วนร่วมจะถูกแสดงคุณลักษณะโดยการอนุรักษ์แบริออนประจุ เช่นเดียวกับที่กระบวนการมีลักษณะเฉพาะโดยการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า กฎการอนุรักษ์ประจุแบริออนจะกำหนดความเสถียรของแบริออนที่นิ่มที่สุด ซึ่งก็คือโปรตอน การแปลงปริมาณทั้งหมดที่อธิบาย ระบบทางกายภาพซึ่งอนุภาคทั้งหมดจะถูกแทนที่ด้วยปฏิปักษ์ (เช่น อิเล็กตรอนที่มีโปรตอน และโปรตอนที่มีอิเล็กตรอน ฯลฯ) เรียกว่าประจุผัน

อนุภาคแปลกๆถึง-มีซอนและไฮเปอร์รอนถูกค้นพบโดยเป็นส่วนหนึ่งของรังสีคอสมิกในช่วงต้นทศวรรษที่ 50 ของศตวรรษที่ XX ตั้งแต่ปีพ.ศ. 2496 ได้มีการผลิตโดยใช้เครื่องเร่งความเร็ว พฤติกรรมของอนุภาคเหล่านี้กลายเป็นเรื่องผิดปกติจนถูกเรียกว่าแปลก พฤติกรรมที่ผิดปกติของอนุภาคแปลก ๆ คือพวกมันเกิดขึ้นอย่างชัดเจนเนื่องจากมีปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงกับเวลาลักษณะเฉพาะลำดับ 10–23 วินาที และอายุขัยของพวกมันกลายเป็นลำดับ 10–8–10–10 วินาที กรณีหลังนี้บ่งชี้ว่าการสลายตัวของอนุภาคเกิดขึ้นอันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาที่อ่อนแอ ยังไม่ชัดเจนเลยว่าทำไมอนุภาคแปลก ๆ ถึงอยู่ได้นานขนาดนี้ เนื่องจากอนุภาคเดียวกัน (π-มีซอนและโปรตอน) เกี่ยวข้องกับการสร้างและการสลายของไฮเปอร์รอน เป็นที่น่าแปลกใจที่อัตรา (นั่นคือ ความน่าจะเป็น) ของทั้งสองกระบวนการจึงแตกต่างกันมาก การวิจัยเพิ่มเติมแสดงให้เห็นว่าอนุภาคแปลก ๆ เกิดขึ้นเป็นคู่ สิ่งนี้นำไปสู่แนวคิดที่ว่าปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรงไม่สามารถมีบทบาทในการสลายตัวของอนุภาคได้เนื่องจากการมีอยู่ของอนุภาคแปลก ๆ สองตัวเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการปรากฏตัวของพวกมัน ด้วยเหตุผลเดียวกัน การสร้างอนุภาคแปลก ๆ เพียงครั้งเดียวจึงเป็นไปไม่ได้

เพื่ออธิบายข้อห้ามในการผลิตอนุภาคแปลก ๆ เพียงครั้งเดียว M. Gell-Mann และ K. Nishijima ได้แนะนำเลขควอนตัมใหม่ ซึ่งตามสมมติฐานแล้ว ควรรักษามูลค่ารวมไว้ภายใต้ปฏิสัมพันธ์ที่รุนแรง นี่คือเลขควอนตัม สได้รับการตั้งชื่อ ความแปลกประหลาดของอนุภาค. ที่ ปฏิสัมพันธ์ที่อ่อนแอความแปลกประหลาดอาจไม่คงอยู่ ดังนั้นจึงมีสาเหตุมาจากอนุภาคที่มีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงเท่านั้น - มีซอนและแบริออน

นิวตริโนนิวตริโนเป็นอนุภาคเดียวที่ไม่มีส่วนร่วมในปฏิกิริยาที่รุนแรงหรือทางแม่เหล็กไฟฟ้า หากไม่นับรวมปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงซึ่งอนุภาคทั้งหมดมีส่วนร่วม นิวตริโนสามารถมีส่วนร่วมในปฏิกิริยาที่อ่อนแอเท่านั้น

