Порядок выполнения работы. 1. На фотографии (приложение 1) треков найдите распад -мезона ( )и перерисуйте треки частиц на кальку

1. На фотографии (приложение 1) треков найдите распад -мезона ()и перерисуйте треки частиц на кальку. Измерьте длину двух (наибольших) из трех треков пионов, учитывая масштаб, указанный на фотографии. Измерьте углы вылета всех трех пионов (см. рис. 3.3). Данные занесите в таблицу 3.2.

2. По графику зависимости длины пробега заряженных частиц от начальной кинетической энергии (приложение 2) определите начальные кинетические энергии пионов и по формуле (3.10) рассчитайте их начальные импульсы. Результаты занесите в табл. 3.2.

3. Переписав закон сохранения импульса (3.7) в виде системы линейных уравнений со свободными членами

(3.12)

где ; , решите её относительно неизвестных и

Замечание. В случае получения небольшого отрицательного значения величины проекции импульса -мезона принять, что в пределах ошибки измерения его импульс равен нулю, т.е. перед распадом -мезон практически остановился.

4. По формуле 3.11, используя приведенное выше значение энергии покоя пиона, определите массу -мезона в МэВ/c² и в электронных массах .

5. По формуле (3.9) рассчитайте время жизни -мезона. Результаты расчётов занесите в табл. 3.2.

Таблица 3.2

Угол вылета пиона	Длина пробега пиона, см	Кинетическая энергия пиона, МэВ	Импульс пиона, МэВ/с	Импульс K +-мезона, МэВ/с	Масса K +- мезона, МэВ/с2	Масса K +-мезона	Время жизни K +- мезона, с
j1 =	l 1 =
j2 =	l 2 =						t0 =
j3 =

Контрольные вопросы:

1) Какие частицы называются элементарными?

2) Расскажите об истории открытия элементарных частиц.

3) Назовите общие характеристики элементарных частиц.

4) Чем античастицы отличаются от частиц?

5) В чём заключается явление аннигиляции пары «частица – античастица»?

6) При каких условиях рождается пара «частица – античастица»?

7) Какие взаимодействия называются фундаментальными? Охарактеризуйте их.

8) Приведите классификацию элементарных частиц по видам взаимодействий.

9) Какие частицы называются лептонами? Перечислите их дуплетами.

10) Какие частицы называются адронами? Чем отличаются мезоны от барионов?

11) Что такое кварки? Как из кварков строятся мезоны? Барионы?

12) Перечислите и охарактеризуйте частицы-переносчики фундаментальных взаимодействий.

13) Что такое трек элементарной частицы? Почему одни элементарные частицы образуют треки, а другие нет?

14) Какова форма треков частиц, если на них действует магнитное поле?

15) Опишите устройство и принцип работы пузырьковой камеры.

16) Каковы основные условия протекания реакции взаимопревращения элементарных частиц?

17) Каково соотношение между импульсами продуктов реакции, если остановившаяся частица распалась на две частицы?

18) Как по известной кинетической энергии можно определить импульс частицы в релятивистском и нерелятивистском случаях?

19) В чем отличие собственной системы отсчета от лабораторной системы отсчета?

20) Чему равна длина пробега частицы в собственной системе отсчета?

21) В какой системе отсчета время жизни частицы минимально?

22) Какие единицы измерения энергии, импульса и массы используются в ядерной физике?

23) Определите полную энергию (в МэВ) и импульс (в МэВ/с) электрона, ускоренного до кинетической энергии, равной 2,53 МэВ.

24) При какой скорости кинетическая энергия частицы равна её энергии покоя?

25) При какой скорости кинетическая энергия релятивистской частицы с массой покоя m равна ?

26) Энергия покоя электрона 0,511 МэВ. Найдите кинетическую энергию и импульс электрона, движущегося со скоростью 0,8 c.

Литература

1. Савельев И. В. Курс общей физики. В 3-х томах. Том 3. Квантовая оптика. Атомная физика. Физика твердого тела. Физика атомного ядра и элемента. - М.: Наука, 2007.

2. Детлаф А.А., Яворский Б.М. Курс физики. Учебное пособие для втузов. - М: Академия, 2005.

3. Гусейханов М.К., Раджабов О.Р. Концепции современного естествознания: Учебник. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2004.

4. Бондарев В. П. Концепции современного естествознания. – М.: Альфа-М, 2003.

5. Рузавин Г.И. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов. – М.: ЮНИТИ, 2005.

Приложение 1.

Фотография треков частиц (масштаб 5:1)

Приложение 2.