Ba hạt này (cũng như những hạt khác được mô tả dưới đây) hút và đẩy nhau tùy theo nguyên tắc của chúng. phí, trong đó chỉ có bốn loại theo số lượng lực cơ bản của tự nhiên. Các điện tích có thể được sắp xếp theo thứ tự giảm dần của các lực tương ứng theo cách sau: điện tích màu (lực tương tác giữa các quark); điện tích (lực điện và lực từ); điện tích yếu (lực trong một số quá trình phóng xạ); cuối cùng là khối lượng (lực hấp dẫn, hoặc tương tác hấp dẫn). Từ "màu" ở đây không liên quan gì đến màu sắc Ánh sáng nhìn thấy được; nó chỉ đơn giản là đặc tính của điện tích mạnh và lực lớn nhất.
Phí được lưu, I E. Điện tích đi vào hệ bằng điện tích rời khỏi nó. Nếu tổng điện tích của một số hạt nhất định trước khi tương tác của chúng bằng 342 đơn vị, thì sau tương tác, bất kể kết quả của nó như thế nào, nó sẽ bằng 342 đơn vị. Điều này cũng áp dụng cho các khoản phí khác: màu sắc (phí tương tác mạnh), yếu và khối lượng (khối lượng). Các hạt khác nhau về điện tích của chúng: về bản chất, chúng “là” những điện tích này. Lời buộc tội giống như một “giấy chứng nhận” về quyền phản ứng trước lực lượng thích hợp. Như vậy, chỉ có hạt màu chịu tác dụng của lực màu, chỉ có hạt mang điện mới bị tác dụng bởi lực màu. lực điện vân vân. Tính chất của hạt được xác định sức mạnh lớn nhất, hành động dựa trên nó. Chỉ có quark mới mang mọi điện tích và do đó chịu tác dụng của mọi lực, trong đó lực chiếm ưu thế là màu sắc. Các electron có tất cả các điện tích ngoại trừ màu sắc và lực chủ yếu đối với chúng là lực điện từ.
Ổn định nhất trong tự nhiên, theo quy luật, là sự kết hợp trung hòa của các hạt trong đó điện tích của các hạt có dấu hiệu này được bù bằng tổng điện tích của các hạt có dấu hiệu khác. Điều này tương ứng với năng lượng tối thiểu của toàn bộ hệ thống. (Tương tự như vậy, hai thanh nam châm được đặt thẳng hàng, có Cực Bắc một trong số chúng được gửi đến cực Nam một cái khác, tương ứng với năng lượng tối thiểu của từ trường.) Trọng lực là một ngoại lệ đối với quy luật này: khối lượng âm không tồn tại. Không có cơ thể nào rơi lên trên.
CÁC LOẠI VẬT CHẤT
Vật chất thông thường được hình thành từ các electron và quark, được nhóm thành các vật thể có màu trung tính và sau đó mang điện tích. Sức mạnh màu sắc được trung hòa, như sẽ được thảo luận chi tiết hơn dưới đây, khi các hạt được kết hợp thành bộ ba. (Do đó, bản thân thuật ngữ “màu sắc”, được lấy từ quang học: ba màu cơ bản khi trộn lẫn sẽ tạo ra màu trắng.) Do đó, các quark có cường độ màu là màu chính sẽ tạo thành các bộ ba. Nhưng quark, và chúng được chia thành bạn-quarks (từ tiếng Anh trở lên - top) và d-quark (từ tiếng Anh trở xuống - dưới cùng) cũng có điện tích bằng bạn-quark và cho d-quark. Hai bạn-quark và một d-quark mang điện tích +1 và tạo thành proton, và một bạn-quark và hai d- Quark mang điện tích bằng 0 và tạo thành nơtron.
Các proton và neutron ổn định, bị thu hút lẫn nhau bởi lực màu còn sót lại của tương tác giữa các quark cấu thành của chúng, tạo thành hạt nhân nguyên tử trung tính về màu. Nhưng hạt nhân mang điện tích dương và thu hút các electron âm quay quanh hạt nhân giống như các hành tinh quay quanh Mặt trời, có xu hướng tạo thành một nguyên tử trung tính. Các electron trên quỹ đạo của chúng bị tách ra khỏi hạt nhân ở khoảng cách lớn hơn hàng chục nghìn lần bán kính hạt nhân - bằng chứng cho thấy lực điện giữ chúng yếu hơn nhiều so với lực điện hạt nhân. Nhờ sức mạnh tương tác màu sắc, 99,945% khối lượng nguyên tử được chứa trong hạt nhân của nó. Cân nặng bạn- Và d-quark xấp xỉ 600 lần khối lượng lớn hơnđiện tử. Do đó, các electron nhẹ hơn và linh động hơn nhiều so với hạt nhân. Sự chuyển động của chúng trong vật chất là do hiện tượng điện gây ra.
Có hàng trăm loại nguyên tử tự nhiên (bao gồm cả đồng vị), khác nhau về số lượng neutron và proton trong hạt nhân và theo đó là số lượng electron trên quỹ đạo của chúng. Đơn giản nhất là nguyên tử hydro, bao gồm một hạt nhân ở dạng proton và một electron quay xung quanh nó. Tất cả vật chất “nhìn thấy được” trong tự nhiên đều bao gồm các nguyên tử và các nguyên tử “bị tách rời” một phần, được gọi là các ion. Ion là những nguyên tử bị mất (hoặc nhận thêm) một số electron và trở thành hạt tích điện. Vật chất bao gồm hầu hết các ion được gọi là plasma. Các ngôi sao cháy do phản ứng nhiệt hạch xảy ra ở trung tâm bao gồm chủ yếu là plasma và vì sao là dạng vật chất phổ biến nhất trong Vũ trụ nên chúng ta có thể nói rằng toàn bộ Vũ trụ bao gồm chủ yếu là plasma. Chính xác hơn, các ngôi sao chủ yếu bị ion hóa hoàn toàn khí hydro, I E. một hỗn hợp của các proton và electron riêng lẻ, và do đó, gần như toàn bộ Vũ trụ nhìn thấy được bao gồm nó.
