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.
kohaselt on massita. Kõigil leptonitel on neile vastav antilepton. Antiosakese mass on täpselt võrdne osakese omaga, kõik kvantarvud on antiosakesel vastasmärgilised. Bosonid Bosonid on täisarvulise spinniga (s = 0, 1, 2, ...) Bose-Einsteini statistikale alluvad osakesed. Erinevalt fermionidest ei kehti bosonitele Pauli keeluprintsiip, seega võib igas kvantolekus olla korraga suvaline arv bosoneid. Bosonite hulka kuuluvad vastastikmõjude ülekandjad (footon, graviton, gluuon, nõrgad vahebosonid), mesonid, paaris massiarvuga tuumad (nt heelium-4) Footon Footon on elektromagnetilist interaktsiooni vahendav stabiilne osake. Footon on tõeliselt neutraalne elementaarosake, mille seisumass on 0 (footon eksisteerib ainult valguse kiirusega liikudes) ja spinn 1. Gluuon Gluuonid on elektriliselt neutraalsed osakesed, mille spinn on 1 ja seisumass 0 (katseliselt pole seda veel tõestatud). Gluuonid on kvarkidevahelise tugeva interaktsiooni vahendajateks, samas
virtuaalsete footonite poolt tekitatud eriline tõmbumine hoiab koos el. Aatomis, aatomeid molekulis, molekule kehas. Vahendavad virtuaalosakesed on omased kõigile vastastikmõju liikidele.tugevat vastastikmõju kvarkide vahel vahendavad gluuonid.on 8 eri tüüpi, puudub seisumass ja el.laeng, kuid erinevalt footonist kannavad vastastikmõju laengut(värvilaengut).vahetades gluuoneid vahetavad kvargid värvilaenguid.et kvark ei jääks gluuonit välja kiirates ilma värvita, peab lahkuv gluuon uht värvi ära viies samas teise kohe asemele jätma.seepärast kannab gluuon korraga üht värvi ja antivärvi sõltuvalt tüübist.prootonis on nii kvargid kui gluuonid(kvarke alati 3, gluuoneid määramata arv.tekivad ja kaovad vahetades kvarkide värve). Gluuonid on värvilised ega saa tuumaosakeste seest lahkuda vahendavad protonite ja neutronite vahelisi jõude virtuaalsed valged liitosakesed- pii-mesonid.nõrka vastastikmõju põhjustavad väga massiivsed vaheosakesed.
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 tugeva vastastikmõju vahendajad kvarkide vahel, pole seisumassi ega elektrilaengut, kuid kannavad vastastikmõju laengut ehk on ,,värvilised", nad vahetavad kvarkide värve, kandes endaga kaasas üht värvi ja antivärvi ( võtavad kvargilt värvi, annavad uue asemele), mis tekitavad tugevat vastastikmõju kvarkide vahel, 8) vaheosakesed (virtuaalsed või reaalsed) [footon (vahendab elektromagnetilist vastasmõju), gluuon (vahndab tugevat vastasmõju), W-,
GRAVITATSIOON ELEKTROMAGNETILINE VASTASTIKMÕJU VASTASTIKMÕJU Osakesed, mille vahel Mõjub kõikide Kõikidel osakestel millel + mõjub osakeste vahel või - laeng Kvarkide vahel Kvarkide vahel Osake, mis Graviton- pole veel vahendab tõestatud footon gluuon vahebosonid Seot. aineosakeste väljadega.( - Elektromagnetiline jõud hoiab lagunemine: prooton- näiteks aatomis elektronid
elektronid aatomis, aatomid molekulis kui ka molekulid kehades. Tugevat vastastikmõju vahendavad kvarkide vahel gluuonid. Neid in 8 erinevat tüüpi, neid ühelgi pole seisumassi ega elektrilaengut, kuid neil puudub tugev laeng. Gluutonid on ,,värvilised". Vahetades gluuoneid vahetavad kvargid värvilaenguid. Selleks, et kvark ei jääks gluuonit välja kiirates ilma värvilaenguta, peab lahkuv gluuon üht värvi ära viies samas teise kohe kvargile maha jätma. Seepärat kannab gluuon sõltuvalt tüübist, korraga üht värvi ja üht antivärvi. Võimalik gluuonid: Graviton on hüpoteetiline osake, mis vahendab gravitatsioonilist interaktsiooni. Gravitoni seisumass ja elektrilaeng 0. Analoogiliselt elektromagnetvälja vahendaja footoniga, saab ka graviton liikuda vaid valguse kiirusega. Kuna antigraviton oleks