เป็นเวลานานแล้วที่ยังไม่ชัดเจนว่านิวตริโนแตกต่างจากแอนตินิวตริโนอย่างไร การค้นพบกฎการอนุรักษ์ความเท่าเทียมกันทำให้สามารถตอบคำถามนี้ได้: พวกมันต่างกันในความเฮฮา ภายใต้ ความสุขเข้าใจความสัมพันธ์บางอย่างระหว่างทิศทางของแรงกระตุ้น รและกลับมา สอนุภาค Helicity ถือเป็นค่าบวกหากการหมุนและโมเมนตัมไปในทิศทางเดียวกัน ในกรณีนี้ ทิศทางการเคลื่อนที่ของอนุภาค ( ร) และทิศทางของ "การหมุน" ที่สอดคล้องกับการหมุนทำให้เกิดสกรูทางขวา เมื่อการหมุนและโมเมนตัมมีทิศทางตรงกันข้าม ความเร่งจะเป็นลบ (การเคลื่อนที่ในการแปลและ "การหมุน" ก่อตัวเป็นสกรูสำหรับมือซ้าย) ตามทฤษฎีของนิวทริโนตามยาวที่พัฒนาโดย Yang, Lee, Landau และ Salam นิวตริโนทั้งหมดที่มีอยู่ในธรรมชาติโดยไม่คำนึงถึงวิธีการกำเนิดของพวกมันนั้น จะถูกโพลาไรซ์ตามยาวโดยสมบูรณ์เสมอ (นั่นคือ การหมุนของพวกมันจะถูกกำกับขนานหรือตรงกันข้ามกับโมเมนตัม ร). นิวตริโนก็มี เชิงลบ(ซ้าย) ความเฮลิซิตี้ (สอดคล้องกับอัตราส่วนทิศทาง สและ รดังแสดงในรูป 5 (b), แอนตินิวตริโน – เฮลิซิตี้เชิงบวก (ถนัดขวา) (a) ดังนั้นความเฮลิซิตี้จึงเป็นสิ่งที่ทำให้นิวตริโนแตกต่างจากแอนตินิวตริโน

ข้าว. 5.โครงการความเฮลิซิตี้ของอนุภาคมูลฐาน

ระบบของอนุภาคมูลฐานรูปแบบที่สังเกตได้ในโลกของอนุภาคมูลฐานสามารถกำหนดได้ในรูปแบบของกฎหมายอนุรักษ์ มีกฎหมายดังกล่าวสะสมไว้ค่อนข้างมากแล้ว บางส่วนอาจไม่แม่นยำ แต่เป็นเพียงการประมาณเท่านั้น กฎหมายอนุรักษ์แต่ละฉบับแสดงถึงความสมมาตรของระบบ กฎการอนุรักษ์โมเมนตัม ร, โมเมนตัมเชิงมุม ลและพลังงาน อีสะท้อนคุณสมบัติความสมมาตรของอวกาศและเวลา: การอนุรักษ์ อีเป็นผลมาจากความสม่ำเสมอของเวลาการเก็บรักษา รเนื่องจากความสม่ำเสมอของพื้นที่และการดูแลรักษา ล– ไอโซโทรปีของมัน กฎการอนุรักษ์ความเท่าเทียมกันสัมพันธ์กับความสมมาตรระหว่างด้านขวาและด้านซ้าย ( ร-ค่าคงที่) ความสมมาตรที่เกี่ยวข้องกับการผันประจุ (ความสมมาตรของอนุภาคและปฏิอนุภาค) นำไปสู่การอนุรักษ์ความเท่าเทียมกันของประจุ ( กับ-ค่าคงที่) กฎการอนุรักษ์ประจุไฟฟ้า แบริออน และเลปตันแสดงความสมมาตรเป็นพิเศษ กับ-ฟังก์ชั่น. ในที่สุด กฎการอนุรักษ์การหมุนของไอโซโทปก็สะท้อนถึงไอโซโทปของปริภูมิไอโซโทป การไม่ปฏิบัติตามกฎหมายอนุรักษ์ข้อใดข้อหนึ่งหมายถึงการละเมิดประเภทสมมาตรที่สอดคล้องกันในการโต้ตอบนี้

ในโลกของอนุภาคมูลฐาน มีการใช้กฎต่อไปนี้: อนุญาตให้ทุกสิ่งที่กฎหมายอนุรักษ์ไม่ได้ห้ามไว้. ส่วนหลังมีบทบาทเป็นกฎการแยกที่ควบคุมการสับเปลี่ยนของอนุภาค ก่อนอื่น ให้เราสังเกตกฎการอนุรักษ์พลังงาน โมเมนตัม และประจุไฟฟ้า กฎทั้งสามข้อนี้อธิบายความเสถียรของอิเล็กตรอน จากการอนุรักษ์พลังงานและโมเมนตัม มวลนิ่งรวมของผลิตภัณฑ์สลายตัวจะต้องน้อยกว่ามวลนิ่งของอนุภาคที่สลายตัว ซึ่งหมายความว่าอิเล็กตรอนสามารถสลายตัวได้เพียงนิวตริโนและโฟตอนเท่านั้น แต่อนุภาคเหล่านี้มีความเป็นกลางทางไฟฟ้า ปรากฎว่าอิเล็กตรอนไม่มีใครถ่ายโอนประจุไฟฟ้าไปให้ ดังนั้นจึงมีเสถียรภาพ

ควาร์กมีอนุภาคมากมายที่เรียกว่าอนุภาคมูลฐานจนเกิดความสงสัยร้ายแรงเกี่ยวกับธรรมชาติเบื้องต้นของพวกมัน อนุภาคที่มีปฏิกิริยาโต้ตอบกันอย่างรุนแรงแต่ละตัวมีลักษณะเฉพาะด้วยเลขควอนตัมบวกอิสระสามตัว: ประจุ ถาม, ไฮเปอร์ชาร์จ ยูและประจุแบริออน ใน. ในเรื่องนี้ มีสมมติฐานเกิดขึ้นว่าอนุภาคทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคพื้นฐานสามอนุภาคซึ่งเป็นพาหะของประจุเหล่านี้ ในปี 1964 Gell-Mann และนักฟิสิกส์ชาวสวิส Zweig ได้ตั้งสมมติฐานว่าอนุภาคมูลฐานทั้งหมดถูกสร้างขึ้นจากอนุภาคสามอนุภาคที่เรียกว่าควาร์ก โดยเป็นอิสระจากเขา อนุภาคเหล่านี้ถูกกำหนดให้เป็นเลขควอนตัมที่เป็นเศษส่วน โดยเฉพาะประจุไฟฟ้าเท่ากับ +⅔; –⅓; +⅓ ตามลำดับสำหรับควาร์กทั้งสามตัว ควาร์กเหล่านี้มักจะถูกกำหนดด้วยตัวอักษร ยู,ดี,ส. นอกจากควาร์กแล้ว ยังพิจารณาโบราณควาร์กด้วย ( ยู,ง,ส) จนถึงปัจจุบันมีการรู้จักควาร์ก 12 ตัว - 6 ควาร์กและ 6 แอนติควาร์ก มีซอนเกิดจากคู่ควาร์ก-แอนติควาร์ก และแบริออนเกิดจากควาร์ก 3 ตัว ตัวอย่างเช่น โปรตอนและนิวตรอนประกอบด้วยควาร์ก 3 ตัว ซึ่งทำให้โปรตอนหรือนิวตรอนไม่มีสี ดังนั้นการโต้ตอบที่รุนแรงสามข้อจึงมีความโดดเด่น - สีแดง ( ร), สีเหลือง ( ย) และสีเขียว ( ช).

ควาร์กแต่ละตัวจะมีโมเมนต์แม่เหล็กเท่ากัน (μV) ซึ่งค่าดังกล่าวไม่ได้ถูกกำหนดจากทฤษฎี การคำนวณบนพื้นฐานของสมมติฐานนี้ให้ค่าของโมเมนต์แม่เหล็ก μ p สำหรับโปรตอน = μ kv และสำหรับนิวตรอน μ n = – ⅔μ ตร.ม.