Đây là vật chất nhìn thấy được. Nhưng cũng có vật chất vô hình trong Vũ trụ. Và có những hạt đóng vai trò là vật mang lực. Có phản hạt và trạng thái kích thích của một số hạt. Tất cả điều này dẫn đến sự dư thừa rõ ràng của các hạt “cơ bản”. Trong sự phong phú này, người ta có thể tìm thấy dấu hiệu về bản chất thực sự của các hạt cơ bản và các lực tác dụng giữa chúng. Theo nhiều nhất lý thuyết mới nhất, các hạt về cơ bản có thể được mở rộng đối tượng hình học– “sợi dây” trong không gian mười chiều.
Thế giới vô hình.
Vũ trụ không chỉ chứa vật chất nhìn thấy được (mà còn cả các lỗ đen và “ vật chất tối", chẳng hạn như các hành tinh lạnh có thể nhìn thấy được nếu được chiếu sáng). Ngoài ra còn có vật chất thực sự vô hình thấm vào tất cả chúng ta và toàn bộ Vũ trụ mỗi giây. Nó là một loại khí chuyển động nhanh gồm các hạt thuộc một loại - neutrino electron.
Neutrino electron là đối tác của electron, nhưng không mang điện tích. Neutrino chỉ mang cái gọi là điện tích yếu. Khối lượng nghỉ của chúng rất có thể bằng không. Nhưng chúng tương tác với trường hấp dẫn vì chúng có động năng E, tương ứng với khối lượng hiệu dụng tôi, theo công thức Einstein E = mc 2 ở đâu c- tốc độ ánh sáng.
Vai trò chính của neutrino là nó góp phần vào sự biến đổi Và-quark trong d-quark, kết quả là proton biến thành neutron. Neutrino đóng vai trò là "kim chế hòa khí" cho các phản ứng tổng hợp sao, trong đó bốn proton (hạt nhân hydro) kết hợp để tạo thành hạt nhân helium. Nhưng vì hạt nhân helium không bao gồm bốn proton mà có hai proton và hai neutron, nên phản ứng tổng hợp hạt nhân cần hai Và-quark biến thành hai d-quark. Cường độ của sự biến đổi quyết định tốc độ cháy của các ngôi sao. Và quá trình biến đổi được xác định bởi điện tích yếu và lực tương tác yếu giữa các hạt. trong đó Và-quark (điện tích +2/3, điện tích yếu +1/2), tương tác với một electron (điện tích - 1, điện tích yếu –1/2), hình thành d-quark (điện tích –1/3, điện tích yếu –1/2) và neutrino electron (điện tích 0, điện tích yếu +1/2). Các điện tích màu (hoặc chỉ màu) của hai quark bị triệt tiêu trong quá trình này mà không có neutrino. Vai trò của neutrino là mang đi điện tích yếu không được bù. Do đó, tốc độ biến đổi phụ thuộc vào mức độ yếu của lực yếu. Nếu chúng yếu hơn hiện tại thì các ngôi sao sẽ không cháy chút nào. Nếu chúng mạnh hơn thì các ngôi sao đã cháy rụi từ lâu rồi.
Còn neutrino thì sao? Bởi vì những hạt này tương tác cực kỳ yếu với vật chất khác nên chúng gần như ngay lập tức rời khỏi ngôi sao nơi chúng sinh ra. Tất cả các ngôi sao đều tỏa sáng, phát ra neutrino và neutrino tỏa sáng khắp cơ thể chúng ta và toàn bộ Trái đất cả ngày lẫn đêm. Vì vậy, họ lang thang khắp Vũ trụ cho đến khi có lẽ họ bước vào một tương tác SAO mới).
Người vận chuyển sự tương tác.
Nguyên nhân gây ra lực tác dụng giữa các hạt ở khoảng cách xa? Vật lý hiện đại Trả lời: do sự trao đổi của các hạt khác. Hãy tưởng tượng hai vận động viên trượt băng tốc độ đang ném một quả bóng xung quanh. Bằng cách truyền động lượng cho quả bóng khi ném và nhận động lượng khi quả bóng nhận được, cả hai đều nhận được lực đẩy theo hướng xa nhau. Điều này có thể giải thích sự xuất hiện của lực đẩy. Nhưng trong cơ học lượng tử, vốn xem xét các hiện tượng trong thế giới vi mô, cho phép kéo dài và định vị các sự kiện một cách bất thường, điều này dẫn đến điều dường như không thể xảy ra: một trong những vận động viên trượt băng ném quả bóng về hướng đó. từ khác nhau, nhưng dù sao thì cái đó Có lẽ bắt quả bóng này. Không khó để tưởng tượng rằng nếu điều này có thể xảy ra (và trong thế giới của các hạt cơ bản thì điều đó là có thể), lực hút sẽ nảy sinh giữa những người trượt ván.
Các hạt, do sự trao đổi lực tương tác giữa bốn “hạt vật chất” đã thảo luận ở trên, được gọi là các hạt chuẩn. Mỗi tương tác trong số bốn tương tác – mạnh, điện từ, yếu và hấp dẫn – đều có tập hợp các hạt đo riêng. Các hạt mang của tương tác mạnh là gluon (chỉ có 8 hạt trong số đó). Photon là chất mang tương tác điện từ (chỉ có một và chúng ta coi photon là ánh sáng). Các hạt mang của tương tác yếu là các boson vectơ trung gian (chúng được phát hiện vào năm 1983 và 1984). W + -, W- - boson và trung tính Z-boson). Hạt mang tương tác hấp dẫn vẫn là graviton giả thuyết (chỉ nên có một). Tất cả những hạt này, ngoại trừ photon và graviton, có thể chạy không ngừng khoảng cách xa, chỉ tồn tại trong quá trình trao đổi giữa các hạt vật chất. Photon lấp đầy vũ trụ bằng ánh sáng và graviton lấp đầy sóng hấp dẫn(chưa được phát hiện một cách đáng tin cậy).
Một hạt có khả năng phát ra các hạt đo được cho là được bao quanh bởi một trường lực tương ứng. Do đó, các electron có khả năng phát ra photon được bao quanh bởi điện trường và từ trường, cũng như các điện trường yếu và trường hấp dẫn. Các quark cũng được bao quanh bởi tất cả các trường này, nhưng cũng bị bao quanh bởi trường tương tác mạnh. Các hạt mang điện tích màu trong trường lực màu bị ảnh hưởng bởi lực màu. Điều tương tự cũng áp dụng cho các lực lượng khác của tự nhiên. Vì vậy, có thể nói thế giới bao gồm vật chất (hạt vật chất) và trường (hạt đo). Thông tin thêm về điều này dưới đây.
Phản vật chất.
Mỗi hạt có một phản hạt mà hạt đó có thể hủy lẫn nhau, tức là "tiêu hủy", dẫn đến giải phóng năng lượng. Tuy nhiên, bản thân năng lượng “tinh khiết” không tồn tại; Kết quả của sự hủy diệt là các hạt mới (ví dụ như photon) xuất hiện mang năng lượng này đi.
Trong hầu hết các trường hợp, một phản hạt có những tính chất trái ngược với hạt tương ứng: nếu một hạt chuyển động sang trái dưới tác dụng của trường mạnh, yếu hoặc điện từ thì phản hạt của nó sẽ chuyển động sang phải. Nói tóm lại, phản hạt có dấu trái ngược với mọi điện tích (trừ điện tích khối). Nếu một hạt là hợp chất, chẳng hạn như neutron, thì phản hạt của nó bao gồm các thành phần với dấu hiệu trái ngược phí. Do đó, một phản electron có điện tích +1, điện tích yếu +1/2 và được gọi là positron. Phản neutron bao gồm Và-phản quark có điện tích –2/3 và d-phản quark có điện tích +1/3. Các hạt trung hòa thực sự là phản hạt của chính chúng: phản hạt của photon là photon.
Theo các khái niệm lý thuyết hiện đại, mỗi hạt tồn tại trong tự nhiên phải có phản hạt riêng. Và nhiều phản hạt, bao gồm cả positron và phản neutron, quả thực đã thu được trong phòng thí nghiệm. Hậu quả của việc này là vô cùng quan trọng và là cơ sở cho tất cả vật lý thực nghiệm Các hạt cơ bản. Theo thuyết tương đối, khối lượng và năng lượng tương đương nhau và trong những điều kiện nhất định, năng lượng có thể chuyển hóa thành khối lượng. Vì điện tích được bảo toàn và điện tích của chân không (khoảng trống) bằng 0, từ chân không, giống như những con thỏ đội mũ của nhà ảo thuật, bất kỳ cặp hạt và phản hạt nào (có tổng điện tích bằng 0) đều có thể xuất hiện, miễn là năng lượng đủ để tạo ra khối lượng của chúng.
Các thế hệ của các hạt
Các thí nghiệm tại máy gia tốc đã chỉ ra rằng một bộ tứ (bộ tứ) hạt vật chất được lặp lại ít nhất hai lần hoặc nhiều hơn. giá trị cao quần chúng. Ở thế hệ thứ hai, vị trí của electron được chiếm bởi muon (có khối lượng lớn hơn khối lượng của electron khoảng 200 lần, nhưng có cùng giá trị của tất cả các điện tích khác), vị trí của neutrino electron là được lấy bởi muon (đi cùng với muon trong các tương tác yếu giống như cách electron đi cùng với neutrino electron), đặt Và-quark chiếm giữ Với-quark ( quyến rũ), MỘT d-quark – S-quark ( lạ lùng). Ở thế hệ thứ ba, bộ tứ bao gồm một lepton tau, một neutrino tau, t-quark và b-quark.
Cân nặng t-một quark có khối lượng gấp khoảng 500 lần khối lượng nhẹ nhất – d-quark. Người ta đã chứng minh bằng thực nghiệm rằng chỉ có ba loại neutrino nhẹ. Do đó, thế hệ hạt thứ tư hoặc hoàn toàn không tồn tại hoặc các neutrino tương ứng rất nặng. Điều này phù hợp với dữ liệu vũ trụ học, theo đó không thể tồn tại nhiều hơn bốn loại neutrino nhẹ.
Trong thí nghiệm với hạt năng lượng cao electron, muon, lepton tau và neutrino tương ứng hoạt động như những hạt cô lập. Chúng không mang điện tích màu và chỉ tham gia vào các tương tác yếu và điện từ. Họ gọi chung là lepton.
| Bảng 2. CÁC THẾ HỆ CÁC HẠT CƠ BẢN | ||||
| hạt | Khối lượng nghỉ, MeV/ Với 2 | Sạc điện | Phí màu | Sạc yếu |
| THẾ HỆ THỨ HAI | ||||
| Với-quark | 1500 | +2/3 | Đỏ, xanh lá cây hoặc xanh dương | +1/2 |
| S-quark | 500 | –1/3 | Như nhau | –1/2 |
| neutrino muon | 0 | 0 | +1/2 | |
| muon | 106 | 0 | 0 | –1/2 |
| THẾ HỆ THỨ BA | ||||
| t-quark | 30000–174000 | +2/3 | Đỏ, xanh lá cây hoặc xanh dương | +1/2 |
| b-quark | 4700 | –1/3 | Như nhau | –1/2 |
| neutrino tàu | 0 | 0 | +1/2 | |
| Tàu | 1777 | –1 | 0 | –1/2 |
Quark, dưới tác dụng của lực màu, kết hợp thành các hạt tương tác mạnh chiếm ưu thế trong hầu hết các thí nghiệm vật lý năng lượng cao. Những hạt như vậy được gọi là hadron. Chúng bao gồm hai lớp con: baryon(chẳng hạn như proton và neutron), được tạo thành từ ba quark và meson, bao gồm một quark và một phản quark. Năm 1947 các tia vũ trụ meson đầu tiên được phát hiện, được gọi là pion (hay pi-meson), và trong một thời gian người ta tin rằng sự trao đổi của các hạt này - Lý do chính lực hạt nhân. Các hadron omega-trừ, được phát hiện năm 1964 tại Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven (Mỹ), và hạt JPS ( J/y-meson), được phát hiện đồng thời tại Brookhaven và tại Trung tâm Máy gia tốc Tuyến tính Stanford (cũng ở Hoa Kỳ) vào năm 1974. Sự tồn tại của hạt omega trừ đã được M. Gell-Mann tiên đoán trong cái gọi là “ S.U. 3" (tên gọi khác là "con đường tám bước"), trong đó khả năng tồn tại của quark lần đầu tiên được đề xuất (và tên này đã được đặt cho chúng). Một thập kỷ sau, việc phát hiện ra hạt J/yđã xác nhận sự tồn tại Với-quark và cuối cùng khiến mọi người tin vào cả mô hình quark lẫn lý thuyết thống nhất lực điện từ và lực yếu ( xem bên dưới).
Các hạt thuộc thế hệ thứ hai và thứ ba không kém thực hơn thế hệ thứ nhất. Đúng, sau khi phát sinh, trong một phần triệu hoặc phần tỷ giây, chúng phân rã thành các hạt thông thường thuộc thế hệ thứ nhất: electron, neutrino electron, và cả Và- Và d-quark. Câu hỏi tại sao có nhiều thế hệ hạt trong tự nhiên vẫn còn là một bí ẩn.
VỀ thế hệ khác nhau Quark và lepton thường được nói đến (tất nhiên là hơi lập dị) như những “hương vị” khác nhau của các hạt. Sự cần thiết phải giải thích chúng được gọi là vấn đề “hương vị”.
BOSON VÀ FERMION, TRƯỜNG VÀ VẬT CHẤT
Một trong sự khác biệt cơ bản giữa các hạt là sự khác biệt giữa boson và fermion. Tất cả các hạt được chia thành hai lớp chính này. Các boson giống hệt nhau có thể chồng lên nhau hoặc chồng lên nhau, nhưng các fermion giống hệt nhau thì không. Sự chồng chất xảy ra (hoặc không xảy ra) ở các trạng thái năng lượng rời rạc mà cơ học lượng tử phân chia tự nhiên vào đó. Những trạng thái này giống như những ô riêng biệt mà các hạt có thể được đặt vào đó. Vì vậy, bạn có thể đặt bao nhiêu boson giống hệt nhau tùy thích vào một ô, nhưng chỉ có một fermion.
Ví dụ, hãy xem xét các ô, hay “trạng thái” như vậy đối với một electron quay quanh hạt nhân của một nguyên tử. Không giống như các hành tinh hệ mặt trời, electron tuân theo các định luật cơ lượng tử không thể chuyển động theo bất kỳ quỹ đạo hình elip nào, vì nó chỉ có chuỗi rời rạc"trạng thái chuyển động" được phép. Tập hợp các trạng thái như vậy, được nhóm theo khoảng cách từ electron đến hạt nhân, được gọi là quỹ đạo. Trong quỹ đạo thứ nhất có hai trạng thái với tại thời điểm khác nhauđộng lượng và do đó, hai ô được phép và ở quỹ đạo cao hơn - tám ô trở lên.
Vì electron là fermion nên mỗi ô chỉ có thể chứa một electron. Từ đây dẫn đến những hậu quả rất quan trọng - toàn bộ quá trình hóa học, vì tính chất hóa học của các chất được xác định bởi sự tương tác giữa các nguyên tử tương ứng. Nếu bạn đi cùng bảng tuần hoàn các nguyên tố từ nguyên tử này sang nguyên tử khác theo thứ tự tăng dần số proton trong hạt nhân (số electron cũng sẽ tăng tương ứng), khi đó hai electron đầu tiên sẽ chiếm quỹ đạo thứ nhất, tám electron tiếp theo sẽ nằm ở obitan thứ nhất. thứ hai, v.v. Bằng sự thay đổi nhất quán này cấu trúc điện tử nguyên tử từ nguyên tố này sang nguyên tố khác và xác định các mô hình trong chúng tính chất hóa học.
Nếu electron là boson thì tất cả electron trong nguyên tử có thể chiếm cùng một quỹ đạo, tương ứng với năng lượng tối thiểu. Trong trường hợp này, tính chất của mọi vật chất trong Vũ trụ sẽ hoàn toàn khác và Vũ trụ ở dạng mà chúng ta biết là không thể có được.
Tất cả các lepton - electron, muon, tau lepton và các neutrino tương ứng của chúng - đều là fermion. Điều tương tự cũng có thể nói về quark. Do đó, tất cả các hạt hình thành nên “vật chất”, chất độn chính của Vũ trụ, cũng như các neutrino vô hình, đều là fermion. Điều này khá quan trọng: fermion không thể kết hợp với nhau, vì vậy điều tương tự cũng áp dụng cho các vật thể trong thế giới vật chất.
Đồng thời, tất cả các “hạt đo” được trao đổi giữa các hạt vật chất tương tác và tạo ra một trường lực ( xem ở trên), là các boson, cũng rất quan trọng. Vì vậy, chẳng hạn, nhiều photon có thể ở cùng trạng thái, tạo thành từ trường xung quanh nam châm hoặc điện trường xung quanh điện tích. Nhờ điều này, laser cũng có thể thực hiện được.
Quay.
Sự khác biệt giữa boson và fermion gắn liền với một đặc tính khác của các hạt cơ bản - quay. Điều đáng ngạc nhiên là tất cả các hạt cơ bản đều có khoảnh khắc riêngđộng lượng hay nói một cách đơn giản hơn là quay quanh trục của nó. Động lượng - đặc trưng chuyển động quay, cũng như xung lực tổng cộng – tịnh tiến. Trong mọi tương tác, mômen động lượng và động lượng được bảo toàn.
Trong thế giới vi mô, động lượng góc bị lượng tử hóa, tức là nhận các giá trị rời rạc. Trong các đơn vị đo lường phù hợp, lepton và quark có spin bằng 1/2, và các hạt gauge có spin bằng 1 (ngoại trừ graviton, chưa được quan sát bằng thực nghiệm, nhưng về mặt lý thuyết phải có spin bằng 2). Vì lepton và quark là fermion, và các hạt chuẩn là boson, nên chúng ta có thể giả sử rằng “độ fermionic” gắn liền với spin 1/2, và “độ boson” gắn liền với spin 1 (hoặc 2). Thật vậy, cả thực nghiệm và lý thuyết đều xác nhận rằng nếu một hạt có spin bán nguyên thì đó là fermion, và nếu nó có spin nguyên thì đó là boson.
LÝ THUYẾT ĐO VÀ HÌNH HỌC
Trong mọi trường hợp, lực phát sinh do sự trao đổi boson giữa các fermion. Như vậy, lực màu tương tác giữa hai quark (quark - fermion) phát sinh do sự trao đổi gluon. Một sự trao đổi tương tự xảy ra liên tục ở proton, neutron và hạt nhân nguyên tử. Tương tự, các photon trao đổi giữa các electron và quark tạo ra lực hút điện giữ các electron trong nguyên tử, và các boson vectơ trung gian trao đổi giữa các lepton và quark tạo ra lực tương tác yếu chịu trách nhiệm chuyển đổi proton thành neutron tại phản ứng nhiệt hạch trong các ngôi sao.
Lý thuyết đằng sau cuộc trao đổi này rất tao nhã, đơn giản và có thể đúng. Nó được gọi là lý thuyết đo. Nhưng hiện nay chỉ có các lý thuyết chuẩn độc lập về tương tác mạnh, yếu và điện từ và một lý thuyết chuẩn tương tự, mặc dù có phần khác biệt, về hấp dẫn. Một trong những vấn đề vật lý quan trọng nhất là việc quy giản các lý thuyết riêng lẻ này thành một và đồng thời lý thuyết đơn giản, trong đó tất cả họ sẽ trở thành các khía cạnh khác nhau một thực tại duy nhất - giống như các cạnh của một tinh thể.
| Bảng 3. MỘT SỐ HADRON | ||||
| hạt | Biểu tượng | Thành phần quark * | Đống lộn xộn còn lại, MeV/ Với 2 | Sạc điện |
| BARION | ||||
| proton | P | uu | 938 | +1 |
| neutron | N | udd | 940 | 0 |
| Omega trừ | W – | sss | 1672 | –1 |
| MESON | ||||
| Pi cộng | P + | bạn | 140 | +1 |
| Pi trừ | P – | bạn | 140 | –1 |
| Fi | f | sє | 1020 | 0 |
| JP | J/y | cў | 3100 | 0 |
| Upsilon | Ў | b | 9460 | 0 |
| * Thành phần quark: bạn- đứng đầu; d- thấp hơn; S- lạ lùng; c- mê hoặc; b- Xinh đẹp. Đồ cổ được biểu thị bằng một dòng phía trên chữ cái. | ||||
Lý thuyết chuẩn đơn giản và lâu đời nhất là lý thuyết chuẩn về tương tác điện từ. Trong đó, điện tích của một electron được so sánh (hiệu chỉnh) với điện tích của một electron khác ở xa nó. Làm thế nào bạn có thể so sánh chi phí? Ví dụ, bạn có thể đưa electron thứ hai đến gần electron thứ nhất và so sánh lực tương tác của chúng. Nhưng điện tích của một electron không thay đổi khi nó di chuyển đến một điểm khác trong không gian sao? Cách duy nhất kiểm tra - gửi tín hiệu từ một electron ở gần đến một electron ở xa và xem nó phản ứng như thế nào. Tín hiệu là một hạt đo – một photon. Để có thể kiểm tra điện tích trên các hạt ở xa, cần có một photon.
Về mặt toán học, lý thuyết này cực kỳ chính xác và đẹp đẽ. Từ “nguyên tắc hiệu chuẩn” được mô tả ở trên, tất cả điện động lực học lượng tử (thuyết lượng tửđiện từ), cũng như lý thuyết trường điện từ Maxwell là một trong những người vĩ đại nhất thành tựu khoa học thế kỉ 19
Tại sao một nguyên tắc đơn giản như vậy lại có hiệu quả đến vậy? Rõ ràng, nó thể hiện một loại tương quan nào đó các bộ phận khác nhau Vũ trụ, cho phép thực hiện các phép đo trong Vũ trụ. TRONG về mặt toán học trường được hiểu về mặt hình học là độ cong của một không gian “bên trong” có thể hình dung được. Điện tích đo là đo tổng “độ cong bên trong” xung quanh hạt. Các lý thuyết về độ mạnh và tương tác yếu khác với lý thuyết máy đo điện từ chỉ ở “cấu trúc” hình học bên trong của điện tích tương ứng. Các nhà khoa học đa chiều đang cố gắng trả lời câu hỏi chính xác không gian bên trong này nằm ở đâu. lý thuyết thống nhất các lĩnh vực không được đề cập ở đây.
| Bảng 4. TƯƠNG TÁC CƠ BẢN | |||||
| Sự tương tác | Cường độ tương đốiở khoảng cách 10–13 cm | Bán kính hành động | Chất mang tương tác | Khối lượng nghỉ của chất mang, MeV/ Với 2 | Quay người vận chuyển |
| Mạnh | 1 | gluon | 0 | 1 | |
| Điện- từ tính |
0,01 | Ґ | Photon | 0 | 1 |
| Yếu đuối | 10 –13 | W + | 80400 | 1 | |
| W – | 80400 | 1 | |||
| Z 0 | 91190 | 1 | |||
| trọng lực- ý nghĩa |
10 –38 | Ґ | graviton | 0 | 2 |
Vật lý hạt vẫn chưa hoàn thiện. Vẫn còn chưa rõ liệu dữ liệu hiện có có đủ để hiểu đầy đủ bản chất của các hạt và lực cũng như bản chất và chiều thực sự của không gian và thời gian hay không. Chúng ta có cần những thí nghiệm với năng lượng 10 15 GeV cho việc này không, hay liệu nỗ lực suy nghĩ có đủ không? Chưa có câu trả lời. Nhưng chúng ta có thể tự tin nói rằng bức tranh cuối cùng sẽ đơn giản, trang nhã và đẹp mắt. Có thể sẽ không có nhiều ý tưởng cơ bản như vậy: nguyên lý chuẩn, không gian có chiều cao hơn, sự sụp đổ và giãn nở, và trên hết là hình học.
Bạn có thể trả lời ngắn gọn và ngắn gọn câu hỏi: “Điện tích là gì không?” Điều này thoạt nhìn có vẻ đơn giản, nhưng thực tế nó lại phức tạp hơn nhiều.
Chúng ta có biết điện tích là gì không?
Vấn đề là trên trình độ hiện đại kiến thức, chúng ta vẫn chưa thể phân tách khái niệm “điện tích” thành các thành phần đơn giản hơn. Có thể nói, đây là một khái niệm cơ bản.
Chúng tôi biết rằng đây là tài sản cụ thể các hạt cơ bản, cơ chế tương tác của điện tích đã được biết, chúng ta có thể đo điện tích và sử dụng các tính chất của nó.
Tuy nhiên, tất cả điều này là hệ quả của dữ liệu thu được bằng thực nghiệm. Bản chất của hiện tượng này vẫn chưa rõ ràng đối với chúng ta. Do đó, chúng ta không thể xác định rõ ràng điện tích là gì.
Để làm được điều này, cần phải giải nén toàn bộ các khái niệm. Giải thích cơ chế tương tác giữa các điện tích và mô tả tính chất của chúng. Vì vậy, sẽ dễ hiểu hơn ý nghĩa của câu nói: “ hạt này có (mang) một điện tích.”
Sự có mặt của điện tích trên hạt
Tuy nhiên, sau này người ta có thể xác định rằng số lượng hạt cơ bản lớn hơn nhiều và proton, electron và neutron không phải là vật liệu xây dựng cơ bản và không thể phân chia của Vũ trụ. Bản thân chúng có thể phân hủy thành các thành phần và biến thành các loại hạt khác.
Vì vậy, tên gọi “hạt cơ bản” hiện nay bao gồm một lớp khá lớn các hạt có kích thước nhỏ hơn nguyên tử và hạt nhân nguyên tử. Trong trường hợp này, các hạt có thể có nhiều tính chất và chất lượng khác nhau.
Tuy nhiên, tính chất như điện tích chỉ có hai loại, thường được gọi là dương và âm. Sự hiện diện của điện tích trên một hạt là khả năng đẩy hoặc bị hút của một hạt khác, hạt này cũng mang điện tích. Hướng tương tác phụ thuộc vào loại điện tích.
Các điện tích cùng loại thì đẩy nhau, các điện tích khác loại thì hút nhau. Trong trường hợp này, lực tương tác giữa các điện tích rất cao so với lực hấp dẫn, vốn có trong mọi vật thể trong Vũ trụ mà không có ngoại lệ.
Ví dụ, trong hạt nhân hydro, một electron mang điện tích âm bị thu hút bởi một hạt nhân gồm một proton và mang điện tích dương với một lực lớn gấp 1039 lần lực mà cùng một electron đó bị hút bởi một proton do lực hấp dẫn. sự tương tác.
Các hạt có thể mang điện hoặc không, tùy thuộc vào loại hạt. Tuy nhiên, không thể “loại bỏ” điện tích khỏi hạt, cũng như không thể tồn tại một điện tích bên ngoài hạt.
Ngoài proton và neutron, một số loại hạt cơ bản khác cũng mang điện tích nhưng chỉ có hai loại hạt này là có thể tồn tại vô thời hạn.
719. Định luật bảo toàn điện tích
720. Vật mang điện tích dấu hiệu khác nhau, …
Họ bị thu hút lẫn nhau.
721. Những quả cầu kim loại giống hệt nhau, mang điện tích trái dấu q 1 = 4q và q 2 = -8q, được đưa đến tiếp xúc và dịch chuyển ra xa nhau một khoảng cách như nhau. Mỗi quả bóng có một điện tích
q 1 = -2q và q 2 = -2q
723.Một giọt có điện tích dương (+2e) bị mất một electron khi được chiếu sáng. Điện tích của giọt nước trở nên bằng nhau
724. Hai quả cầu kim loại giống hệt nhau mang điện tích q 1 = 4q, q 2 = - 8q và q 3 = - 2q tiếp xúc và dịch chuyển ra xa nhau một khoảng cách như nhau. Mỗi quả bóng sẽ có một điện tích
q 1 = - 2q, q 2 = - 2q và q 3 = - 2q
725. Hai quả cầu kim loại giống hệt nhau mang điện tích q 1 = 5q và q 2 = 7q tiếp xúc và dịch chuyển ra xa nhau một khoảng, sau đó quả bóng thứ hai và thứ ba mang điện tích q 3 = -2q tiếp xúc và dịch chuyển ra xa nhau đến cùng một khoảng cách. Mỗi quả bóng sẽ có một điện tích
q 1 = 6q, q 2 = 2q và q 3 = 2q
726. Hai quả cầu kim loại giống hệt nhau mang điện tích q 1 = - 5q và q 2 = 7q tiếp xúc và dịch chuyển ra xa nhau một khoảng, sau đó quả bóng thứ hai và thứ ba mang điện tích q 3 = 5q tiếp xúc và dịch chuyển ra xa nhau đến cùng một khoảng cách. Mỗi quả bóng sẽ có một điện tích
q 1 =1q, q 2 = 3q và q 3 = 3q
727. Có bốn quả cầu kim loại giống hệt nhau có điện tích q 1 = 5q, q 2 = 7q, q 3 = -3q và q 4 = -1q. Đầu tiên, các điện tích q 1 và q 2 (hệ điện tích thứ 1) tiếp xúc với nhau và dịch chuyển ra xa nhau đến cùng một khoảng cách, sau đó các điện tích q 4 và q 3 (hệ điện tích thứ 2) tiếp xúc với nhau. Sau đó, họ lấy một điện tích từ hệ thống 1 và 2 rồi cho chúng tiếp xúc và di chuyển chúng ra xa nhau đến cùng một khoảng cách. Hai quả bóng này sẽ tích điện
728. Có bốn quả cầu kim loại giống hệt nhau có điện tích q 1 = -1q, q 2 = 5q, q 3 = 3q và q 4 = -7q. Đầu tiên, các điện tích q 1 và q 2 (1 hệ điện tích) tiếp xúc với nhau và dịch chuyển ra xa nhau đến cùng một khoảng cách, sau đó các điện tích q 4 và q 3 (hệ điện tích 2) tiếp xúc với nhau. Sau đó, họ lấy một điện tích từ hệ thống 1 và 2 rồi cho chúng tiếp xúc và di chuyển chúng ra xa nhau đến cùng một khoảng cách. Hai quả bóng này sẽ tích điện
729. Nguyên tử mang điện tích dương
Cốt lõi.
730. Tám electron chuyển động xung quanh hạt nhân của một nguyên tử oxy. Số proton trong hạt nhân nguyên tử oxi là
731. Điện tích của một electron là
-1,6 · 10 -19Cl.
732. Điện tích của proton là
1,6 · 10 -19Cl.
733. Hạt nhân của nguyên tử liti chứa 3 proton. Nếu 3 electron quay quanh hạt nhân thì
Nguyên tử trung hòa về điện.
734. Có 19 hạt trong hạt nhân flo, trong đó có 9 hạt là proton. Số neutron trong hạt nhân và số electron trong nguyên tử flo trung tính
nơtron và 9 electron.
735.Nếu trong bất kỳ vật thể nào số lượng proton số lượng nhiều hơn các electron, sau đó là toàn bộ cơ thể
Tích điện dương.
736. Một giọt nước có điện tích dương +3e bị mất 2 electron khi chiếu xạ. Điện tích của giọt nước trở nên bằng nhau
8·10 -19Cl.
737. Một điện tích âm trong nguyên tử mang theo
Vỏ bọc.
738. Nếu một nguyên tử oxy biến thành ion dương thì nó
Mất một electron.
739. Có khối lượng lớn
Ion âm hydro.
740. Do ma sát, 5·10 10 electron bị tách ra khỏi bề mặt của một thanh thủy tinh. Điện tích trên một cây gậy
(e = -1,6 10 -19 C)
8·10 -9Cl.
741. Do ma sát, thanh ebonit nhận được 5·1010 electron. Điện tích trên một cây gậy
(e = -1,6 10 -19 C)
-8·10 -9Cl.
742.Sức mạnh Tương tác Coulomb hai điện tích điểm khi khoảng cách giữa chúng giảm đi 2 lần
Sẽ tăng gấp 4 lần.
743. Lực tương tác Coulomb của hai điện tích điểm khi khoảng cách giữa chúng giảm đi 4 lần
Sẽ tăng 16 lần.
744. Hai điện tích điểm tác dụng lên nhau theo định luật Coulomb với lực 1N. Nếu tăng khoảng cách giữa chúng lên 2 lần thì lực tương tác Coulomb của các điện tích này sẽ bằng nhau
745. Hai điện tích điểm tác dụng lên nhau một lực 1N. Nếu độ lớn của mỗi điện tích tăng lên 4 lần thì cường độ tương tác Coulomb sẽ bằng nhau
746. Lực tương tác giữa hai điện tích điểm là 25 N. Nếu khoảng cách giữa chúng giảm đi 5 lần thì lực tương tác của hai điện tích này sẽ bằng nhau
747. Lực tương tác Coulomb của hai điện tích điểm khi khoảng cách giữa chúng tăng lên 2 lần
Sẽ giảm đi 4 lần.
748. Lực tương tác Coulomb của hai điện tích điểm khi khoảng cách giữa chúng tăng lên 4 lần
Sẽ giảm đi 16 lần.
749. Công thức định luật Coulomb
.
750. Nếu cho 2 quả cầu kim loại giống hệt nhau mang điện tích +q và +q tiếp xúc nhau và dịch chuyển ra xa nhau một khoảng thì mô đun lực tương tác
Sẽ không thay đổi.
751. Nếu 2 quả cầu kim loại giống hệt nhau có điện tích +q và -q, đưa hai quả bóng tiếp xúc và dịch chuyển ra xa nhau một khoảng thì lực tương tác
Sẽ trở thành bằng 0.
752. Hai điện tích tương tác với nhau trong không khí. Nếu chúng được đặt trong nước (ε = 81) mà không làm thay đổi khoảng cách giữa chúng thì lực tương tác Coulomb
Sẽ giảm đi 81 lần.
753. Lực tương tác giữa hai điện tích mỗi điện tích 10 nC đặt trong không khí cách nhau 3 cm bằng
(
)
754. Điện tích 1 µC và 10 nC tương tác trong không khí với một lực 9 mN ở khoảng cách xa
()
755. Hai electron đặt cách nhau 3·10 -8 cm sẽ đẩy nhau một lực ( ; e = - 1,6 10 -19 C)
2,56·10 -9 N.
756. Khi khoảng cách từ điện tích tăng lên gấp 3 lần, mô-đun điện áp điện trường
Sẽ giảm đi 9 lần.
757. Cường độ trường tại một điểm là 300 N/C. Nếu điện tích là 1·10 -8 C thì khoảng cách đến điểm
()
758. Nếu khoảng cách từ một điện tích điểm tạo ra điện trường tăng lên 5 lần thì cường độ điện trường
Sẽ giảm đi 25 lần.
759. Cường độ trường của điện tích điểm tại một điểm nhất định là 4 N/C. Nếu khoảng cách từ điện tích tăng gấp đôi thì điện áp sẽ bằng
760. Nêu công thức tính cường độ điện trường trong trường hợp tổng quát.
761. Ký hiệu toán học của nguyên lý chồng chất điện trường
762. Nêu công thức tính cường độ điện tích điểm Q
.
763. Mô đun cường độ điện trường tại điểm đặt điện tích
1·10 -10 C bằng 10 V/m. Lực tác dụng lên điện tích bằng
1·10 -9 N.
765. Nếu một điện tích 4·10 -8 C phân bố trên bề mặt của một quả cầu kim loại có bán kính 0,2 m thì mật độ điện tích
2,5·10 -7 C/m2.
766. Trong một điện trường đều hướng thẳng đứng có một hạt bụi có khối lượng 1·10 -9 g và điện tích 3,2·10-17 C. Nếu trọng lực của hạt bụi cân bằng với cường độ điện trường thì cường độ trường bằng
3·10 5 N/Cl.
767. Tại ba đỉnh của một hình vuông có cạnh 0,4 m có các điện tích dương giống nhau, mỗi đỉnh có giá trị 5·10 -9 C. Tìm lực căng ở đỉnh thứ tư
() 540 N/Cl.
768. Nếu hai điện tích là 5·10 -9 và 6·10 -9 C, đẩy nhau với một lực 12·10 -4 N thì chúng ở cách xa nhau
768. Nếu mô đun của một điện tích điểm giảm đi 2 lần và khoảng cách đến điện tích giảm đi 4 lần thì cường độ điện trường tại một điểm cho trước
Sẽ tăng gấp 8 lần.
Giảm.
770. Tích của điện tích và thế năng có thứ nguyên
Năng lượng.
771. Điện thế tại điểm A của điện trường là 100V, điện thế tại điểm B là 200V. Công do lực điện trường thực hiện khi di chuyển một điện tích 5 mC từ điểm A đến điểm B bằng
-0,5J.
772. Một hạt có điện tích +q và khối lượng m, đặt tại các điểm của điện trường có cường độ E và thế năng, có gia tốc
773. Một electron chuyển động trong một điện trường đều dọc theo một đường sức căng từ một điểm có tiềm năng lớnđến một điểm có ít tiềm năng hơn. Tốc độ của nó là
Tăng dần.
774. Một nguyên tử có một proton trong hạt nhân sẽ mất đi một electron. Điều này tạo ra
Ion hydro.
775. Điện trường trong chân không được tạo ra bởi bốn điểm điện tích dương, đặt tại các đỉnh của hình vuông có cạnh a. Thế năng ở tâm hình vuông là
776. Nếu khoảng cách từ điện tích điểm giảm đi 3 lần thì điện thế trường
Sẽ tăng gấp 3 lần.
777. Khi một điện tích điểm q di chuyển giữa các điểm có hiệu điện thế 12 V thì thực hiện công 3 J. Trong trường hợp này, điện tích được thực hiện.
778.Điện q di chuyển từ điểm trường tĩnh điệnđến một điểm có tiềm năng. Bằng công thức nào sau đây:
1) 
2) ; 3) 
bạn có thể tìm việc làm phí di chuyển.
779. Trong một điện trường đều có cường độ 2 N/C, một điện tích 3 C chuyển động dọc theo các đường sức với khoảng cách 0,5 m. Công do lực điện trường thực hiện làm điện tích dịch chuyển bằng.
780. Điện trường được tạo ra bởi bốn điểm không giống như các điện tích đặt ở các đỉnh của hình vuông có cạnh a. Giống như phí đang ở đỉnh đối diện. Thế năng ở tâm hình vuông là
781. Hiệu điện thế giữa các điểm nằm trên cùng một điểm đường dây điệnở khoảng cách 6 cm với nhau, bằng 60 V. Nếu trường đều thì cường độ của nó là
782.Đơn vị chênh lệch điện thế
1V = 1J/1C.
783. Cho điện tích chuyển động trong một trường đều có cường độ E = 2 V/m dọc theo đường sức 0,2 m. Tìm độ chênh lệch giữa các điện thế này.
U = 0,4 V.
784.Theo giả thuyết của Planck, tuyệt đối cơ thể màu đen phát ra năng lượng
Theo từng phần.
785. Năng lượng của photon được xác định theo công thức
1. E =pс 2. E=hv/c 3. E=h 4. E=mc2. 5. E=hv. 6.E=hc/
1, 4, 5, 6.
786. Nếu năng lượng của lượng tử tăng gấp đôi thì tần số của bức xạ
tăng lên 2 lần.
787. Nếu các photon có năng lượng 6 eV rơi xuống bề mặt của một tấm vonfram thì động năng cực đại của các electron bị chúng đánh bật ra là 1,5 eV. Năng lượng photon tối thiểu mà tại đó hiệu ứng quang điện có thể xảy ra đối với vonfram bằng:
788. Khẳng định sau đây đúng:
1. Tốc độ của photon lớn hơn tốc độ ánh sáng.
2. Tốc độ của photon trong bất kỳ chất nào đều nhỏ hơn tốc độ ánh sáng.
3. Tốc độ của photon luôn bằng tốc độ ánh sáng.
4. Tốc độ của photon lớn hơn hoặc bằng tốc độ ánh sáng.
5. Tốc độ của photon trong bất kỳ chất nào đều nhỏ hơn hoặc bằng tốc độ ánh sáng.
789. Photon bức xạ có xung lượng lớn
Màu xanh da trời.
790. Khi nhiệt độ của một vật bị nung nóng giảm thì cường độ bức xạ cực đại
©2015-2019 trang web
Tất cả các quyền thuộc về tác giả của họ. Trang web này không yêu cầu quyền tác giả nhưng cung cấp quyền sử dụng miễn phí.
Ngày tạo trang: 2016-02-13
hạt cơ bản- hạt nhỏ nhất, không thể phân chia, không có cấu trúc.
CƠ SỞ CƠ BẢN CỦA ĐIỆN ĐỘNG LỰC
Điện động lực học– một nhánh của vật lý nghiên cứu các tương tác điện từ. Tương tác điện từ- Tương tác của các hạt tích điện. Đối tượng nghiên cứu chính của điện động lực học là điện và từ trường do dòng điện và điện tích tạo ra.
Chuyên đề 1. Điện trường (tĩnh điện)
Tĩnh điện – một nhánh của điện động lực học nghiên cứu sự tương tác của các điện tích tĩnh (tĩnh).
Sạc điện.
Tất cả các cơ thể đều được điện khí hóa.
Làm nhiễm điện một cơ thể có nghĩa là truyền điện tích cho nó.
Các vật nhiễm điện tương tác - chúng hút và đẩy.
Các vật thể càng được nhiễm điện thì chúng tương tác càng mạnh.
Điện tích là đại lượng vật lý, đặc trưng cho tính chất của các hạt hoặc vật thể tham gia vào các tương tác điện từ và là thước đo định lượng của các tương tác này.
Tổng thể của tất cả các dữ kiện thực nghiệm đã biết cho phép chúng ta đưa ra những kết luận sau:
· Có hai loại điện tích, thường gọi là điện tích dương và điện tích âm.
· Điện tích không tồn tại nếu không có hạt
· Điện tích có thể được chuyển từ cơ thể này sang cơ thể khác.
· Không giống như khối lượng cơ thể, điện tích không phải là đặc tính không thể thiếu của một cơ thể nhất định. Cùng một cơ thể điều kiện khác nhau có thể có mức phí khác.
· Điện tích không phụ thuộc vào việc lựa chọn hệ quy chiếu mà nó được đo. Điện tích không phụ thuộc vào tốc độ của hạt mang điện.
· Các điện tích cùng loại thì đẩy nhau, các điện tích khác nhau thì hút nhau.
Đơn vị SI – mặt dây chuyền
Hạt cơ bản là hạt nhỏ nhất, không thể phân chia được, không có cấu trúc.
Ví dụ, trong một nguyên tử: điện tử ( , proton ( , neutron ( .
Một hạt cơ bản có thể có hoặc không có điện tích: , ,
Điện tích cơ bản- Điện tích của hạt cơ bản là nhỏ nhất, không chia hết được.
Điện tích cơ bản – modulo điện tích.
Điện tích của electron và proton bằng nhau về số lượng nhưng trái dấu:
Điện hóa các cơ quan.
"Một cơ thể vĩ mô được tích điện" nghĩa là gì? Điều gì quyết định trách nhiệm của bất kỳ cơ thể nào?
Tất cả các vật thể đều được cấu tạo từ các nguyên tử, bao gồm các proton tích điện dương, các electron tích điện âm và các hạt trung hòa - neutron . Proton và neutron là một phần của Hạt nhân nguyên tử, các electron hình thành vỏ điện tử nguyên tử.
Trong một nguyên tử trung hòa, số proton ở hạt nhân bằng số electron ở lớp vỏ.
Các vật thể vĩ mô bao gồm các nguyên tử trung tính thì trung hòa về điện.
nguyên tử của chất này có thể mất đi một hoặc nhiều electron hoặc nhận thêm một electron. