Bài giảng bài các hạt sơ cấp vật lý 12 (2)

I. CÁC HẠT SƠ CẤP
- Các vi hạt có kích thước và khối lượng rất nhỏ (nhỏ hơn
nguyên tử)
- Các hạt sơ cấp như:
electron e-,pozitron e+,
proton p, nơtron n, nơtrino ,…..


2.CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA HẠT SƠ CẤP
a) Khối lƣợng nghỉ:
+ Hạt sơ cấp không có khối lượng nghỉ (m0 = 0):
phôtôn, nơtrinô, graviton
………………………………………………….
+ Theo hệ thức Anhxtanh, hạt sơ cấp có khối lượng nghỉ m0
thì
có năng lƣợng nghỉ E0 = m0c2
………………………………………………………………
…


2.CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA HẠT SƠ CẤP
b) Điện tích:
+ Hạt sơ cấp có thể có điện tích :
………………………………………………………………
Q = – 1, Q = 0, Q = + 1 (đơn vị đo là e)
………………………….
+
Q
được
gọi

là
số lƣợng tử điện tích
………………………………………………………………
…


2.CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA HẠT SƠ CẤP
c) Spin:
+
Mỗi
hạt
sơ
cấp
đều
có
:
momen động lƣợng riêng và momen từ riêng
………………………………………………………………
………………………….
đặc trưng cho chuyển động nội tại và bản chất của hạt.
+
Momensố lƣợng tửđặc
trưng
spin s
bằng…………………………………………………
VD: p, n, e- có s = +1/2; phôton có s =1
+ Momen động lượng riêng của hạt sơ cấp
sh/2 (h: hằng số Plank)
…………………………………………………

bằng





2.CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA HẠT SƠ CẤP
d) Thời gian sống trung bình:
+ Có 4 hạt sơ cấp bền (không phân rã thành hạt khác):
………………………………………………………………
phôtôn, nơtrinô, electron (+ và -) và prôton
…………….
+ Tất cả các hạt khác không bền
thì
………………………………………………………………
phân rã thành hạt khác
…
932s
 Thời gian sống của notron: ………..
 Thời gian sống của các hạt không bền khác:
10-24s đến 10-6s
……………………………………………….


3. PHẢN HẠT.
- Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành từng cặp có cùng
……………………………………………………………
m0, s, điện tích có trị số bằng nhau
……………
nhƣng trái dấu

…………………………………… gọi là hạt và phản hạt
VD1: electron e- và pôzitron e+ có cùng me và s = ½
nhưng Q = - 1 và Q = +1
VD2: proton và phản proton (antiproton)


3. PHẢN HẠT.
- Quá trình hủy cặp:
hạt + phản hạt  phôton + phôton
- Quá trình sinh cặp:
phôton + phôton  hạt + phản hạt


4.PHÂN LOẠI HẠT SƠ CẤP
Ngƣời ta sắp xếp hạt sơ cấp thành các loại dựa
theo khối lƣợng nghỉ tăng dần

m0 = 0
- Phôton (lượng tử ánh sáng): ………………
- Lepton, gồm các hạt nhẹ như:
………………………………………………………………
electron, muyon (+, -), các hạt tau (+, -).
-……………………………..
Mêzon, gồm các hạt có khối lượng trung bình (200  900)
me
,
gồm mêzon hai
nhóm:
và mêzon K
-……………………………………………

Barion, gồm các hạt nặng khối lượng bằng hoặc lớn hơn
khối
lượng
proton,
gồm
hai
nhóm:
………………………………………………………………
nuclon và hiperon, cùng các phản hạt của nó
……………………………..


5. TƢƠNG TÁC CỦA HẠT SƠ CẤP
Có 4 loại tƣơng tác cơ bản giữa các hạt sơ cấp
tạo nên vũ trụ.
Tương
tác
hấp
giữa các hạt có khối lƣợng
dẫn:……………………………………………………….
- Tương tác điện từ:
………………………………………………………………
giữa các hạt mang điện và các vật tiếp xúc gây ma sát
- ……………………………..
Tương tác yếu:
………………………………………………………………
giữa các hạt trong phân rã 
……
- Tương tác mạnh:
………………………………………………………………

giữa các hạt hađron
……


6. HẠT QUAC (QUARK)
* Tất cả các hađron đều cấu tạo từ các hạt nhỏ
hơn , gọi là quac.
* Có 6 hạt quac: u, d, s, c, b, t
và 6 phản quac với điện tích có dấu ngƣợc lại

- Điện tích của các quac và phản quac bằng :
 e/3 và  2e/3
……………………………….
- Các hạt quac đều quan sát được ở trạng thái:
…………………………, chưa quan sát được hạt quac tự
liên kết
do.