ดังนั้น สำหรับอัตราส่วนของโมเมนต์แม่เหล็ก จะได้ค่า μ p / μn = –⅔ เป็นข้อตกลงที่ดีเยี่ยมกับมูลค่าการทดลอง

โดยพื้นฐานแล้ว สีของควาร์ก (เช่น สัญลักษณ์ของประจุไฟฟ้า) เริ่มแสดงความแตกต่างในคุณสมบัติที่กำหนดแรงดึงดูดและการผลักกันของควาร์ก โดยการเปรียบเทียบกับควอนตัมของสนามปฏิกิริยาต่างๆ (โฟตอนในปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้า ร-มีซอนในปฏิกิริยารุนแรง ฯลฯ) อนุภาคที่นำพาปฏิกิริยาระหว่างควาร์กถูกนำมาใช้ อนุภาคเหล่านี้ถูกเรียกว่า กลูออน. พวกมันถ่ายโอนสีจากควาร์กหนึ่งไปยังอีกควาร์ก ทำให้ควาร์กจับตัวไว้ด้วยกัน ในฟิสิกส์ควาร์ก มีการกำหนดสมมติฐานการกักขัง (จากภาษาอังกฤษ. การคุมขัง– การดักจับ) ควาร์ก ซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะลบควาร์กออกจากทั้งหมด มันสามารถดำรงอยู่ได้เพียงองค์ประกอบของส่วนรวมเท่านั้น การดำรงอยู่ของควาร์กในฐานะอนุภาคจริงในฟิสิกส์สามารถพิสูจน์ได้อย่างน่าเชื่อถือ

ความคิดเรื่องควาร์กกลับกลายเป็นว่าเกิดผลมาก มันทำให้เป็นไปได้ไม่เพียงแต่ในการจัดระบบอนุภาคที่รู้จักแล้วเท่านั้น แต่ยังทำนายอนุภาคใหม่ทั้งหมดได้อีกด้วย สถานการณ์ที่พัฒนาขึ้นในฟิสิกส์ของอนุภาคมูลฐานนั้นชวนให้นึกถึงสถานการณ์ที่สร้างขึ้นในฟิสิกส์อะตอมหลังจากการค้นพบกฎธาตุในปี พ.ศ. 2412 โดย D. I. Mendelev แม้ว่าสาระสำคัญของกฎหมายนี้จะได้รับการชี้แจงเพียงประมาณ 60 ปีหลังจากการสร้างกลศาสตร์ควอนตัม แต่ก็ทำให้สามารถจัดระบบองค์ประกอบทางเคมีที่รู้จักในเวลานั้นและยังนำไปสู่การทำนายการมีอยู่ขององค์ประกอบใหม่และคุณสมบัติของพวกมัน . ในทำนองเดียวกัน นักฟิสิกส์ได้เรียนรู้ที่จะจัดระบบอนุภาคมูลฐาน และอนุกรมวิธานที่พัฒนาแล้วทำให้สามารถทำนายการมีอยู่ของอนุภาคใหม่และคาดการณ์คุณสมบัติของพวกมันได้ในบางกรณี

ดังนั้น ในปัจจุบัน ควาร์กและเลปตันจึงถือเป็นเรื่องเบื้องต้นอย่างแท้จริง มี 12 รายการหรือร่วมกับการต่อต้านการแชท - 24 นอกจากนี้ยังมีอนุภาคที่ให้ปฏิสัมพันธ์พื้นฐานสี่ประการ (ควอนตัมปฏิสัมพันธ์) มีอนุภาคอยู่ 13 ชนิด ได้แก่ กราวิตอน โฟตอน ว± - และ ซี-อนุภาคและ 8 กลูออน

ทฤษฎีอนุภาคมูลฐานที่มีอยู่ไม่สามารถระบุจุดเริ่มต้นของอนุกรมได้ เช่น อะตอม นิวเคลียส ฮาดรอน ควาร์กในอนุกรมนี้ โครงสร้างวัสดุที่ซับซ้อนกว่าแต่ละโครงสร้างจะรวมโครงสร้างที่ง่ายกว่าไว้ด้วย เช่น ส่วนประกอบ. เห็นได้ชัดว่าสิ่งนี้ไม่สามารถดำเนินต่อไปได้อย่างไม่มีกำหนด สันนิษฐานว่าสายโซ่ของโครงสร้างวัสดุที่อธิบายไว้นั้นมีพื้นฐานมาจากวัตถุที่มีลักษณะแตกต่างโดยพื้นฐาน แสดงให้เห็นว่าวัตถุดังกล่าวอาจไม่มีลักษณะเหมือนปลายแหลม แต่ขยายออกไป แม้ว่าจะมีรูปร่างที่เล็กมาก (~10-33 ซม.) ก็ตาม เรียกว่า สายเหนือแนวคิดที่อธิบายไว้นั้นไม่สามารถเกิดขึ้นได้ในพื้นที่สี่มิติของเรา โดยทั่วไปแล้วสาขาวิชาฟิสิกส์นี้เป็นนามธรรมอย่างยิ่งและเป็นการยากมากที่จะค้นหาแบบจำลองทางสายตาที่ช่วยลดความซับซ้อนของการรับรู้แนวคิดที่มีอยู่ในทฤษฎีอนุภาคมูลฐาน อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีเหล่านี้ช่วยให้นักฟิสิกส์สามารถแสดงการเปลี่ยนแปลงและการพึ่งพาซึ่งกันและกันของวัตถุขนาดเล็กที่ "พื้นฐานที่สุด" ซึ่งเชื่อมโยงกับคุณสมบัติของกาล-อวกาศสี่มิติ มีแนวโน้มมากที่สุดคือสิ่งที่เรียกว่า ทฤษฎี M (ม – จาก ความลึกลับ- ปริศนาความลับ) เธอกำลังทำงานอยู่ พื้นที่สิบสองมิติ . ท้ายที่สุด ในระหว่างการเปลี่ยนแปลงสู่โลกสี่มิติที่เรารับรู้โดยตรง มิติที่ “พิเศษ” ทั้งหมดจะ “พังทลาย” จนถึงขณะนี้ ทฤษฎี M เป็นเพียงทฤษฎีเดียวที่ทำให้สามารถลดปฏิสัมพันธ์พื้นฐานสี่อย่างให้เหลือเพียงหนึ่งเดียว หรือที่เรียกว่า มหาอำนาจ.สิ่งสำคัญคือทฤษฎี M อนุญาตให้มีการมีอยู่ของโลกที่แตกต่างและสร้างเงื่อนไขที่รับประกันการเกิดขึ้นของโลกของเรา ทฤษฎี M ยังไม่ได้รับการพัฒนาเพียงพอ เชื่อกันว่ารอบชิงชนะเลิศ "ทฤษฎีของทุกสิ่ง" ตามทฤษฎี M จะถูกสร้างขึ้นในศตวรรษที่ 21

อนุภาคมูลฐาน คือ อนุภาคที่เล็กที่สุด แบ่งแยกไม่ได้ และไม่มีโครงสร้าง

พื้นฐานของอิเล็กโทรไดนามิกส์

ไฟฟ้ากระแส– สาขาวิชาฟิสิกส์ที่ศึกษาปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า ปฏิสัมพันธ์ทางแม่เหล็กไฟฟ้า– อันตรกิริยาของอนุภาคที่มีประจุ วัตถุประสงค์หลักของการศึกษาเกี่ยวกับไฟฟ้าพลศาสตร์คือไฟฟ้าและ สนามแม่เหล็กสร้างขึ้นจากประจุไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้า

หัวข้อที่ 1. สนามไฟฟ้า (ไฟฟ้าสถิต)

ไฟฟ้าสถิต –สาขาหนึ่งของพลศาสตร์ไฟฟ้าที่ศึกษาปฏิสัมพันธ์ของประจุคงที่ (คงที่)

ค่าไฟฟ้า.

ร่างกายทั้งหมดถูกไฟฟ้า

การทำให้ร่างกายเกิดไฟฟ้าหมายถึงการให้ประจุไฟฟ้าแก่ร่างกาย

ร่างกายที่ถูกไฟฟ้ามีปฏิกิริยาโต้ตอบ - พวกมันดึงดูดและขับไล่

ยิ่งร่างกายมีกระแสไฟฟ้ามากเท่าไร พวกมันก็จะยิ่งมีปฏิสัมพันธ์กันมากขึ้นเท่านั้น

ประจุไฟฟ้าเป็นปริมาณทางกายภาพที่แสดงลักษณะของอนุภาคหรือวัตถุเพื่อเข้าสู่ปฏิกิริยาทางแม่เหล็กไฟฟ้าและเป็น การวัดเชิงปริมาณปฏิสัมพันธ์เหล่านี้

จำนวนทั้งสิ้นของข้อเท็จจริงเชิงทดลองที่ทราบทั้งหมดช่วยให้เราสามารถสร้างได้ ข้อสรุปดังต่อไปนี้:

· ประจุไฟฟ้ามีสองประเภท โดยทั่วไปเรียกว่าบวกและลบ

· ประจุไม่มีอยู่จริงหากไม่มีอนุภาค

· ประจุสามารถถ่ายโอนจากร่างกายหนึ่งไปยังอีกร่างกายหนึ่งได้

· ประจุไฟฟ้าไม่ใช่ลักษณะเฉพาะของร่างกายที่กำหนดซึ่งต่างจากมวลกาย ร่างกายเดียวกัน เงื่อนไขที่แตกต่างกันอาจมีค่าใช้จ่ายที่แตกต่างกัน

· ประจุไฟฟ้าไม่ได้ขึ้นอยู่กับตัวเลือกของระบบอ้างอิงที่ใช้วัด ประจุไฟฟ้าไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของตัวพาประจุ

· เช่นเดียวกับประจุที่ผลักกัน ต่างจากประจุที่ดึงดูด

หน่วยเอสไอ – จี้

อนุภาคมูลฐาน คือ อนุภาคที่เล็กที่สุด แบ่งแยกไม่ได้ และไม่มีโครงสร้าง

ตัวอย่างเช่น ในอะตอม: อิเล็กตรอน ( , โปรตอน ( , นิวตรอน ( .

อนุภาคมูลฐานอาจมีหรือไม่มีประจุ: , ,

ประจุเบื้องต้นคือประจุที่เป็นของอนุภาคมูลฐานซึ่งเล็กที่สุดแบ่งแยกไม่ได้

ประจุเบื้องต้น – ประจุอิเล็กตรอนแบบโมดูโล.

ประจุของอิเล็กตรอนและโปรตอนมีค่าเท่ากัน แต่มีเครื่องหมายตรงกันข้าม:

การใช้พลังงานไฟฟ้าของร่างกาย
“ร่างกายที่มีขนาดมหึมาถูกชาร์จ” หมายความว่าอย่างไร อะไรเป็นตัวกำหนดภาระของร่างกายคนใดคนหนึ่ง?

ร่างกายทั้งหมดประกอบด้วยอะตอม ซึ่งรวมถึงโปรตอนที่มีประจุบวก อิเล็กตรอนที่มีประจุลบ และอนุภาคที่เป็นกลาง - นิวตรอน . โปรตอนและนิวตรอนเป็นส่วนหนึ่งของนิวเคลียสของอะตอม อิเล็กตรอนก่อตัวเป็นเปลือกอิเล็กตรอนของอะตอม

ในอะตอมที่เป็นกลาง จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสจะเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในเปลือก

ร่างกายขนาดมหึมาซึ่งประกอบด้วยอะตอมที่เป็นกลางมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า

อะตอมของสารที่กำหนดอาจสูญเสียอิเล็กตรอนตั้งแต่หนึ่งตัวขึ้นไปหรือได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นอีกหนึ่งตัว ในกรณีเหล่านี้ อะตอมที่เป็นกลางจะกลายเป็นไอออนที่มีประจุบวกหรือประจุลบ

การใช้พลังงานไฟฟ้าของร่างกาย– กระบวนการรับวัตถุที่มีประจุไฟฟ้าจากวัตถุที่เป็นกลางทางไฟฟ้า

ร่างกายจะเกิดไฟฟ้าเมื่อสัมผัสกัน

เมื่อสัมผัสกัน ส่วนหนึ่งของอิเล็กตรอนจากวัตถุหนึ่งจะผ่านไปยังอีกวัตถุหนึ่ง ทั้งสองวัตถุจะถูกทำให้เกิดไฟฟ้า กล่าวคือ รับประจุที่มีขนาดเท่ากันและมีเครื่องหมายตรงกันข้าม:
อิเล็กตรอน “ส่วนเกิน” เมื่อเปรียบเทียบกับโปรตอนจะสร้างประจุ “-” ในร่างกาย
การ “ขาด” อิเล็กตรอนเมื่อเทียบกับโปรตอนทำให้เกิดประจุ “+” ในร่างกาย
ประจุของวัตถุใดๆ จะถูกกำหนดโดยจำนวนอิเล็กตรอนที่มากเกินไปหรือไม่เพียงพอเมื่อเทียบกับโปรตอน

