Тема: Законы сохранения в ядерных реакциях

№1Законом сохранения лептонного заряда разрешена реакция …

Решение:
Во всех фундаментальных взаимодействиях выполняются законы сохранения: энергии, импульса, момента импульса (спина) и всех зарядов (электрического , барионного и лептонного ). Согласно закону сохранения лептонного заряда в замкнутой системе при любых процессах суммарный лептонный заряд остается неизменным. Условились считать, что для лептонов лептонный заряд ; а для антилептонов лептонный заряд . Для всех остальных элементарных частиц лептонные заряды принимаются равными нулю. Реакция может идти, так как в этой реакции наряду с другими выполняется закон сохранения лептонного заряда : . В остальных реакциях закон сохранения лептонного заряда L нарушен.

№2 Законом сохранения электрического заряда запрещена реакция …

№3Распад мюона по схеме не может идти из-за нарушения закона сохранения …

лептонного заряда

электрического заряда

спина

барионного заряда

Решение:
Во всех фундаментальных взаимодействиях выполняются законы сохранения: энергии, импульса, момента импульса (спина) и всех зарядов (электрического , барионного и лептонного ). Согласно закону сохранения лептонного заряда в замкнутой системе при любых процессах суммарный лептонный заряд остается неизменным. Условились считать, что для лептонов лептонный заряд L = +1; а для антилептонов лептонный заряд L = -1. Для всех остальных элементарных частиц лептонные заряды принимаются равными нулю. Реакция не может идти из-за нарушения закона сохранения лептонного заряда , так как

№4

Взаимодействие K⁰-мезона с протоном в водородной пузырьковой камере идет по схеме

Если спин π -мезона S=0, то характеристиками K⁰-мезона будут …

Q=0; S=0

Q=0; S=1/2

Q=+1; S=0

Q=+1; S=1/2

Решение:

При взаимодействии элементарных частиц и их превращениях возможны только такие процессы, в которых выполняются законы сохранения, в частности законы сохранения электрического заряда и спина. -мезоны имеют спин S=0, а электрический заряд Q= ±1 в единицах элементарного заряда. Спин протона p в единицах постоянной Планка равен: S= 1/2, а заряд Q= +1. Гиперон имеет спин S= 1/2, заряд Q=0. В соответствии с законами сохранения у -мезона спин равен S=0, заряд Q=0.

№5

Законом сохранения барионного заряда запрещена реакция …

Решение

Во всех фундаментальных взаимодействиях выполняются законы сохранения: энергии, импульса, момента импульса (спина) и всех зарядов (электрического Q, барионного B и лептонного L ). Согласно закону сохранения барионного заряда для всех процессов с участием барионов и антибарионов суммарный барионный заряд сохраняется. Барионам (нуклонам n,p и гиперонам) приписывается барионный заряд B = + 1 Антибарионам (антинуклонам и антигиперонам) – барионный заряд B = - 1 , а всем остальным частицам – барионный заряд B = 0 Реакция не может идти из-за нарушения закона сохранения барионного заряда B так как

(+1) + (+1) ≠ +(0) + (0)

№6

Реакция не может идти из-за нарушения закона сохранения …

Решение.

Во всех фундаментальных взаимодействиях выполняются законы сохранения: энергии, импульса, момента импульса (спина) и всех зарядов (электрического , барионного и лептонного ). Эти законы сохранения не только ограничивают последствия различных взаимодействий, но определяют также все возможности этих последствий. Для выбора правильного ответа надо проверить, каким законом сохранения запрещена и какими разрешена приведенная реакция взаимопревращения элементарных частиц. Согласно закону сохранения лептонного заряда в замкнутой системе при любых процессах, разность между числом лептонов и антилептонов сохраняется. Условились считать для лептонов: . лептонный заряд а для антилептонов: . лептонный заряд . Для всех остальных элементарных частиц лептонные заряды принимаются равными нулю. Реакция не может идти из-за нарушения закона сохранения лептонного заряда , т.к.

ü Лептонного заряда

Барионного заряда

Спинового момента импульса

Электрического заряда

№7

Реакция не может идти из-за нарушения закона сохранения…

Решение:

Во всех фундаментальных взаимодействиях выполняются законы сохранения: энергии,импульса,момента импульса(спина)и всех зарядов(электрического Q,барионного B и лептонного L).Эти законы сохранения не только ограничивают последствия различных взаимодействий,но определяют также все возможности этих последствий. Согласно закону сохранения барионного заряда B,для всех процессов с участием барионов и антибарионов суммарный барионный зарад сохраняется. Барионам (нуклонам n,p и гиперонам)приписывается барионный заряд

B=-1,а всем остальным частицам барионный заряд-B=0.Реакция не может идти из-за нарушения закона барионного заряда B,т.к (+1)+(+1)

Варианты ответа: ,лептонного заряда,спинового момента импульса,электрического заряда.

№8

Законом сохранения электрического заряда запрещены реакции…

Варианты ответа(не менее 2):

Решение:

При взаимодействии элементарных частиц и их превращении в другие возможны только такие процессы,в которых выполняются законы сохранения,в частности закон сохранения электрического заряда:суммарный электрический заряд частиц,вступающих в реакцию,равен суммарному электрическому заряду частиц,полученных в результате реакции.Электрический заряд Q в единицах элементарного заряда равен:у нейтрона (n) Q=0,протона (P) Q=+1, электрона ( )Q=-1,позитрона ( ) Q=+1,электронного нейтрино и антинейтрино ( Q=0, антипротона ( Q=-1, мюонного нейтрино ( )Q=0, мюона ( ) Q=-1.Закон сохранения электрического заряда не выполняется в реакциях:

Тема: Фундаментальные взаимодействия.

№1

Установите соответствие между видами фундаментальных взаимодействий и радиусами (в м) их действия.
1. Гравитационное
2. Слабое
3. Сильное

1. ∞

2. 10^-18

3. 10^-15

10^-10

Решение:
Радиус действия гравитационного взаимодействия равен бесконечности. Сильное взаимодействие проявляется на очень малых расстояниях порядка м, сравнимых с размерами ядер. Для слабого взаимодействия радиус действия м.

№2

Установите соответствие между видами фундаментальных взаимодействий и их сравнительной интенсивностью.
1. Гравитационное
2. Электромагнитное
3. Сильное
4. Слабое

1.

2.

3. 1

4.

Решение:
Под отношением интенсивностей взаимодействий в первом приближении можно понимать отношение энергий этих взаимодействий для двух одинаковых частиц (например, протонов), разделенных достаточно малым расстоянием. Если интенсивность сильного взаимодействия принять за единицу, то интенсивность электромагнитного взаимодействия будет равна , слабого – и гравитационного –

№3

Установите соответствие между характерным временем взаимодействия и видом фундаментального взаимодействия.
1.
2.
3.

1. Электромагнитное

2. Сильное

3. Слабое

гравитационное

Решение:
Характерным временем взаимодействия можно назвать минимальное время жизни частиц, подверженных распадам в результате данного взаимодействия. Время сильного взаимодействия составляет величину , электромагнитного – и слабого – .

№4

Установите соответствие между группами элементарных частиц и характерными типами фундаментальных взаимодействий.
1. Фотоны
2. Лептоны
3. Адроны

1. Электромагнитное

2. Слабое

3. Сильное

гравитационное

Решение:
В сильном взаимодействии участвуют только адроны, характерным для лептонов является участие в слабых взаимодействиях (хотя они участвуют также в электромагнитном и в гравитационном взаимодействии). Фотоны являются переносчиками электромагнитных взаимодействий.

№5

Известно четыре вида фундаментальных взаимодействий. В одном из них участниками являются все заряженные частицы, обладающие магнитным моментом, переносчиками –фотона. Этот вид взаимодействия характеризуется сравнительной интенсивностью , радиус его действия равен …

Решение.

Все перечисленные характеристики соответствуют электромагнитному взаимодействию. Его радиус действия равен бесконечности.

ü

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: