Antiosake, antiaine ja antimaailm ANTIAINE ● Aine, mis koosneb antiaatomitest. ● Tuumades (antituumades) on prootonite asemel antiprootonid ja antineutronid. ● Tuumade ümber ringlevad elektronide asemel positronid. ANTIAINE AJALUGU ● Esimest korda kasutas terminit antiaine Arthur Schuster oma kirjades ajakirjale “Nature” aastal 1898. ● Tõi esile antiosakeste ja annihilatsiooni hüpoteesi. ANTIAINE AJALUGU ● Modernne antiaine teooria sai alguse 1928. aastal Paul Diraci uurimusega. ● Täielik anti-perioodilisustabel koostati 1929. aastal Charles Janet poolt. ANTIOSAKE ● Osakene, mille kõik laengud on vastupidise märgiga. ● Kvarkide puhul on tegu vastandvärvidega: ○ Antipunane (punase täiendusvärv - helesinine) ○ Antiroheline (purpur) ○ Antisinine (kollane) ANNIHILATSIOON Kui osake kohtub oma antiosakesega, siis nad annihileeruvad. ● See tähendab, et nad kaovad ja nende massid muutuvad energiaks. ● Energia ...
Elementaarosakesed Väikseimad aine ja välja osakesed Eristatakse: Fundamentaalosakesed peetakse jagamatuteks, (ilma sisestruktuurita) Jagunevad: Mateeriaosakesed -aine algosakesed Vaheosakesed vastastikmõjusid vahendavad osakesed Igal mateeriaosakesel on olemas ka antiosake (laengud vastupidise märgiga) Gravitatsiooniline vastastikmõju. Oma olemuselt universaalne, gravitasioonile alluvad kõik kehad. Väljendub kehade tõmbumises. · Elektromagnetiline vastastikmõju Gravitatsioonilisest tugevam. Elektriliselt laetud kehade vahel · Tugev vastastikmõju Tuumasisene mõju. Elektromagnetilisest oluliselt tugevam. · Nõrk vastastikmõju Põhjustab aatomituumade lagunemist. Väga väikestel kaugustel, nõrgem kui elektromagnetiline ja tugev vastastikmõju
ühist pole).tähistamiseks ei piisa ainult + ja st. Vajame ka 3 eri märki(P-punane, K-kollane, S-sinine)kvarkidest saab moodustada elementaarosakese ainult nii , et koos on kõik 3 eri värvi.looduses on ainult ,,valged" elementaarosakesed.kuna 1 kvark kannab ühte värvi korraga, siis peab el.osakeses olema 3 kvarki.kuna kvark ei saa olla värvitu, ei saa ta vabana eksisteerida. Igale fundamentaalosakesele vastab oma antiosake, mis on kõiges samasuguste omadustega ainult laeng on vastasmärgiline.elektroni antios. on positron.antikvarkide värvid ei lange kvarkide värvidega kokku, on vastandvärviga.osakese, kohtudes antiosakesega saab tekkida ja ka kaduda.kvarkide arv miinus antikvarkide arv on jääv. ,,valgeid" osakesi saab oodustada kvarkidest ka paarikaupa, sidudes kvargi antikvargiga.seosed pole püsivad, kuna kvarkide jäävuse seadus neid ei kaitse
mesonid. Laineosakeon footon ehk gammakvant. Tänapäeval tuntakse erinevaid elementaarosakesi üle paarisaja. Enamus elementaarosakesi on lühikese elueaga ja lagunevad varem või hiljem mingiteks teisteksosakesteks. Tuntakse vaid nelja stabiilset osakest, mis võivad vabana eksisteerida kuitahes kaua: 1) (valgus)laineosake ehk footon, 2) elektron (e), 3) prooton (p+) 4) neutriino Igal elemetaarosakesel on temale vastav antiosake. Teoreetiliselt ennustati, et peab eksisteerima osake, mis on kõiges elektroni vastand- sama massiga, kuid vastandmärgilise laenguga. Osakest hakati nimetama positroniks (e+). Seejärel tõestati prootoni ehk antielektroni olemasolu ka eksperimentaalselt. Tänapäevaks on aga teada, et igale elementaarosakesele vastab antiosake. Antiosakestel on kõik suurused arvuliselt võrdsed, kuid vastasmärgilised ( mass on mõlemal positiivne). Kui osake kohtub oma antiosakesega, siis
kvarki või värvilaengu ja selle antivärvilaenguga kvargid. Tulenevalt sellest on hadroneid on kahte tüüpi: barüonid, mis koosnevad kolmest kvargist (või kolmest antikvargist) ja mesonid, mis koosnevad kvargist ja antikvargist. Barüonid on fermionid, mis alluvad tugevale interaktsioonile. Barüonid jagatakse mõnikord nukleonideks ja hüperonideks; barüonide hulka kuuluvad ka resonantsosakesed. Igal barüonil on oma antiosake antibarüon. Kõik barüonid peale prootoni ja antiprootoni on ebapüsivad osakesed, mis prootoniks või neutroniks muundudes kiirgavad mesoneid, leptoneid või footoneid . Barüonide koostises on kolm kvarki, mille spinnide ja elektrilaengute summad annavad barüonide spinni ja elektrilaengu. Igale fundamentaalosakesele vastab oma antiosake. Need on kõiges täpselt samasuguste omadustega, ainult kõik laengud on vastavalt vastandmärglised.