ประจุสามารถถ่ายโอนจากวัตถุหนึ่งไปยังอีกวัตถุหนึ่งได้เฉพาะในส่วนที่มีจำนวนอิเล็กตรอนเป็นจำนวนเต็มเท่านั้น ดังนั้นประจุไฟฟ้าของร่างกายจึงเป็น ปริมาณที่ไม่ต่อเนื่อง, จำนวนเท่าของประจุอิเล็กตรอน:

ในจักรวาล ร่างกายแต่ละส่วนมีชีวิตอยู่ในช่วงเวลาของตัวเอง และอนุภาคพื้นฐานก็เช่นกัน อายุการใช้งานของอนุภาคมูลฐานส่วนใหญ่ค่อนข้างสั้น

บางชนิดสลายตัวทันทีหลังเกิด ซึ่งเป็นสาเหตุที่เราเรียกอนุภาคเหล่านี้ว่าไม่เสถียร

หลังจากช่วงเวลาสั้นๆ พวกมันก็สลายตัวไปเป็นโปรตอน อิเล็กตรอน นิวตริโน โฟตอน กราวิตอน และปฏิปักษ์ของพวกมัน

วัตถุขนาดเล็กที่สำคัญที่สุดในพื้นที่ใกล้เคียงของเรา - โปรตอนและอิเล็กตรอน. อันใดอันหนึ่ง ชิ้นส่วนระยะไกลจักรวาลอาจประกอบด้วยปฏิสสาร อนุภาคที่สำคัญที่สุดในนั้นคือแอนติโปรตอนและแอนติอิเล็กตรอน (โพซิตรอน)

โดยรวมแล้ว มีการค้นพบอนุภาคมูลฐานหลายร้อยชนิด: โปรตอน (p), นิวตรอน (n), อิเล็กตรอน (e -) เช่นเดียวกับโฟตอน (g), ไพ-มีซอน (p), มิวออน (m), นิวตริโนของทั้งสาม ประเภท (อิเล็กตรอน v e, มิวออน v m, กับเลปตัน โวลต์เสื้อ) ฯลฯ แน่นอนว่าพวกมันจะนำอนุภาคขนาดเล็กใหม่ๆ มาให้มากขึ้น

ลักษณะของอนุภาค:

โปรตอนและอิเล็กตรอน

การปรากฏตัวของโปรตอนและอิเล็กตรอนมีอายุย้อนไปถึงประมาณหนึ่งหมื่นล้านปี

วัตถุจุลภาคอีกประเภทหนึ่งที่มีบทบาทสำคัญในโครงสร้างของพื้นที่ใกล้เคียงคือนิวตรอน ซึ่งมีชื่อสามัญว่าโปรตอน: นิวคลีออน นิวตรอนเองนั้นไม่เสถียรและสลายตัวหลังจากกำเนิดออกมาประมาณสิบนาที พวกมันสามารถเสถียรได้ในนิวเคลียสของอะตอมเท่านั้น นิวตรอนจำนวนมากปรากฏขึ้นอย่างต่อเนื่องในส่วนลึกของดวงดาว โดยที่นิวเคลียสของอะตอมเกิดจากโปรตอน

นิวตริโน

ในจักรวาลยังมีการกำเนิดของนิวตริโนอยู่ตลอดเวลา ซึ่งคล้ายกับอิเล็กตรอน แต่ไม่มีประจุและมีมวลต่ำ ในปี พ.ศ. 2479 มีการค้นพบนิวตริโนชนิดหนึ่ง: มิวออนนิวตริโนซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนโปรตอนเป็นนิวตรอนในส่วนลึกของดาวฤกษ์มวลมหาศาลและระหว่างการสลายตัวของวัตถุขนาดเล็กที่ไม่เสถียรจำนวนมาก พวกมันเกิดขึ้นเมื่อรังสีคอสมิกชนกันในอวกาศระหว่างดวงดาว

บิ๊กแบงทำให้เกิด จำนวนมากนิวทริโนและมิวออนนิวตริโน จำนวนพวกมันในอวกาศเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเนื่องจากไม่ถูกดูดกลืนโดยสสารใด ๆ ในทางปฏิบัติ

โฟตอน

เช่นเดียวกับโฟตอน นิวตริโน และมิวออนนิวตริโนเติมเต็มทุกสิ่ง ช่องว่าง. ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "ทะเลนิวตริโน"
เนื่องจาก บิ๊กแบงโฟตอนจำนวนมากยังคงอยู่ซึ่งเราเรียกว่าโบราณวัตถุหรือฟอสซิล อวกาศรอบนอกทั้งหมดเต็มไปด้วยพวกมัน และความถี่และพลังงานของพวกมันก็ลดลงอย่างต่อเนื่องเมื่อจักรวาลขยายตัว

