Elementaarosakeste füüsika (0)

Valga Gümnaasium
Referaat
Elementaarosakeste füüsika
Autor: Maarja kaart
Klass: 12A
Valga 2010
Sisukord
Sisukord .......................................................................................................2
Sissejuhatus .................................................................................................3
Elementaarosake ................. ........................................................................4
Elementaarosakeste füüsika.........................................................................5
Kokkuvõte......................................................................................................7
Kasutatud allikad...........................................................................................8
2
Sissejuhatus
Füüsika sai alguse juba antiikajal loodusfilosoofia raames, kuid iseseisvaks teaduseks arenes 16. -17. sajandil. 19. sajandil hakkas kujunema ühtne füüsikaline maailmapilt, milles oli suur osa nii klassikalisel mehaanikal, elektro - ja termodünaamikal kui statistilisel füüsikal. Elementaarosakeste uurimisega tegeleb elementaarosakeste füüsika, samuti on elementaarosakestel tähtis roll nii tuumafüüsikas, kui kvantmehhaanikas.
Elementaarosakeste füüsika
Füüsika haru, kus uuritakse elementaarosakesi ja nende muundumist.
Elementaarosake- struktuurita või struktuuriga miktoosake, mis osaleb kõigis nüüdisajal tuntud füüsikalistes protsessides kui jagamatu tervik. Elementaarosakesed ei koosne teistest tuntud osakestest .
Inglise füüsik Joseph Thomson avastas 1987. aastal esimese elementaarosakese- elektroni.
Elementaarosakesi iseloomustavad:

Mass

Elektrilaeng
Spinn (iseloomustab osakese pöörlemist)
Elementaarosakesed jaotatakse:

Leptonid

Mesonid

Barüonid
Olulisemad elementaarosakesed:

Elektron - J. Thomson 1897 . a

Prooton - E. Rutherford 1919. a
Neutron - J. Chadwick 1932. a
Meson
Neutroni beeta-lagunemisel eralduv neutriino
kiirguskvant footon
3
Elementaarosakese mõiste
Sõnal elementaarne kaks tähendust- lihtne ja millegi koostisosa.
Tavaelus mõistetakse osakese all mingit väikest ainetükikest- see võiks olla kas liivatera , haavel, kuulike , hernes vms. Me võime nende osakeste küljest tükikese ära napsata või maha viilida, osakeste aineline iseloom sellest ei muutu. Küll aga on nad individuaalselt erinevad ja kordumatud. Ka kaks telliskivi tunduvad esmapilgul täpselt ühesugused, kuid lähemal vaatlusel selgub , et alati on olemas mingid väiksed erinevused ( kriimud , mõrad jms.). Elementaarosakesteks loetakse osakesi, mis on kõige lihtsamad, st. ise enam millestki ei koosne.
Mis on elementaarosake?
Mis puutub terminisse "elementaarosakesed",
siis peegeldab selle esimene pool
meie teadmisi nende kohta.
Enrico Fermi (Itaalia füüsik)
Elementaarosake on midagi nii lihtsat,
et keegi ei tea sellest midagi.
Robert Oppenheimer (Ameerika tuumafüüsik)
4
Elementaarosakeste füüsika
Elementaarosakeste füüsika sai alguse aine üha väiksemate koostisosade uurimisest 19. sajandi lõpus, kui molekulid ja aatomid (st mikromaailm ) füüsikute tähelepanu võitsid (molekulide ja aatomite mõisted võtsid 19. sajandil kasutusele keemikud ). 1895. aastal avastas saksa füüsik Wilhelm Röntgen röntgenikiired, mis tekkisid kiirete elektronide pidurdumisel elektriväljas. Aasta hiljem, so 1896. aastal, avastas prantsuse füüsik Antoine Becquerel loodusliku radioaktiivsuse . Kiirguste avastamine (lisaks olid avastatud ka nt katood- ja kanalkiired) viis teadlased mõttele, et aatom võib olla jagatav veelgi väikemateks osadeks .
19. sajandi lõpus uuris inglise füüsik Joseph Thomson katoodkiiri, kasutades katoodkiiretoru - kiirendit, mis kiirendab negatiivselt laetud osakeste kimpu elektriliselt laetud elektroodide vahel ning tekitab positiivse elektroodi ümber fosforestseeriva rohelise hõõguse. Katoodkiirte uurimise käigus avastas ta 1897. aastal esimese elementaarosakese- elektroni.
Nimetus elementaarosake võeti kasutusele 1930. aastatel, tähistamaks osakesi, millest sai maailma üles ehitada. Ja nendeks olid elektron, prooton, neutron ja footon, puudu jäi(d) tuumajõudude ülekandja(d). Kuna hiljem on seda nimetust kasutatud (ja kasutatakse ka praegu) osakeste jaoks, mis ilmselt pole enam elementaarsed, siis on mateeria n.ö. tõelisi ehituskive ja "mörti" hakatud nimetama fundamentaalosakesteks. Mõnikord tehakse ka vahet. Ehituskive - kvarke ja leptoneid - nimetatakse fundamentaalfermionideks. Mördi osakesi - vastastikmõjude (jõudude) ülekandjaid - aga vahebosoniteks.
Elementaarosakest määratlevateks omadusteks on seisumass, eluiga, lagunemisprotsessid koos suhteliste tõenäosustega ning kvantarvud: elektrilaeng Q, spinn s, barüonlaeng B, leptonlaengud L, paarsus P, veidrus S, sarm c, ilu b, tõde t, värvilaengud, mõnikord kasutatakse ka isospinni I ja hüperlaengut Y, elementaarosakestel on olemas ka magnetmoment.

• Seisumassist räägitakse seetõttu, et liikuvatel (st. energiat omavatel) osakestel on mass suurem. Kuna osakese seisumass tähendab ühtlasi tema vähimat võimalikku energiat, siis kasutatakse osakese seisumassi kirjeldamiseks mõõtühikut elektronvolt.
  

• Elementaarosakese eluiga on statistiline keskmine ajavahemik , mille järel elementaarosake laguneb. Eluea alusel jagatakse elementaarosakesi stabiilseteks, metastabiilseteks ja vähestabiilseteks osakesteks.
  

(s), mille alusel jagatakse elementaarosakesed fermionideks (spin on poolarvuline) ja (spinn on täisarvuline).
(Q), mis on (e) kordne ning võib olla kas positiivne või negatiivne. Elektrilaeng saab olla ainult nendel osakestel, mille on suurem nullist.
5
Kvark - üliväike liikuv osake (tugeva vastastikmõjuga). Kvarkidele toimib tugev jõud, leptonitele mitte.
Lepton - nõrga vastastikmõjuga osake.
Elementaarosakesi võib liigitada väga mitmetel alustel.Elementaarosakesi võib jagada ka elektrilaengu järgi: positiivseteks, negatiivseteks ja neutraalseteks, samuti seisumassi järgi - massiga ja massita osakesteks. Massi järgi püüti elementaarosakesi klassifitseerida juba siis, kui neile nimetusi anti (nii nt tähendab lepton - kerge, meson - keskmine, barüon - raske, hüperon - üli, väga), kuid selline jagamine ei peegeldanud füüsikaliselt olulisi (st sisulisi) erinevusi osakeste vahel (nimetused on küll jäänud, kuid nende sisu on muutunud).
Meie intuitiivse ettekujutuse järgi peaks elementaarosake olema midagi sellist, millel pole sisemist struktuuri ja mida ei saa ka järelikult osadeks purustada. Ja nendest peaksid koosnema kõik teised, "mitteelementaarsed" osakesed. Kuidas niisugust osakest täpsemalt määratleda?
6
Kokkuvõte
Elementaarosakesteks loetakse osakesi, mis on kõige lihtsamad, st. ise enam millestki ei koosne. Inglise füüsik Joseph Thomson avastas 1987. aastal esimese elementaarosakese- elektroni. Nimetus elementaarosake võeti kasutusele 1930. aastatel, tähistamaks osakesi, millest sai maailma üles ehitada. Elementaarosakesi võib liigitada väga mitmetel alustel.
7
Kasutatud allikad

http://et.wikipedia.org/wiki/Elementaarosakesed
http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:QTvWOPvKycgJ:www.syg.edu.ee/~peil/fyysika/elementaarosakesed.pdf+elementaarosakesed&hl=et&gl=ee&pid=bl&srcid=ADGEESjB3_xhDI5oqYl1FKS9ACL7jJju5W8tJO2ZK23GZYU0gfiKPnxVj6q5xYXZkxUxfQup94_BFNXImvgciO9mEYr_NfobRccSQf2OhC5rRk8Kac4boFv12s-Pgq5J3CTCw4cgBebr&sig=AHIEtbQrl4vHfPlqfeXaehLm8JbGvqjQ5w
''Füüsika 12.klassile'' Ain Ainsaar
http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:7Yzvb0e6304J:www.avita.ee/pdf/fyysika3_4-tuumafyysika.pdf+elementaarosakesed&hl=et&gl=ee&pid=bl&srcid=ADGEESgwyHyGeqj0Yh3hEAlPJAzjQ6f7Kxwry5Qwdbw6YHGsYtJatX10LjIg1NgOEjI7YnXHb7kZlmmOfVMI63fLAEaE35aEP-JzivB0zXGVYAiC5xy77jgNdmz9cUuq-fwXx3HofCli&sig=AHIEtbSYX_o7MFTFXDUG1G5RISQcCSjSEw