Hawking väidab vastupidist: ükski must auk pole igavene, vaid kaotab aja jooksul oma massi ehk, nagu füüsikud ütlevad, "aurustub". Põhjuseks on kvantmehaaniline efekt -- juba eespool mainitud vaakumi polarisatsioon ehk osake-antiosake paaride teke. Kujutame, et selline paar tekib musta augu lähedal. On kaks võimalust: kas auku satub osake või antiosake. Muidugi võivad sinna kukkuda mõlemad, aga siis ei muutu miski. Kui auku kukub antiosake, on asi selge. Antiosake on negatiivse massiga ja seetõttu augu mass väheneb. Kui aga kukub tavaline osake? Tuleb välja, et augu mass väheneb ka siis: antiosakese annihileerumisel tekkiv energia on suurem kui temaga ühineva tavalise osakese seisu-energia. See lisaenergia saab tulla vaid musta augu arvelt -- järelikult vähendab ka tavalise osakese aukukukkumine selle energiat. Nüüd tuleks asuda võrrandite kallale. Seda me ei tee, kuna Hawking ja teised teoreetikud on juba
gravitatsioonivälja (ja seega ka musta augu) tekitaja, peaks selline auk pikapeale kogu maailma alla neelama. Hawking väidab vastupidist: ükski must auk pole igavene, vaid kaotab aja jooksul oma massi ehk, nagu füüsikud ütlevad, "aurustub". Põhjuseks on kvantmehaaniline efekt -- juba eespool mainitud vaakumi polarisatsioon ehk osake-antiosake paaride teke. Kujutame, et selline paar tekib musta augu lähedal. On kaks võimalust: kas auku satub osake või antiosake. Muidugi võivad sinna kukkuda mõlemad, aga siis ei muutu miski. Kui auku kukub antiosake, on asi selge. Antiosake on negatiivse massiga ja seetõttu augu mass väheneb. Kui aga kukub tavaline osake? Tuleb välja, et augu mass väheneb ka siis: antiosakese annihileerumisel tekkiv energia on suurem kui temaga ühineva tavalise osakese seisu-energia. See lisaenergia saab tulla vaid musta augu arvelt -- järelikult vähendab ka tavalise osakese aukukukkumine selle energiat
erinev.Mateeriaosakesed jagatakse kaheks: Leptonid ja Kvargid. Leptonid võivad vabadena olla. On ise seisvad. Kvargid U , D esinevad 3 kaupa koos. Ei ole seisvad.Kvargid U, D asuvad prootoni ja neutroni sees. Nad on tuhat korda väiksemad. Kvarkide arv on universumis jääv. Juurde ei tule ja ära ei kao. Nad võivad muutuda ainult üksteiseks nõrga vastastikmõju toimel. Kvarkidel on värvid. Nad omanadavad tugevat laengut. Antiosakesed. Igal osakesel on olemas antiosake. Antiosake on sama massiga aga vastandllaenguga kui laeng on. Elektroni antiosake on positron. Antiaine Vastandosake. Kui on aine ja antiaine ja kohtuvad siis nad kaovad ära ja tekib energia. Kui osake kohtub oma antiosakesega, siis nad koos annihileeruvad s.o kaovad nii , et kogu nende mass muutub puhtaks energiaks- footoniteks.Kvarkide arv on miinus ja antikvarkide arv on jääv. Hõõrdejõud on vastupanu vastassuunalisele liikumisele, mis tekib kahe pinna kokkupuutel. Kuna
ei sõltu laengutest. 2.Nõrk vastasmõju? Aatomituumas,lagundab tuuma 3.Mis on värv?Mitut värvi on kvargid? Värv e.värvilaeng on tugeva vastastikmõju laeng.Kvarkidel on 3 erinevat värvi. 4.Miks on iseseisvas elementaarosakeses kolm kvarki? Sp,et elementaarosakesed on valged.Iga kvart annab ühe põhivärvi,3-me põhivärvi liitmisel saame valge. 5.Antiosake?(sarnasus ja erinev. võrreldes osakesega) Ühtemoodi, ainult laengud on erinevad. 6.Annihileerumine? Osake ja antiosake saavad kokku, siis nad kaovad ära. Mass muutub energiaks. 7.Vaheosake e.virtuaalne osake? Vaheosake vahendab vastas- mõju(kõiki 4 liiki). Footonid-elektromagnetiline mõju, Gluomid- tugev vastasikmõju 8.Kiirgusvöönd? (joonis) Seal liiguvad prootonid ja elektronid. Laetud osakesed lähevad poolustele,laenguta osakesed lähevad otse magnetväljast läbi.Kosmilistest kiirtest tekivad ümber Maa kiirgusvööd. 9.Osakeste kiirendi?Kiirendatakse laetud stabiilseid osakesi-
täisarvkordsed. Magnetkvantarv ml määrab orbitaallainete tiirlemistelje (impulsivektori L ) orientatsiooni ruumis. Elektroni seisulaine tervikuna moodustab radiaalselt ja orbitaalselt kulgevate lainete summana. Magnetkvantarvu väärtusteks on ml = -2,-1,0,+1,+2. MLK 6004 Kvantmehhaanika 47 Spinnkvantarv ms spinn on omaimpulsimoment, millel võib olla ainult kaks väärtust: + ½ ja - ½. 56. Antiosake. Elektroni antiosake Antiosake on täpselt samasuguste omadustega, nagu osake, ainult et tema laeng on täpselt vastupidine. Näiteks prootoni antiosake on antiprooton, neutroni antiosake on antineutron ning elektroni antiosake on positron ja ta on vastaslaenguga. Vooton on oma antiosakesega aga täiesti identne. 57. Paari teke ja annihilatsioon Kui vaakumile anda piisavalt energiat, siis tekib osake ja tema antiosake. Kui osake
Neutraalne, ehk valge on kvarkidest koosnev liitosake siis, kui ta koosneb kolmest kvargist, mis on igaüks ise värvi (selliseid osakesi nimetatakse barüonideks) või kvargist ja antikvargist, mis on sama värvi (antikvark siis antivärvi). Selliseid osakesi nimetatakse mesoniteks. Tulenevalt kvantkromodünaamika järeldustest peavad kõik vabalt eksisteerivad osakesed olema valged. (http://et.wikipedia.org/wiki/V%C3%A4rvilaeng) Antiosakesed Antiosake on elementaarosakese vastasosake, mille elektrilaeng ja teised kvantarvud on vastupidise märgiga (osake on omakorda antiosakese jaoks vastasosake). Antiosakese seisumass on osakese massiga võrdne. Antiosakese omadused ja käitumine on analoogilised vastava osakesega. Näiteks võib antiprooton ühineda positroniga (antielektroniga) ja moodustada antivesiniku antiaatomi. Antiaatomid võivad jälle moodustada antiaine ning
Osakestefüüsika kordamine 12D 1) Fermionid ja bosonid. Mille alusel jaotatakse. Millised osakesed kummagi alla kuuluvad (näide) Osakesi eristatakse spinni alusel. Bosonid: Null või täisarvulise spinnkvantarvuga osakesed. Nt: footon, gluuon, W ja Zboson Fermion: Poolearvulise spinnkvantarvuga osakesed. Nt: elektron, prooton neutron. 2) Pauli keeluprintsiip Pauli keeluprintsiip: Aatomis ei saa olla mitu elektroni, mille olek on määratud 4 kvantarvu ühesuguse kombinatsiooniga. Fermionid järgivad Pauli keeluprintsiipi. Bosonid ei allu Pauli keeluprintiibile 3) Hadronid ja leptonid. Mis on jaotuse aluseks, millised on vastavate liikide näited. Osakeste jaotus neile mõjuvate jõudude alusel Hadronid: Osakesed, millele mõjub tugev vastastikmõju. Nt: prooton, neutron, piion (pi meson) Leptonid: Osakesed, millele ei mõju tugev vastastikmõju. Nt: elektron, n...
