Вещество – Поле – не имеет массы различные частицы и покоя, заполняет тела, которым присуща пространство между масса покоя. частицами. Функция поля – передача возмущения от одной частицы к другой с конечной скоростью.
Структурные I. Молекулярный (молекулы уровни состоят из атомов) вещества в микромире: II. Атомный (атомы состоят из ядра и электронной оболочки) III. Ядерный (ядро состоит из нуклонов – протонов и нейтронов) IV. Нуклонный состоят из кварков) V. Кварковый (нуклоны
- - - Атом (от греч. «неделимый» ) До конца 19 в. считался мельчайшей структурной единицей материи. После открытия элементарных частиц – создана планетарная модель атома (Резерфорд) на основе принципов классической механики. Современная модель атома – квантово-механическая (Бор): положительно заряженное ядро окружено электронными облаками; атом в целом имеет нейтральный заряд, т. к. заряды протонов и нейтронов компенсируют друга, а их число в атоме одинаково; при движении по орбите ē не излучает энергии, при переходе на другую орбиту излучает ее порциями (квантами).
Особенности микромира: Поведение элементарных частиц У элементарной частицы отсутствует можно предсказать лишь с траектория движения из одной точки в определенной вероятностью. другую. Результат наблюдения микромира зависит от типа измерительного прибора, что связано с корпускулярно-волновым дуализмом свойств материи. В одном типе измерительных приборов (дифракционная решетка) микроявления представляются в виде непрерывного поля, распределенного в пространстве. В другом типе приборов (пузырьковая камера) эти же микроявления выступают как материальные точки.
Элементарные частицы Первоначально было установлено, что ядро состоит из протонов (+) и нейтронов (о). Открытие радиоактивности показало, что в ядре возможны различные превращения частиц, например, β-распад нейтрона: n˚ → p+ + ē + νe (антинейтрино). Позднее было предсказано, а вскоре и доказано существование античастиц (это частицы с такими же характеристиками, что и обычные, но с зарядом противоположного знака: для электрона ↔ позитрон, для протона ↔ антипрпотон и т. д. ). При столкновении частицы и античастицы происходит аннигиляция (переход вещества в излучение) → образуется фотон (т. е. квант электромагнитного поля) и наоборот! Затем были теоретически предсказаны «еще более элементарные» частицы, чем p и n – а именно их составляющие – кварки. (электрон и фотон все еще сохраняют статус неделимых частиц. ) Кварк – элементарная частица, имеющая дробный электрич. заряд (+⅔; -⅓…) и характеризующаяся особыми св-вами ( «цвет» , «аромат» , «очарование» и т. д. Кварки не встречаются в свободном состоянии, они не способны покинуть элементарные частицы. Кварковая теория создана в 1964 г. Предположительно существуют 36 разновидностей кварков, которые в разных сочетаниях (по 2 или по 3) дают разные элементарные частицы.
Классификация элементарных частиц В настоящее время открыто ~ 400 ЭЧ. Их исследования ведутся на ускорителях высоких энергий. Существует несколько классификаций ЭЧ. Мы рассмотрим одну из них – в её основе лежит свойство ЭЧ – спин (S). Спин – это собственный момент количества движения частицы. Он имеет всегда положительный знак (+), а его значение может быть целое (0, 1, 2…) или полуцелое (1/2, 3/2 …). Частицы с полуцелым спином могут находиться вместе лишь при условии, что их физические параметры (заряд, масса, «аромат» и т. п. ) не одинаковы – этот закон носит название Запрета Паули.
