CÁC HẠT SƠ CẤP

BÀI 40. CÁC HẠT SƠ CẤP

I. LÍ THUYẾT TRỌNG TÂM

1. Khái niệm các hạt sơ cấp

+ Khái niệm

• Hạt sơ cấp là các hạt vi mô, có kích thước vào cỡ kích thước hạt nhân trở xuống.
• Ví dụ: phôtôn, êlectron, pôzitrôn, prôtôn, nơtron, nơtrinô …

+ Sự xuất hiện các hạt sơ cấp mới

• Để tạo nên các hạt sơ cấp mới, người ta sử dụng các máy gia tốc làm tăng vận tốc của một số hạt và cho chúng bắn vào các hạt khác
• Một số hạt sơ cấp mởi: Hạt muyôn (μ-), hạt π+, π- và π°, các hạt Kaôn K-, K°.

+ Phân loại các loại hạt sơ cấp

• Phôtôn.
• Các leptôn (các hạt nhẹ) có khối lượng từ 0 đến 200me: nơtrinô, êlectron, pôzitron, mêzon μ.
• Các hạt hađrôn: có khối lượng trên 200me và được phân thành ba nhóm con
• Mêzôn π, K: có có khối lượng trên 200me nhưng nhỏ hơn khối lượng nuclôn;
• Nuclôn p, n
• Hipêron có khối lượng lớn hơn khối lượng nuclôn.

Nhóm các nuclôn và hipêron còn được gọi là barion.

2. Tính chất của các hạt sơ cấp

+ Thời gian sống (trung bình): Một số ít hạt sơ cấp là bền (thời gian sống ~ ∞) còn đa số là không bền, chúng tự phân rã và biến thành hạt sơ cấp khác.

+ Phản hạt

• Mỗi hạy sơ cấp có một phản hạt tương ứng. Phản hạt của một hạt sơ cấp có cùng khối lượng nhưng điện tích trái dấu và cùng giá trị tuyệt đối.
• Trường hợp hạt sơ cấp không mang điện như nơtron thì thực nghiệm chứng tỏ nơtron vẫn có momen từ khác không; khi đó phản hạt của nơtron là hạt sơ cấp có cùng khối lượng như nơtron nhưng có momen từ ngược hướng và cùng độ lớn.
• Một số phản hạt

3. Tương tác của các hạt sơ cấp

+ Tương tác điện từ: là tương tác giữa phôtôn và các hạt mang điện và giữa các hạy mang điện với nhau. Tương tác này là bản chất của các lực Cu-lông, lực điện từ, lực Lo-ren,…

+ Tương tác mạnh: là tương tác giữa các hạt hađrônl không kể các quá trình phân rã của chúng. Một trường hợp riêng của tương tác mạnh là lực hạt nhân.

+ Tương tác yếu là tương tác giữa các leptôn.

+ Tương tác hấp dẫn: là tương tác giữa các hạt (các vật) có khối lượng khác không. Ví dụ: trọng lực, lực hút giữa Trái Đất và Mặt Trăng, giữa Mặt Trời và các hành tinh …

III. GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA

Câu C1 (trang 206 SGK Vật lí 12):

Phân tử, nguyên tử, … có phải là hạt sơ cấp không?

Trả lời:

Phân tử, nguyên tử không phải là hạt sơ cấp vì hạt sơ cấp có kích thước cỡ hạt nhân trở xuống.

Bài 1 (trang 208 SGK Vật Lý 12):

So sánh năng lượng liên kết của êlectron trong nguyên tử hiđrô và năng lượng liên kết của một prôtôn trong hạt nhân \(_{2}^{4}He\)

Lời giải:

Năng lượng liên kết của proton trong hạt nhân \(_{2}^{4}He\) lớn hơn rất nhiều năng lượng liên kết của êlectron trong nguyên tử hiđrô. Vì tương tác giữa êlectron và hạt nhân trong nguyên tử hiđrô là tương tác điện từ, còn tương tác trong hạt nhân là tương tác mạnh.

Bài 2 (trang 208 SGK Vật Lý 12):

Leptôn là gì? Đặc tính chung của các leptôn. Các leptôn tham gia những quá trình tương tác nào?

Lời giải:

+ Các leptôn (các hạt nhẹ) có khối lượng từ 0 đến 200me: nơtrinô, êlectron, pôzitron, mêzon m.

+ Các leptôn tham gia những tương tác yếu, chẳng hạn như quá trình phân rã β+, β-.

Bài 3 (trang 208 SGK Vật Lý 12):

Phân loại các tương tác sau:

a) lực ma sát.

b) lực liên kết hóa học.

c) trọng lực.

d) lực Lo- ren.

e) lực hạt nhân.

f) lực liên kết trong phân rã β.

Lời giải:

a) Lực ma sát: tương tác điện từ.

b) Lực liên kết hóa học: tương tác điện từ.

c) Trọng lực: tương tác hấp dẫn.

d) Lực Loren: tương tác điện trở.

e) Lực hạt nhân: tương tác mạnh.

f) Lực liên kết trong phân rã β: tương tác yếu.

Hy vọng với nội dung kiến thức trong bài "Các hạt sơ cấp", các em có thể vận dụng thành thạo để làm các bài tập liên quan.