ปัจจุบันทุกอย่าง ร่างกายของจักรวาลซึ่งโดยหลักแล้วคือดวงดาวและเนบิวลา มีส่วนร่วมในการก่อตัวของโฟตอนในจักรวาล โฟตอนเกิดบนพื้นผิวดาวจากพลังงานของอิเล็กตรอน

การเชื่อมต่ออนุภาค

ในระยะเริ่มแรกของการก่อตัวของจักรวาล อนุภาคมูลฐานหลักทั้งหมดเป็นอิสระ จากนั้นก็ไม่มีนิวเคลียสของอะตอม ไม่มีดาวเคราะห์ ไม่มีดาวฤกษ์

อะตอมและดาวเคราะห์ ดวงดาว และสสารต่างๆ ถูกสร้างขึ้นในเวลาต่อมา เมื่อเวลาผ่านไป 300,000 ปี และสสารร้อนได้เย็นลงอย่างเพียงพอระหว่างการขยายตัว

มีเพียงนิวตริโน มิวออนนิวตริโน และโฟตอนเท่านั้นที่ไม่ได้เข้าสู่ระบบใดๆ เนื่องจากแรงดึงดูดระหว่างกันของพวกมันอ่อนเกินไป พวกมันยังคงเป็นอนุภาคอิสระ

เพิ่มเติมเกี่ยวกับ ชั้นต้นในระหว่างการก่อตัวของจักรวาล (300,000 ปีหลังจากการกำเนิด) โปรตอนและอิเล็กตรอนอิสระรวมกันเป็นอะตอมไฮโดรเจน (โปรตอนหนึ่งตัวและอิเล็กตรอนหนึ่งตัวเชื่อมต่อกันด้วยแรงไฟฟ้า)

โปรตอนถือเป็นอนุภาคมูลฐานหลักโดยมีประจุ +1 และมวล 1.672 10 −27 กิโลกรัม (หนักกว่าอิเล็กตรอนน้อยกว่า 2,000 เท่าเล็กน้อย) โปรตอนซึ่งไปอยู่ในดาวมวลมากค่อยๆ กลายเป็นองค์ประกอบหลักของจักรวาล แต่ละคนปล่อยมวลที่เหลือหนึ่งเปอร์เซ็นต์ ในดาวฤกษ์มวลมหาศาลซึ่งเมื่อบั้นปลายชีวิตถูกบีบอัดให้เป็นปริมาตรเล็กๆ อันเป็นผลมาจากแรงโน้มถ่วงของพวกมันเอง โปรตอนอาจสูญเสียพลังงานนิ่งไปเกือบหนึ่งในห้า (และด้วยเหตุนี้จึงถึงหนึ่งในห้าของมวลนิ่งด้วย)

เป็นที่ทราบกันดีว่า "การสร้างไมโครบล็อก" ของจักรวาลคือโปรตอนและอิเล็กตรอน

ในที่สุด เมื่อโปรตอนและแอนติโปรตอนมาบรรจบกัน ไม่มีระบบใดเกิดขึ้น แต่พลังงานที่เหลือทั้งหมดจะถูกปล่อยออกมาในรูปของโฟตอน ()

นักวิทยาศาสตร์อ้างว่ายังมีอนุภาคมูลฐานที่น่ากลัวอยู่ด้วย นั่นคือกราวิตอน ซึ่งมีปฏิกิริยาแรงโน้มถ่วงคล้ายกับแม่เหล็กไฟฟ้า อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของกราวิตอนได้รับการพิสูจน์ตามทฤษฎีแล้วเท่านั้น

ดังนั้นอนุภาคมูลฐานพื้นฐานจึงเกิดขึ้นและปัจจุบันเป็นตัวแทนของจักรวาลของเรา รวมทั้งโลกด้วย เช่น โปรตอน อิเล็กตรอน นิวตริโน โฟตอน กราวิตอน และวัตถุขนาดเล็กอื่นๆ อีกมากมายที่ค้นพบและยังไม่ได้ค้นพบ