Физика ядра и частиц Взаимодействие частиц с веществом
Электромагнитное взаимодействие Кварки Атомное ядро Магнитный дипольный момент ядра Законы радиоактивного распада ядер. Альфа-распад. Бета-распад Естественная радиоактивность

 

Электрон

    Электрон был открыт в 1897 г. Дж. Томсоном в экспериментах с катодными лучами. Было обнаружено, что  при электрическом разряде в газах образуются отрицательно заряженные частицы с малой массой. В таблице приведены основные характеристики электрона

Спин, /h1/2
Масса, МэВ0.510998902+0.000000021
Электрический заряд, К-(1.602176462+0.000000063)·10-19
Магнитный момент, мюB (мюB  = e/h/2mec)1.001159652187+0.000000000004
Время жизни, лет>4.2·1024
Лептонное число, Le+1
Лептонные числа, , 0

Этот набор квантовых чисел определяет взаимодействие электрона с другими частицами. То обстоятельство, что электрон является самой легкой отрицательно заряженной частицей, приводит к тому, что электрон - стабильная частица. Время жизни электрона по крайней мере больше 4.2*1024 лет.
    Измерения тонкой структуры атомных спектров показали, что наряду с орбитальным моментом количества движения l электрон обладает еще и внутренним моментом количества движения - спином. Понятие спина электрона в 1925 г. было введено Д. Уленбеком и С. Гоудсмитом. Проекция спина электрона (1/2 в единицах /h) на любое выделенное направление может принимать два значения  - +1/2 и -1/2. Полный момент количества движения электрона является векторной суммой орбитального и спинового vecs1.gif (59 bytes) моментов

= + vecs1.gif (59 bytes).

В системе координат, в которой электрон покоится, орбитальный момент l = 0 и полный момент количества движения = vecs1.gif (59 bytes).
    В модели Гаудсмита и Уленбека спин был введен искусственно для объяснения наблюдаемого в эксперименте тонкого расщепления спектральных линий атомов. Существование спина электрона 1/2 следует из релятивистского уравнения П. Дирака, полученного им в 1928 г. Четыре независимых решения уравнения Дирака в случае свободного движения соответствуют частице (электрону) и античастице (позитрону) с двумя возможными ориентациями спина относительно направления импульса - sz = +1/2 и sz = -1/2.
    Т.к. спин электрона 1/2, он является фермионом и подчиняется принципу Паули, запрещающему двум частицам находиться в одном квантовом состоянии. Принцип Паули определяет заполнение электронных оболочек атомов. Масса электрона (~0.511 МэВ) значительно меньше массы нуклона.

mp/me~ 1840.

    На исследовании электромагнитных свойств электрона основаны фундаментальные эксперименты по проверке квантовой электродинамики. В частности поэтому такие характеристики электрона как заряд, масса, магнитный момент измерены с колоссальной точностью. В результате этих проверок не было обнаружено никаких отклонений от предсказаний квантовой электродинамики. Отсюда следует, что размер электрона меньше, чем 10-17 см.
    Из релятивистского уравнения Дирака следовало, что электрон должен иметь античастицу с такой же массой, но с положительным электрическим зарядом. Такая частица - позитрон (e+) была обнаружена в составе космических лучей. Эксперименты по сравнению масс и электрических зарядов электрона и позитрона показали, что их массы не могут отличаться более, чем на 8*10-11%, а заряды более, чем на 4*10-11%.

Ядерная изомерия
Внутренняя конверсия
Эффект Мессбауэра
Законы сохранения в ядерных реакциях.
Сечение реакции
Ядерные реакции
Механизмы ядерных реакций. Составное ядро.
Механизмы ядерных реакций. Прямые реакции.
Деление ядер.
Тяжелые ядра (A < 100)
Сверхтяжелые ядра (A > 100)
Экзотические виды радиоактивного распада
Физика экзотических ядер
Распространенность элементов.
Ядерные реакции в звездах.
Образование легчайших ядер. Дозвездная стадия образования элементов
Звездная эволюция
Горение водорода
Поиск солнечных нейтрино
Горение гелия.
Горение углерода и кислорода.
Горение кремния.
Образование элементов тяжелее железа.
История Вселенной
Космические лучи. Их состав и происхождение
Объединение взаимодействий
Открытые вопросы физики ядра и частиц

Взаимодействие нейтронов с веществом При прохождении нейтронов через вещество они взаимодействуют только с ядрами атомов. Возможны следующие 6 случаев взаимодействия нейтронов с ядрами: 1. Упругое рассеяние Столкновение является упругим, когда сумма кинетических энергий 2 -х частиц до столкновения равна сумме их кинетических энергий после столкновения

Основные вопросы по курсу Физика ядра и частиц