Материал: Uchebnoe_posobie_Optika
дают общими свойства ми и характеристиками, которые отличают их от частиц другой группы.
Кгруппе фотонов относится единственная частица – фотон, который переносит электромагнитное взаимодействие. В электромагнитном взаимодействии участвуют в той или иной степени все частицы, как заряженные, так и нейтральные (кроме нейтрино).
Кгруппе лептонов относятся электрон, мюон, тау-лептон, соответствующие им нейтрино, а также их античастицы. Все лептоны имеют спин,
равный 12, и, следовательно, являются фермионами, подчиняясь статистике
Ферми–Дирака. Поскольку лептоны в сильных взаимодействиях не участвуют, изотопический спин им не приписывается. Странность лептонов равна нулю.
Элементарным частицам, относящимся к группе лептонов, приписыва-
ют так называемое лептонное число (лептонный заряд) L.
Закон сохранения лептонного числа: в замкнутой системе при всех без исключения процессах взаимопревращаемости элементарных частиц леп-
тонное число сохраняется.
К группе адронов относятся пионы, каоны, –мезон, нуклоны, гипероны, а также их античастицы. Адронам приписывают барионное число (барионный заряд) В. Адроны с В = 0 образуют подгруппу мезонов (пионы, каоны, –мезон), а адроны с В = +1 образуют подгруппу барионов (от греч. “барис” – тяжелый; сюда относятся нуклоны и гипероны). Закон сохранения барионного числа: в замкнутой системе при всех процессах взаимопревращаемости элементарных частиц барионное число сохраняется. Из закона сохранения барионного числа следует, что при распаде бариона, наряду с другими частицами обязательно образуется барион.
Для процессов взаимопревращаемости элементарных частиц, обусловленных сильными взаимодействиями, выполняются все законы сохране-
ния (энергии, импульса момента импульса, зарядов (электрического, лептонного и барионного), изоспина, странности и четности). В процессах, обуслов-
ленных слабыми взаимодействиями, не сохраняются только изоспин, странность и четность.
Впоследние годы увеличение числа элементарных частиц происходит
восновном вследствие расширения группы адронов. Поэтому развитие работ по их классификации все время сопровождалось поисками новых более фундаментальных частиц, которые могли бы служить базисом для построения всех адронов. Гипотеза о существовании таких частиц, названных кварками, была высказана независимо друг от друга (1964) австрийским физиком Дж. Цвейгом и американским физиком-теоретиком Гелл-Маном.
Адроны строятся из кварков следующим образом: мезоны состоят из пары кварк – антикварк, барионы – из трех кварков (антибарион – из трех антикварков).
Предполагают, что каждый кварк (антикварк) обладает специфической квантовой характеристикой – цветом: “желтым”, “синим” и “красным”. То-
116
гда, если кварки имеют неодинаковую “окраску”, принцип Паули не нарушается.
Исследования привели к введению нового кварка – так называемого с–кварка и новой сохраняющейся величины – “очарования” (от англ. charm).
Подобно странности и четности, очарование сохраняется в сильных и электромагнитных взаимодействиях, но не сохраняется в слабых. Закон со-
хранения очарования объясняет относительно долгое время жизни J/ –мезона. Частице J/ приписывается кварковая структура cc. Структура сc~ называется чармонием – атомоподобная система, напоминающая позитроний (связанная водородоподобная система, состоящая из электрона и позитрона, движущихся вокруг общего центра масс). Кварковая модель позволила определить почти все основные квантовые числа адронов. В настоящее время признана точка зрения, что между лептонами и кварками существует симметрия: число пептонов должно быть равно числу типов кварков.
Cверхтяжелый мезон массой около 20 000те, который представляет собой структуру из кварка и антикварка нового типа – b–кварка (является носителем сохраняющейся в сильных взаимодействиях величины, названной “прелестью” (от англ. beauty)). Предполагается, что существует и шестой кварк t с зарядом 23, который назвали истинным (от англ. truth – исти-
на), подобно тому как с–кварк называют очарованным, b–кварк – прелестным. В физике элементарных частиц введен “аромат” – характеристика типа кварка.
Является ли схема из шести лептонов и шести кварков окончательной или же число лептонов (кварков) будет расти, покажут дальнейшие исследования.