Alati on neid kõige väiksemaid koostisosi nimetatud elementaarosakesteks. Nende mõõtmed on väiksemad kui kõige väiksem aatom. Tänapäevaks on selliseid osakesi kogunenud juba ligikaudu 400. Paljud neist eksisteerivad väga lühikest aega (10 -23 s), paljud tekivad ainult erilistes tuumareaktsioonides või elementaarosakeste kiirendites. Nende klassifikatsioon on keeruline ja tavainimesele mittemidagiütlev peale ilusate nimede: meson, hadron, barüon, lepton, gluuon. Nüüdisajal loetakse tõeliselt elementaarseteks footonit, leptoneid, kvarke, gluuoneid ja vahebosoneid ning neid nimetatakse seepärast ka fundamentaalosakesteks , kuigi juba leidub ka selles kahtlejaid.. Fundamentaalosakesi jaotatakse omakorda mateeriaosakesteks (aine algosakesed) ja vaheosakesteks (vastastikmõjusid vahendavad osakesed). Mateeriaosakesed on need, millest koosneb aine. Nendeks on kvargid ja leptonid.
2) elektromagnetiline vastastikmõju – mõjutab kõiki osakesi, millel on elektrilaeng. Tema mõju suurus ehk ulatus on kaugele ning selle tugevus on gravitatsioonist suurem. 3) nõrk vastastikmõju – mõjutab kõiki elementaarosakesi. Tena mõjuulatus on väga väike (aatomisisemus) ja tugevus on elektromagnetilisest ja tugevast vastastikmõjust väiksem. 4) tugev vastastikmõju – mõjutab kõiki osakesi, millel on värvilaeng (kvargid, gluuon). Mõjuulatus on väga väike (aatomi sisemus), kuid tugevus on ülisuur. Vastastikmõjud võivad olla väga erineva tugevusega. Selleks, et vastastikmõju tugevusi saaks omavahel võrrelda, on kasutusele võetud füüsikaline suuruks, mida kutsutakse jõuks. Jõud füüsikaline suurus, mis väljendab ühe keha mõju teisele kehale, kutsudes esile teisel kehal kiirenduse. Jõud on vastastikumõju mõõt ning tema arvväärtus näitab selle tugevust
Elektromagnetilise vastasmõju vahendajaks on footon. Kuna footon ei oma seisumassi, siis on elektromagnetilise vastasmõju ulatus lõpmatu. 5 3.) Tugev vastastikmõju toimib värvust omavate elementaarosakeste (kvarkide) vahel. Tugeva vastasmõju kandjad ehk vaheosakesed on gluuonid, mis omavad värvilaengut. See tähendab, et ka gluuon ise osaleb aktiivselt vastasmõjus. Üksikud kvargid ja gluuonid on ainsad elementaarosakesed, millel on värvilaeng ja mis osalevad tugevas vastasmõjus. 4.) Nõrk vastasmõju toimib nii kvarkide kui ka leptonite vahel. Nõrk vastastikmõju on peamine radioaktiivsete elementide sünteesija tähtede supernoovaplahvatusel, mille tulemusena on tekkinud kõik rauast suurema järjekorranumbriga keemiliste elementide perioodilisussüsteemi elemendid
5. Mis on ruum ja aeg? Ruum ja aeg on mateeria ja selle liikumise eksisteerimise ja iseloomustamise keskkond. 6. Mida tähendab aja ja ruumi homogeensus? Ruumi homogeensus: iga punkt ruumis on füüsikaliselt samaväärne. Aatom on samaväärne samasorti aatomiga Marsil. Aja homogeensus: vabade objektide jaoks on kõik ajahetked samaväärsed. 7. Loetlege vastasmõjud tugevuse kahanemise järjekorras ja nimetage mõju kandja (Ei küsi - Arvo Mere) 10^40 Tugev gluuon (meson?), 10^38 Elektromagnetiline footon, 10^15 Nõrk - uikon, 10^0 Gravitatsiooniline graviton. 8. Mis on vektor ja mis on skalaar? Vektor-füüsikaline suurus, mille määrab suund, suurus ja rakenduspunkt (nihe, kiirus, kiirendus, jõud...) Skalaar-füüsikaline suurus, mille määrab arvväärtus (temperatuur, mass, tihedus...) Tehted skalaaridega on nii nagu ikka tehted reaalarvudega. 9. Andke vektorite liitmise kaks moodust graafiliselt.