uiikonid ehk vahebosonid vahendavad nõrka vastastikmõju gravitonid vahendavad gravitatsioonilist mõju 3. Kvarkidel on veel üks täiendav laeng, milles seisnebki nende vastastikmõju-värvilaeng.asetsevad 3 kaupa koos:kollane, sinine, punane. Sama palju helendavad ning seetõttu on kõik elementaarosakesed valged. 4.Antiosakesed- samasuguste omadustega fundamentaalosakestega, ainult kõik laengud on vastasmärgilised. Lähteosaakestega sama mass. Annihhileerumine- kui osake ja antiosake kohtuvad, siis nad hävinevad. Positroni ja elektroni kohtumisel muunduvad nad footoniks. 5.Vaheosakesed, mis vahendavad vastastikmõjusid, on virtuaalosakesed.Väljuvad ühest vastastikmõjust olevast mateeriaosakesest ning liituvad teistega. 6.Gluuonid- põhjustavad elektromagentilist vastastikmõju, tugevat. 7.Kiire osake satub maa atmosfääri, põrkub õhu molekuliga ja sellest võib tekkida palju igasuguseid osakesi. Jätkavad teed Maa poole ja põhjustavad uusi põrkeid
-lagunemine -lagunemine võib olla kas või + lagunemine. -lagunemine toimub siis, kui neutron prootoniks muutub. +-lagunemine toimub siis, kui prooton muutub neutroniks. Mõlemal juhul võib ka tekkida ka gammakiirgus. -lagunemine Beetalagunemise puhul võib neutron prootoniks muutuda, või prooton neutroniks muutuda. Võib ka tekkida gammakiirgus. Sõnaseletusi: Positron elektroni antiosake. See on elementaarosakese vastasosake, mille elektrilaeng ja muud kvantarvud on vastupidise märgiga. Antiosakese seisumass on osakese massiga võrdne. Neutrino neutriinod. Tekivad tuumareaktsioonides nõrga vastasmõju tulemusena. Elektronhaare Elektronhaarde käigus haarab tuuma üks prootonitest elektroni ja muutub neutroniks
Võivad eksisteerida üksikuna. Kvargid- u ja d... osakesed osalevad kõigis vastastikmõjudes, ei eksisteeri üksikuna. U- laeng +2/3 d- laeng -1/3 Prootonis- uud Neutronis- udd Värvilaeng- igal kvargil olemas. Näitab, missugused osakesed saavad koos püsida. · Koos on vaid need värvid, millega kokku saab valge värvuse (punane, sinine,kollane). Kõik eri värvid. · Koos on ka vastandvärvusega osakesed antiosake+osake. Antiosake- Igale mateeriaoskesele vastab selle antiosake. (elektron- positron, neutron- antineutron jne). Värvid on ka antivärvid (nt antipunane, antikollane jne) Kui antiosake saab kokku osakesega nad anihilleruvad kaovad ära, kogu mass muutub energiaks- footoniteks. (võib ka tekkida väiksemaid paare) Meson- antiosake+osake Mesonit ei saa eraldada- nende kahe eraldamiseks kokku nii palju energiat et tekib ees antikvark-kvargipaar mis moodustab kokku kaks mesonit
vastasmõjule) teisteks, stabiilsemateks osadeks. ANTIOSAKESED Elementaar- ja fundamentaalosakesi uurides on teadlased jõudnud järeldusele, et mikromaailm on sümmeetriline- see tähendab, et iga kirjeldatud osakese jaoks on olemas osake, mille kõik omadused (va. Mass) on vastupidised vaadeldava osakese omadusega. Näiteks elektron vs antielektron. Seega igale kvargile vastab antikvark, igale värvile antivärv ja igale leptonile/mesonile/barüonile vastav antiosake. Antiosakestest moodustunud antiaatomeid ja antimolekule nimetatakse antiaineks. Teoreetiliselt peaks antiainel olema samad keemilised ja füüsikalised omadused kui vataval ainel, kuid seda ei ole veel piisavalt uuritud, sest teaduseksperimentides on saadud ainult üksikuid antiosakesi. Kui osake ja antiosake omavahel kohtuvad, siis nad annihileeruvad st nendes sisalduv mass muutub energiaks. ELEMENTAAROSAKESTE UURIMINE
piioni lagunemisel. Piion - kõige kergemad mesonid ja nad on nukleonide vaheliste tuumajõudude vahendajaks aatomitus. Laenguga piionid lagunevad nõrga vastastikmõju kaudu kas müüoniks ja müüonneutriinoks (99,9877% juhtudest) Müüonneutriino tekkimine Positiivse piioni lagunemisel tekib koos positiivse müüoniga alati ka müüonneutriino. Viimase antiosake tekib koos negatiivse piioni lagunemisel koos negatiivse müüoniga. Müüonneutriion Müüon neutriinol on lepton laeng Leptonlaeng (nimetatud ka leptonarv) on ühine mõiste elementaarosakesi leptoneid iseloomustavatele kvantarvude komplektile. Müüon-neutriinol on müüonlaeng ehk müüoniarv (leptonilaengu liik) L tähistab müüonilaengut Teatud olukordades ei ole neutriionode leptonlaeng
1936 - Victor Francis Hess ja Carl David Anderson Koostas: Rain Berezin 12a Kosmiline kiirgus Selgitades tuumafüüsika ja osakeste füüsika uurimist, ei tohi unustada, millist rolli on mänginud kosmiline kiirgus. Kosmiline kiirgus oli 1930. aastate algul ainus kõrge energiaga osakeste allikas ning ainus vahend avastamaks ,,uusi" osakesi nagu positron (elektroni antiosake). Esimest korda õnnestus positron tuvastada 1932. aastal Carl Andersonil, kes oli kosmilise kiirguse spetsialist. 19. sajandi lõpul, füüsikud, kes vajasid elektriliselt neutraalset gaasi oma mateeriastruktuuri katsetusteks, panid tähele, et sellist gaasi on võimatu saada väljaspool ionisatsiooni allikat. Sellist fenomeni on üpris lihtne korrata väga traditsionaalselt kulla lehe ning elektroskoobiga. Korrektne tõlgendus sellele oleks, et Maa pind võtab pidevalt vastu laetud osakeste voolu. Algselt usuti,...
annihilatsioonireaktsioon, mille käigus mõlemad aine vormid neelduvad ning selle tagajärjel eraldub energia footonite näol. Antiainest on seni avastatud positron (elektroni antiosakene), antiprooton, antideutron, antiheeliumi tuum ja antivesiniku aatom (1995.a. leiti 9 antiaatomit, mis eksisteerisid umbes 10 nanosekundit). Antiaine avastamine on keerukas, sest selle tekitamiseks on vaja väga suuri energiaid. Kui kohtuvad osake ja antiosake, siis toimub annihilatsioon: ainemuutumine energiaks (gamma kiirguseks).
Kvargid on tugeva vastastikmõjuga osakesed. Kvarkide arv universumis on jääv. St, nad ei teki ega kao, vaid muutuvad üksteiseks nõrga vastastikmõju toimel. raskemad kvargid muutuvad iseeneslikult kergemateks nii, et eraldub lepton ja vastav antineutriino. Kvargi muutumine toimub elementaarosakese sees ja vastavalt muutub ka see osake. Kvargid on alati kolmekaupa koos tuleb sellest, et neil on värvilaeng. Looduses on ainult valged elementaarosakesed. Igale fundamentaalosakesele vastab antiosake. Need on kõiges täpselt samasuguste omadustega, ainult laeng on vastasmärgiline. Antikvargidele omased värvid ei lange kokku kvarkide omadega. Kui osake kohutub oma antiosakesega, siis nad annihileeruvad kaovad nii, et kogu nende mass muutub puhtaks energiaks footoniteks. Kvarkide arv miinus antikvarkide arv on jääv. Sellised osakesed, kus kvark on seotud omaenda antikvargiga nim mesonideks. 3. Millistest kvarkidest koosnevad elementaarosaksed? Prooton koosneb kahest u-
* Aine olekumuutused faasisiirded (temperatuuri ja rõhu toimel) Värvilaeng on tugev laeng, tähistatakse P (punane), K (kollane), S (sinine), P (roheline), K (lilla), S (oranz). Kõik elementaarosakesed on valged, kõik kvargid värvilised. Looduses on ainult ,,valged" elementaarosakesed. 7 Antiosakesed ja vaheosakesed Igal elementaarosakesel on temale vastav antiosake. Igale fundamentaalosakesele vastab samasuguste omaduste, ent vastandmärgilise laenguga antiosake. Kui osake kohtub oma antiosakesega, siis nad annihileeruvad e. kaovad ära, mass muutub puhtaks energiaks footoniks.Antiosakestel on kõik suurused arvuliselt võrdsed, kuid vastasmärgilised (mass on mõlemal positiivne). Antiosakesi tähistatakse tavaliselt lainelise joonega ~ osakese tähise kohal: ñ tähistab antineutroni. Kvarkide arv miinus antikvarkide arv on jääv. Kui osakese
(tugeva vastastikmõjuga, ei saa eksisteerida vabade osakestena, on alati kolmekaupa ühinenud, laeng täisarvuline; u, d, c, s, t, b). Värvilaeng on tugev laeng, tähistatakse P (punane), K (kollane), S (sinine), P (roheline), K (lilla), S (oranz). Kõik elementaarosakesed on valged, kõik kvargid värvilised. Igale fundamentaalosakesele vastab samasuguste omaduste, ent vastandmärgilise laenguga antiosake. Kui osake kohtub oma antiosakesega, siis nad annihileeruvad e. kaovad ära, mass muutub puhtaks energiaks footoniks. Kvarkide arv miinus antikvarkide arv on jääv. Kui osakese moodustavad kaks kvarki, tekib värviline meson (ebastabiilne, laguneb mõne aja pärast). Vaheosakesed on footon e valgusosake e valguskvant (puudub seisumass, ainest footoni välja kiirgamisel hakkab ta kohe liikuma valguskiirusega ühtlaselt sirgjooneliselt, suurte masside läheduses kõverdub ka
Elementaar- ehk mateeriaosakesed on osakesed, mis ise ilmselt ei koosne väiksematest osakestest. Mateeriaosakesed on näiteks: Leptonid, mis võivad üksikult esineda nt elektron. Kvargid, mis saavad eksisteerida 3 kaupa koos. Nad omavad väiksemat laengut kui elementaarlaeng. Kvarkidest koosnevad prootonid ja neutronid. 50. Mis on värvilaeng? Värvilaeng on tugeva vastastikmõju laeng, mida on kolme erinevat liiki nagu ka põhivärvusi. 51. Mis on antiosake ja mida tähendab annihileerumine? Antiosake on samade omadustega nagu talle vastav põhiosake, ainult vastandmärgiga / vastandlaenguga. Annihileerumine on nähtus, kus antiosake ja talle vastav osake kohtuvad, mille tulemusena mõlemad kaovad ja järgi jääb puhas energia. 52. Mis on vaheosake ja nimeta –iseloomusta Vaheosake on osa, mis vahendab mingit tüüpi vastastikmõju. Näiteks gluuon vahendab tugevat vastastikmõju
Elementaar- ehk mateeriaosakesed on osakesed, mis ise ilmselt ei koosne väiksematest osakestest. Mateeriaosakesed on näiteks: Leptonid, mis võivad üksikult esineda nt elektron. Kvargid, mis saavad eksisteerida 3 kaupa koos. Nad omavad väiksemat laengut kui elementaarlaeng. Kvarkidest koosnevad prootonid ja neutronid. 50. Mis on värvilaeng? Värvilaeng on tugeva vastastikmõju laeng, mida on kolme erinevat liiki nagu ka põhivärvusi. 51. Mis on antiosake ja mida tähendab annihileerumine? Antiosake on samade omadustega nagu talle vastav põhiosake, ainult vastandmärgiga / vastandlaenguga. Annihileerumine on nähtus, kus antiosake ja talle vastav osake kohtuvad, mille tulemusena mõlemad kaovad ja järgi jääb puhas energia. 52. Mis on vaheosake ja nimeta iseloomusta Vaheosake on osa, mis vahendab mingit tüüpi vastastikmõju. Näiteks gluuon vahendab tugevat vastastikmõju
(temperatuuri ja rõhu toimel) Vastastikmõjud Gravitatsiooniline kõik kehad Elektromagnetiline laetud kehad Tugev (prooton ja neutron) Nõrk (elementaarosakesed) Elementaarosakesed Väikseimad aine ja välja osakesed Eristatakse: Fundamentaalosakesed peetakse jagamatuteks, (ilma sisestruktuurita) Jagunevad: Mateeriaosakesed --aine algosakesed Vaheosakesed vastastikmõjusid vahendavad osakesed Igal mateeriaosakesel on olemas ka antiosake (laengud vastupidise märgiga) Elementaarlaeng 1e = 1,6 · 10 ¯¹ Mudel Originaali ligilähedane koopia, loodusnähtuste seletamiseks Põhjused, miks kasutatakse mudeleid: Vt lk ..... Mõõtmine Otsemõõtmine tulemus saadakse vahetult mõõteriista skaalalt. Kaudmõõtmine otsemõõdetud tulemustest arvutuste abil. Mõõtmistega kaasneb alati mõõteviga Erand loendamine heades vaatlustingimustes Mõõtemääramatus Tekkepõhjused = mõõtevea allikad:
tekitab ahelreaktsiooni, mis levib eksponentsiaalselt kasvades üle kogu tuumkütuse ja põhjustab plahvatuse. Alakriitiline mass- Juhul kui paljunemistegur on alla 1, tuumkütus ei ole suuteline alal hoidma iseseisvat ahelreaktsiooni. Tekib küll ahelreaktsioon, kuid see sumbub kiiresti. Paljunemistegur- Ahelreaktsiooni progresseerumise tunnusarv, nt n=2, ehk 2;4;8;16.. Poolestusaeg- Aeg, mille jooksul lagunevad pooled radioaktiivse aine aatomitest Positron- Elektroni antiosake, mille mass on sama mis elektronil, kuid laeng on +1e 2) Bohri bostulaadid(2-3) 1) Elektronid võivad tiirelda vaid kindlatel orbiitidel, millest igaühele vastab kindel energia. Nendel orbiitidel liikuvad elektronid ei kiirga elektromagnetlaineid. 2) Aatom kiirgab valgust(elektromagnetlaineid) kui tema elektron(id) läheb(vad) suurema energiaga orbiidilt madalama energiaga orbiidile. 3) Gödeli teoreemid (3)
Kordamisküsimused 1. Mõisted Relatiivsusteooria - Albert Einsteini poolt loodud ajalisi ja ruumilisi suhteid käsitlev füüsikateooria, mis revideerib Newtoni mehaanikat ja Maxwelli elektrodünaamikat, rajades ühtlasi neid ühendava, seesmiste vastuoludeta teooria; koosneb eri- ja üldrelatiivsusteooriast Üldrelatiivsusteooria relatiivsusteooria üks osa, mis käsitleb aja, ruumi ja raskusjõu (gravitatsiooni) seoseid Kvantmehaanika - füüsikateooria, mis arvestab mikroosakeste käitumise eripärasid; tänapäeva füüsika üks alussambaid ja aluseks mitmetele füüsikaharudele; kvantmehaanika abil on võimalik täpselt arvutada aatomite, molekulide, tahkiste ja lihtsate bioloogiliste süsteemide omadusi Spekter - Mingeid objekte iseloomustava füüsikalise suuruse väärtuste kogum ja nende väärtuste jaotus paljudest sellistest objektidest koosnevas süsteemis Tsooniteooria - teooria, mille kohaselt võivad aatomi (molekuli, k...
e 0 + e Looduses ei esine vabu neutroneid, aga neid on võimalik vajadusel tekitada tuumareaktsioonide käigus LEPTONID Osakesed, mis osalevad gravitatsioonilises, elektromagnetilises ja nõrgas vastastikmõjus, ei osale tugevas vastastikmõjus. Jagunevad kolme perekonda: elektron ja elektronneutriino müüon ja müüneutriino tauon ja tauneutriino. Igale osakesele lisandub temale vastav antiosake, mis on sama massi ja spinniga, kuid vastasmärgiga ülejäänud osakest iseloomustavate suurustega (laengutega) Kohtumisel osake ja antiosake annihileeruvad, Selle tulemusena tekivad uued osakeste ja antiosakesete paarid. Leptonid Leptonid on nõrga vastastikmõju osakesed Tähis Nimi Laeng Mass e elektronneutriino 0 0
58 LEPTONID Osakesed, mis osalevad gravitatsioonilises, elektromagnetilises ja nõrgas vastastik mõjus, ei osale tugevas vastastikmõjus. Jagunevad kolme perekonda: elektron ja elektronneutriino müüon ja müüneutriino tauon ja tauneutriino. Igale osakesele lisandub temale vastav antiosake, mis on sama massi ja spinniga, kuid vastasmärgiga ülejäänud osakest iseloomustavate suurustega (laengutega) Kohtumisel osake ja antiosake annihileeruvad, Selle tulemusena tekivad uued osakeste ja antiosakesete paarid. 59 Leptonid Leptonid on nõrga vastastikmõju osakesed Tähis Nimi Laeng Mass ne elektronneutriino 0 0 e elektron 1 1 nm müüneutriino 0 0
vahel), 4) kvark jääv elementaarosa, mis osaleb tugevas vastastikmõjus, ei saa olla värvitu, tugeva vastastikmõju omamiseks on igal kvargil värvilaeng ( pun, roh, sinine, mis koos annavad valge), mille abil moodustatakse elementaarosakesed, mis on valged, 5) antiosakesed on elementaarosakese vastasosake, mille elektrilaeng ja teised kvantarvud on vastupidise märgiga ja antiosakese seisumass on osakese massiga võrdne, antiosake saab tekkida vaid koos vastava osakesega ning tekkida võib ka kergemaid osakese-antiosakese paare, selliselt loodud antiosakesed siiski annihileeruvad (kaovad nii, et kogu nende mass muutub seisumassita osakeste, footonite, energiaks) kiiresti põrkudes oma vastasosakesega, 6) virtuaalsed nähtamatud osakesed, nt vastastikmõju kandvad footonid, kuna neid ei saa katsete abil avastada, sest nende suurus ei vasta vabade osakeste suurusele, 7) gluuon
Aatom koosneb elektronkattest ja tuumast. Keskmine aatomi läbimõõt on 10 -10m=1Å. Keskmine tuuma läbimõõt on 10-15m=1f(ferm). Kogu aatomimass on koondunud tuuma 99,95%. laengust st tuumajõud mõjuvad ühe tugevalt kõigile nukleonidele. Tuumajõud on tunduvalt tugevamad kui elektrilaengute vahelised. Jõudude ulatus e raadius on väga väike. Kaugemal, kui 5 fermi tuumajõud kaovad. Lähemal kui pool fermi muutuvad tõmbejõud tõukejõuks. Tuumajõud ei olene osakese elektri laengust, st tuumajõud mõjuvad ühe tugevalt kõigile nukleonidele. Tuum koosneb positiivselt laetud prootonitest ja laenguta neutronitest. Tuuma koostisosi nim nukleonideks. Laengu arv Z näitab prootonite arvu tuuma samas ka prootonite arvu ja ka elektronide arvu, tuumalaengut. Massiarv näitab tuuma massi ja prootonite ja neutronite arvu A=Z+N. Radioaktiivsuseks nim tuuma võimet kiirata. -lagunemine tekib, kui tuum on väga suur ja tuumajõud ei jõua seda koos hoida. ...
· antiosakese omadused on samasugused nagu osakesel endal, ainult laeng on vastandmärgiline · elektron positron · kvark antikvark · prooton antiprooton · antiprooton koosneb antikvarkidest · valgeid osakesi saab kvarkidest moodustada ka paarikaupa kvark ja tema antikvark (mesonid) · kvarke ei saa teineteisest lahutada kulutatava energia arvelt tekib uus kvark antikvark paar · osake ja antiosake kohtumised kaovad kogu nende mass muutub footonite energiaks, lisaks võib tekkida kergemate osakeste paar · kvarkide arv miinus antikvarkide arv on jääv Vaheosakesed e virtuaalsed · vahendavad vastasmõjusid, -jõude · virtuaalset osakest ei saa püüda, tulemuseks oleks energia jäävuse rikkumine! · Footonid vahendavad elektrilist vastamõju meie kehased seisumassita ja elektrilaenguta
ISOTOOBID Isotoobid kujutavad endast ühe ja sama prootonite arvuga (Z), kuid erinevate massiarvudega (A) tuumi, st erinevate neutronite (N) arvuga tuumi. Isotoobid on ühesuguste keemiliste omadustega, kuid nad erinevad radioaktiivsuse suhtes. Isotoobid on Mendeleejevi tabelis ühes ja samas ruudus. Igal elemendil on isotoobid, kuid kõikidel elementidel pole nad stabiilsed. Vesinikul on kolm isotoopi aatommassidega 1,2 ja 3. Isotoopi aatommassiga 2 nim DEUTREERIUMIKS, tema tuum sisaldab 1 prootonit ja 1 neutronit. Isotoopi aatommassiga 3 nim TRIITIUMIKS, tema tuum sisaldab 1 prootonit ja 2 neutronit. Deuteeriumi ühinemisel hapnikuga saame nn raske vee. NIHKEREEGEL Radioaktiivsed muundumised alluvad nn nihkereeglile, mille sõnastas inglise füüsik Soddi. 1) alfa lagunemisel (eraldub alfa-osake, st He tuum) väheneb elemendi mass nelja aatommassi ühiku (2 prootoni + 2 neutroni mass) ja laeng 2 laenguühiku võrra (2 prootoni laeng). ...
põhivärvuseid. Värvus on kvargi omadus, millel pole absoluutselt mitte midagi pistmist silmaga nähtava värvusega. Mõistet värvus kasutatakse lihtsalt tugevale vastasikmõjule reageeriva laengu omaduste näitlikustamiseks (kolm põhivärvi, mille ühendamisel saame valge värvuse). · Antiosakesel on kõik omadused samasugused nagu talle vastaval fundamentaalosakesel , aga laeng on vastupidine. · Annihileerumine nähtus kus fundamentaalosake ja talle vastav antiosake kohtuvad, mille tulemusena mõlemad kaovad ja järgi jääb energia. · Vaheosakesed, mõndade nimetused vahendavad vastastikmõju. Näiteks gluuonid vahendavad kvarkide vahelist vastastikmõju ja -mesonid vahendavad prootonite ja neutronite vahelist vastastikmõju.
annihileerus kokkupõrgetel oma antiosakestega; järele jäi vaid ülalmainitud miljardikune liig. Need prootonid ja neutronid moodustavadki suurema osa tänapäeval tuntud ainest. Prootoni ja neutroni massi väikese erinevuse tõttu kujunes sealjuures prootonite ja neutronite arvuline vahekord 6:1, mis etendas tähtsat osa hilisemas heeliumi osatähtsuses kosmoses. Temperatuurist jätkus nüüd vaid selleks, et moodustada leptonite paare (nagu näiteks elektron ja selle antiosake positron). Neist sai nüüd domineeriv aineosakeste liik. Tihedus langes 1013 g·cm3-le, mis oli ikka veel tohutu suur. Neutriinod aga ei olnud selle tiheduse juures enam soojuslikus tasakaalus teiste osakestega. Neutriinode vastasmõju muu ainega on sellest ajast alates nii nõrk, et nad liiguvad Universumis vabalt, ilma neeldumata siiamaani. Tuumasünteesi algus Pärast 10 sekundit, temperatuuridel alla 109 K, ühinesid prootonid ja neutronid tuumasünteesis esimesteks aatomituumadeks
neutroneid annihileerus kokkupõrgetel oma antiosakestega; järele jäi vaid ülalmainitud miljardikune liig. Need prootonid ja neutronid moodustavadki suurema osa tänapäeval tuntud ainest. Prootoni ja neutroni massi väikese erinevuse tõttu kujunes sealjuures prootonite ja neutronite arvuline vahekord 6:1, mis etendas tähtsat osa hilisemas heeliumi osatähtsuses kosmoses. Temperatuurist jätkus nüüd vaid selleks, et moodustada leptonite paare (nagu näiteks elektron ja selle antiosake positron). Neist sai nüüd domineeriv aineosakeste liik. Tihedus langes 1013 g·cm-3- le, mis oli ikka veel tohutu suur. Neutriinod aga ei olnud selle tiheduse juures enam soojuslikus tasakaalus teiste osakestega. Neutriinode vastasmõju muu ainega on sellest ajast alates nii nõrk, et nad liiguvad Universumis vabalt, ilma neeldumata siiamaani. 1.8 Tuumasünteesi algus Pärast 10 sekundit, temperatuuridel alla 109 K, ühinesid prootonid ja neutronid
Igal keemilisel elemendil on kordumatu elektronskeem ja nende tuumad on erinevate massidega. Mesonid on kvargist ja antikvargist koosnevad elementaarosakesed bosonid. Mesonid osalevad ka tugevas vastastikmõjus. Näiteks vahendavad mesonid aatomiuumades tuumajõudu, nukleonide vahel. Kõik mesonid on ebastabiilsed. Igal mesonil on olemas antimeson, milles kvark ja antikvark on asendatud vastava antikvargi ja kvargiga. Kui meson koosneb kvargist ja selle antikvargist, siis on ta iseenda antiosake. Selliseid mesoneid nimetatakse ka kvarkooniumiks. 8. Tuumajõud Kuivõrd tuumad on väga püsivad, peab prootoneid ja neutroneid hoidma tuumas koos mingisugused väga suured jõud. See on tuumajõud, mis mõjub prootonite ja neutronite vahel ühtviisi tõmbuvalt. Seda jõudu nimetatakse ka tugevaks jõuks ehk tugevaks vastastikmõjuks. Kuigi tuumajõud on tugevast vastastikmõjust oluliselt
liitumise tulemusel tekkivad raskemad aatomid. Termotuumareaktsiooni kaivitamiseks vajalik temperatuur on ligikaudu 100 mln kraadi. Looduses toimuvad termotuumareaktsioonid Paikeses ja teistes tahtedes. ELEMENTAAROSAKSESED. RELATIIVSUSTEOORIA Elementaarosakesed on osakesed, mis pole jagatavad veel vaiksemateks osakesteks. Nad voivad vaid muunduda uksteiseks. Fundamentaalosakestel puudub sisemine struktuur. Igal fundamentaalosakesel on antiosake: sama mass, aga mitmed omadused(elektrilaeng, spinn) vastupidise margiga. VASTASMÕJU OSAKE ELEKTROMAGNETILINE Footon NÕRK Gluuton TUGEV Boson GRAVITATSIOONILINE Graviton HIGGSI VALI, MASSI TEKITAJA Higgsi boson
kuni saavutavad valguse kiiruse lõpliku ajavahemiku jooksul. Niisiis, kui kaunis tulnukatar lendtaldrikul kutsub meid oma ajamasinasse, tuleb olla ettevaatlik. Võime sattuda ühte neist korduvatest arengulugudest, millel on vaid lõplik kestvus. Kerkib küsimus, mis laadi ainet peaks kõrgtsivilisatsioon kasutama selleks, et ehitada lõplike mõõtmetega ajamasin. Kas sel võib olla kõikjal positiivne energiatihedus? On kujuteldav, et Antiosake Osake lõplikku ajamasinat saab ehitada, kasutades kosmilise Paari tekkimine stringi lõplikke silmuseid, kusjuures energiatihedus on Joon. 5. 7 kõikjal positiivne. Kahjuks nendele see ei sobi, kes
kuni saavutavad valguse kiiruse lõpliku ajavahemiku jooksul. Niisiis, kui kaunis tulnukatar lendtaldrikul kutsub meid oma ajamasinasse, tuleb olla ettevaatlik. Võime sattuda ühte neist korduvatest arengulugudest, millel on vaid lõplik kestvus. Kerkib küsimus, mis laadi ainet peaks kõrgtsivilisatsioon kasutama selleks, et ehitada lõplike mõõtmetega ajamasin. Kas sel võib olla kõikjal positiivne energiatihedus? On kujuteldav, et Antiosake Osake lõplikku ajamasinat saab ehitada, kasutades kosmilise stringi lõplikke silmuseid, kusjuures energiatihedus on Paari tekkimine Joon. 5. 7 kõikjal positiivne. Kahjuks nendele see ei sobi, kes
vahel: E = mc2. Siin on m kas osakese seisumass või liikumisel muutuv mass6. Kui on tegemist seisumassiga, siis räägitakse seisuenergiast. Tuleb välja, et energiavaru aines on väga suur. Näiteks ühe grammi aine seisuenergia on E = 10-3 . (3 . 108)2 = 9 . 1013 J. Selle energiaga saaks kütta korterit ca 500 aastat. Kuid seisuenergia vabaneb ainult elementaarosakeste reaktsioonidel (vähemasti pole seda mujal täheldatud). Kogu seisuenergia vabaneb siis, kui kohtuvad osake ja antiosake, toimub annihilatsioon. Siinkohal ei hakka me käsitlema kõiki praktiliselt olulisi energiamuundumisi. Nagu vee- ja tuule energia muutmine elektrienergiaks või elektrienergia kasutamine kütteks, liiklusvahendites, valgustites, masinates, meedias, jne. 5.5.1. Soojusmasinad Mis on masin? Masin on seade , mis muundab energiat tööks. Masinad koosnevad energiamuundurist ja mehhanismidest. Mehhanism on kehade süsteem, mis muudab ühe keha liikumise teise keha liikumiseks.
Kõik kehad osalevad gravitatsioonilises mõjus, mille laengut nimetatakse massiks. Maailma laenguline sümmeetria seisneb selles, et igal laengul (peale massi) on olemas vastupidine laeng ehk antilaeng. Elektri- ja leptonlaengu korral nimetatakse laengut kokkuleppeliselt positiivseks ja antilaengut negatiivseks (+ ja ). Värvilaenguid on kolm (R red, punane; G green, roheline ja B blue, sinine). Igal elementaarsel aineosakesel eksisteerib antiosake, millel kõik laengud (peale massi) on osakese endaga võrreldes vastupidised. Spinn on algosakese olemuslik sisemine liikumine, mis kuulub lahutamatult osakese juurde. Aineosakese korral on spinn tinglikult tõlgendatav osakese pöörlemisena ümber oma telje (ingl.k. to spin pöörlema). Seda pöörlemist ei saa peatada, võib vaid muuta pöörlemistelje asendit ruumis, mida nimetatakse spinni suunaks
Kõik kehad osalevad gravitatsioonilises mõjus, mille laengut nimetatakse raskeks massiks. Maailma laenguline sümmeetria seisneb selles, et igal laengul (peale raske massi) on olemas vastupidine laeng ehk antilaeng. Elektri- ja leptonlaengu korral nimetatakse laengut kokkuleppeliselt positiivseks ja antilaengut negatiivseks (+ ja ). Värvilaenguid on kolm (R red, punane; G green, roheline ja B blue, sinine). Igal elementaarsel aineosakesel eksisteerib antiosake, millel kõik laengud (peale massi) on osakese endaga võrreldes vastupidised. Spinn on algosakese olemuslik sisemine liikumine, mis kuulub lahutamatult osakese juurde. Aineosakese korral on spinn tinglikult tõlgendatav osakese pöörlemisena ümber oma telje (ingl.k. to spin pöörlema). Seda pöörlemist ei saa peatada, võib vaid muuta pöörlemistelje asendit ruumis, mida nimetatakse spinni suunaks
Kõik kehad osalevad gravitatsioonilises mõjus, mille laengut nimetatakse raskeks massiks. Maailma laenguline sümmeetria seisneb selles, et igal laengul (peale raske massi) on olemas vastupidine laeng ehk antilaeng. Elektri- ja leptonlaengu korral nimetatakse laengut kokkuleppeliselt positiivseks ja antilaengut negatiivseks (+ ja ). Värvilaenguid on kolm (R red, punane; G green, roheline ja B blue, sinine). Igal elementaarsel aineosakesel eksisteerib antiosake, millel kõik laengud (peale massi) on osakese endaga võrreldes vastupidised. Spinn on algosakese olemuslik sisemine liikumine, mis kuulub lahutamatult osakese juurde. Aineosakese korral on spinn tinglikult tõlgendatav osakese pöörlemisena ümber oma telje (ingl.k. to spin pöörlema). Seda pöörlemist ei saa peatada, võib vaid muuta pöörlemistelje asendit ruumis, mida nimetatakse spinni suunaks
miks õppida matemaatikat? Katseliselt võime küll järele uurida, mis kunagi juhtus või mis juhtub hetkel, aga me ei saa kunagi katseliselt leida, mis juhtub tulevikus – tulevikku ju katsetada ei saa. Ent tihti peame just ennustama, mis tulevikus juhtuda võiks. Matemaatika abil ennustati, et leidub elektroni antiosake positron, ja nüüdseks oleme seda katseliselt näinud. Matemaatiliselt pakuti, et suurtel kiirustel enam Newtoni klassikaline mehaanika ei kehti, ning ega tõesti ei kehtigi. Ilma selle tead- miseta ei töötaks meie GPS-navigeerimine. Majandusteoreetikud üritavad aru saada, kuidas üks või teine inim- või inimväline
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