Литература:
1.Волобуев А.Н. Курс физики и биофизики. Самара: ФГУП “Изд-во “Самарский Дом печати”, 2004.
2.Тиманюк В.А., Животова Е.Н. Биофизика: учебник. – 2-е издание. – К.: ИД “Профессионал”, 2004. – 704 с.
3.Ремизов А.Н., Потапенко А.Я. Курс физики. М.: Дрофа, 2004.
4.Трофимова Т.И. Курс физики: учеб. пособие для вузов. – 12-е изд., стер. – М.: Издательский центр “Академия”, 2006. –560 с.
5.Савельев И.В. Курс обшей физики. М.: Наука, 1998. – т.1-5.
6.Баранов А.П. Медицинская и биологическая физика: учебное пособие для студентов лечебно-профилактического факультета медицинского вуза. – Витебск, ВГМУ, 2003. – 392 с.
7.Яворский Б.М. Физика для школьников старших классов и поступающих в вузы: учебное пособие. – М.: Дрофа, 2004. – 795, 5 с.
117
|
Содержание |
|
I. Оптика............................................................................................................................................. |
3-73 |
|
1. |
Шкала электромагнитных волн. Характеристики световых волн .............................................. |
3-4 |
2. |
Элементы геометрической оптики............................................................................................. |
4-22 |
|
2.1. Основные законы оптики и их использование...................................................................... |
5-8 |
|
2.2. Тонкие линзы. Изображения предметов с помощью линз.................................................. |
9-13 |
|
2.3. Основные фотометрические величины и их единицы...................................................... |
14-15 |
|
2.4. Оптическая система микроскопа....................................................................................... |
15-19 |
|
2.5. Специальные приёмы микроскопии................................................................................... |
19-22 |
3. |
Зрительный анализатор и коррекция зрения.......................................................................... |
22-33 |
|
3.1. Элементы строения глаза.................................................................................................. |
22-23 |
|
3.2. Оптическая система глаза................................................................................................. |
23-25 |
|
3.3. Виды действия очковых линз............................................................................................. |
25-29 |
|
3.4. Молекулярный механизм зрения....................................................................................... |
29-33 |
4. |
Волновая оптика. Интерференция света. Применение интерференции света ..................... |
33-42 |
5. |
Дифракция света...................................................................................................................... |
42-53 |
|
5.1. Принцип Гюйгенса – Френеля........................................................................................... |
43-46 |
|
5.2. Дифракционная решётка ................................................................................................... |
46-49 |
|
5.3. Дифракция на пространственной решётке. Формула Вульфа-Брэггов............................ |
49-51 |
|
5.4. Понятие о голографии ....................................................................................................... |
51-53 |
6. |
Дисперсия света....................................................................................................................... |
53-56 |
|
6.1. Связь показателя преломления и электрических свойств вещества............................... |
55-56 |
7. |
Поглощение света.................................................................................................................... |
56-61 |
|
7.1. Взаимодействие электромагнитного излучения с веществом.......................................... |
56-57 |
|
7.2. Закон Бугера....................................................................................................................... |
57-58 |
|
7.3. Закон Бэра.......................................................................................................................... |
58-59 |
|
7.4. Закон Бугера – Ламберта – Бэра.................................................................................................. |
60-61 |
8. Рассеяние света....................................................................................................................... |
61-63 |
|
|
8.1. Нефелометрия и турбидиметрия............................................................................................ |
63 |
9. |
Поляризация света .................................................................................................................. |
63-73 |
|
9.1. Закон Малюса..................................................................................................................... |
65-66 |
|
9.2. Способы и устройства для поляризации света................................................................. |
67-71 |
|
9.2.1. Поляризация при отражении и преломлении................................................................... |
67 |
|
9.2.2. Закон Брюстера............................................................................................................ |
67-68 |
|
9.2.3. Доказательство эквивалентности двух условий в законе Брюстера............................... |
68 |
|
9.2.4. Поляризация света стопой Столетова............................................................................. |
68 |
|
9.2.5. Поляризация при двойном лучепреломлении ................................................................. |
69 |
|
9.2.6. Призма Николя.................................................................................................................. |
70 |
|
9.2.7. Поляризация света при дихроизме............................................................................. |
70-71 |
|
9.2.8. Поляроиды.................................................................................................................................... |
71 |
|
9.3. Оптическая активность....................................................................................................... |
71-73 |
|
9.3.1. Дисперсия оптической активности (вращательная дисперсия).................................. |
71-73 |
II. Квантовая природа излучения.................................................................................................... |
73-83 |
|
1. |
Тепловое излучение и его характеристики.............................................................................. |
73-75 |
2. |
Законы теплового излучения................................................................................................... |
75-76 |
3. |
Формула Планка............................................................................................................................ |
77 |
4. |
Квантово-механический смысл законов теплового излучения............................................... |
77-78 |
5. |
Излучательная способность серого тела. Терморегуляция организма ................................. |
78-79 |
6. |
Применение инфракрасного и ультрафиолетового излучения в медицине и фармации...... |
79-81 |
|
6.1. Применение инфракрасного излучения в медицине и фармации.................................... |
79-80 |
|
6.2. Применение ультрафиолетового излучения в медицине и фармации............................ |
80-81 |
7. |
Фотоэффект. Корпускулярные свойства света....................................................................... |
81-83 |
III. Элементы физики атомов, атомного ядра и элементарных частиц....................................... |
83-117 |
|
1. |
Рентгеновское излучение ........................................................................................................ |
83-94 |
|
1.1. Свойства рентгеновского излучения ...................................................................................... |
84 |
|
1.2. Характеристическое рентгеновское излучение...................................................................... |
84 |
|
1.3. Тормозное рентгеновское излучение..................................................................................... |
85 |
|
1.4. Рентгеновская трубка......................................................................................................... |
85-86 |
|
1.5. Спектр рентгеновского излучения ..................................................................................... |
86-87 |
|
1.6. Взаимодействие рентгеновского излучения и излучения с веществом..................... |
88-89 |
|
1.7. Закон ослабления рентгеновского и –излучения при прохождении через вещество.. |
89-90 |
118
1.8. Применение рентгеновского излучения в медицине......................................................... |
90-94 |
2. Элементы физики атомного ядра.......................................................................................... |
94-110 |
2.1. Размер, состав и заряд атомного ядра. Массовое и зарядовое числа............................ |
94-95 |
2.2. Дефект массы и энергия связи ядра ................................................................................. |
95-96 |
2.3. Ядерные силы.................................................................................................................... |
96-97 |
2.4. Радиоактивность................................................................................................................ |
97-98 |
2.5. Закон радиоактивного распада. Правила смещения...................................................... |
98-100 |
2.6. Закономерности –распада........................................................................................... |
100-101 |
2.7. - – Распад. Нейтрино................................................................................................... |
101-102 |
2.8. Гамма-излучение и его свойства.......................................................................................... |
103 |
2.9. Дозиметрия радиоактивного излучения........................................................................ |
103-104 |
2.10. Методы наблюдения и регистрации радиоактивных излучений и частиц.................. |
104-106 |
2.11. Ядерные реакции и их основные типы........................................................................ |
107-110 |
2.11.1. Реакции деления ядра........................................................................................... |
107-108 |
2.11.2. Цепная реакция деления....................................................................................... |
108-109 |
2.11.3. Понятие о ядерной энергетике ..................................................................................... |
109 |
2.11.4. Реакции синтеза атомных ядер. |
|
Проблема управляемых термоядерных реакций................................................... |
109-110 |
3. Элементы физики элементарных частиц............................................................................ |
110-117 |
3.1. Космическое излучение.............................................................................................. |
110-111 |
3.2. Мюоны и их свойства.................................................................................................. |
111-112 |
3.3. Мезоны и их свойства........................................................................................................ |
112 |
3.4. Типы взаимодействий элементарных частиц ............................................................ |
112-113 |
3.5. Частицы и античастицы.............................................................................................. |
114-115 |
3.6. Гипероны. Странность и чётность элементарных частиц................................................. |
115 |
3.7. Классификация элементарных частиц. Кварки.......................................................... |
115-117 |
Литература......................................................................................................................................... |
117 |
Содержание................................................................................................................................. |
118-119 |
119
120