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. Pii-meson koosneb u- või d-kvargist (või antikvargist). 53. Iseloomusta planeete ja väikekehasid Merkuur Päikesele kõige lähem. Kõige väiksem. Mass 5% Maa omast. Kaaslasi ei ole. Veenus 2. planeet. Tahke. ~ Sama suur kui Maa. Pöörleb väga aeglaselt. Kõrge pinnatemperatuur (paks atmosfäär). Kaaslasi ei ole. Maa 3. planeet
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. Pii-meson koosneb u- või d-kvargist (või antikvargist). 53. Iseloomusta planeete ja väikekehasid Merkuur Päikesele kõige lähem. Kõige väiksem. Mass 5% Maa omast. Kaaslasi ei ole. Veenus 2. planeet. Tahke. ~ Sama suur kui Maa. Pöörleb väga aeglaselt. Kõrge pinnatemperatuur (paks atmosfäär). Kaaslasi ei ole. Maa 3. planeet. Ainus Päikesesüsteemi planeet, kus on elu.
Mis on ruum ja aeg? Mida tähendab aja ja ruumi homogeensus? Loetlege vastastikmõjud tugevuse kahanemise järjekorras. Mateeria on kõik meid ümbritsev loodus. Mateeria esineb aine ja välja kujul. Ruum ja aeg on mateeria ja selle liikumise eksisteerimise ja iseloomustamise keskkond. Ruumi homogeensus: iga punkt ruumis on füüsikaliselt samaväärne. Aatom on samaväärne samasorti aatomiga Marsil. Aja homogeensus: vabade objektide jaoks on kõik ajahetked samaväärsed. 10^40 Tugev gluuon ( meson), 10^38 Elektromagnetiline footon, 10^15 Nõrk - uikon, 10^0 Gravitatsiooniline graviton. 1 137 3.Mis on vektori projektsioon teljel ja milleks seda on vaja? Kuidas konstrueeritakse ühikvektor ja miks see on vajalik? Vektori projektsioon teljel on skalaar. Teades nurka vektori ja telje vahel ning projektsiooni pikkust, saame arvutada vektori tõelise pikkuse koosinusfunktsiooni kaudu. Ühikvektor saadakse, kui võetakse vektoriga ühtiva suunaga vektor, mille moodul on
ja seega ka ajalis-ruumilistele piirangutele. Fermionide statistilist jaotumist nende energia väärtuste järgi kirjeldab Fermi-Diraci jaotusfunktsioon. Algfermionid jagunevad kvarkideks ja leptoniteks. Bosonid on täisarvulise spinniga osakesed. Enamasti on nad välja algosakesed. Bosonina võivad aga käituda ka kahest vastandlike spinnidega fermionist koosnevad terviklikud süsteemid. Vastastikmõjusid vahen- davaid bosoneid (footon, gluuon, uikon ja graviton) nimetatakse sageli ka vaheosakesteks. Footoni, gluuoni ja uikoni spinn on 1. See tähendab, et lainena liikudes kannavad nad edasi impulssi, mis on leitav bosoni lainearvu korrutamisel ühe Plancki nurkkonstandiga. Bosoni tekkimisel või kadumisel muutub mõne protsessis osaleva fermioni spinn impulsi jäävuse seaduse tõttu esialgsele vastupidiseks.
Fer- mionide statistilist jaotumist nende energia E väärtuste järgi kirjeldab Fermi-Diraci jaotusfunktsioon: fF-D = 1 / {exp [(E EF)/kT] + 1}, fF-D energiataseme hõivatuse tõenäosus, EF - Fermi energia. Bosonid on täisarvulise spinniga osakesed. Enamasti on nad välja algosakesed. Bosonina võivad aga käituda ka kahest vastandlike spinnidega fermionist koosnevad terviklikud süsteemid. Vastastikmõjusid vahen- davaid bosoneid (footon, gluuon, uikon ja graviton) nimetatakse sageli ka vaheosakesteks. Footoni, gluuoni ja uikoni spinn on 1. See tähendab, et lainena liikudes kannavad nad edasi impulssi, mis on leitav bosoni lainearvu korrutamisel ühe Plancki nurkkonstandiga. Bosoni tekkimisel või kadumisel muutub mõne protsessis osaleva fermioni impulsimoment esialgsele vastupidiseks. Bosonite jaotumist nende energia väärtuste järgi kirjeldab Bose-Einsteini jaotusfunktsioon: NB-E = 1 / {exp(E/kT) 1},
Fer- mionide statistilist jaotumist nende energia E väärtuste järgi kirjeldab Fermi-Diraci jaotusfunktsioon: fF-D = 1 / {exp [(E EF)/kT] + 1}, fF-D energiataseme hõivatuse tõenäosus, EF - Fermi energia. Bosonid on täisarvulise spinniga osakesed. Enamasti on nad välja algosakesed. Bosonina võivad aga käituda ka kahest vastandlike spinnidega fermionist koosnevad terviklikud süsteemid. Vastastikmõjusid vahen- davaid bosoneid (footon, gluuon, uikon ja graviton) nimetatakse sageli ka vaheosakesteks. Footoni, gluuoni ja uikoni spinn on 1. See tähendab, et lainena liikudes kannavad nad edasi impulssi, mis on leitav bosoni lainearvu korrutamisel ühe Plancki nurkkonstandiga. Bosoni tekkimisel või kadumisel muutub mõne protsessis osaleva fermioni impulsimoment esialgsele vastupidiseks. Bosonite jaotumist nende energia väärtuste järgi kirjeldab Bose-Einsteini jaotusfunktsioon: NB-E = 1 / {exp(E/kT) 1},
Alati on neid kõige väiksemaid koostisosi nimetatud elementaarosakesteks. Nende mõõtmed on väiksemad kui kõige väiksem aatom. Tänapäevaks on selliseid osakesi kogunenud juba ligikaudu 400. Paljud neist eksisteerivad väga lühikest aega (10-23 s), paljud tekivad ainult erilistes tuumareaktsioonides või elementaarosakeste kiirendites. Nende klassifikatsioon on keeruline ja tavainimesele mittemidagiütlev peale ilusate nimede: meson, hadron, barüon, lepton, gluuon. 97 Nüüdisajal loetakse tõeliselt elementaarseteks footonit, leptoneid, kvarke, gluuoneid ja vahebosoneid ning neid nimetatakse seepärast ka fundamentaalosakesteks , kuigi juba leidub ka selles kahtlejaid.. Fundamentaalosakesi jaotatakse omakorda mateeriaosakesteks (aine algosakesed) ja vaheosakesteks (vastastikmõjusid vahendavad osakesed). Mateeriaosakesed on need, millest koosneb aine
annaabi.ee 
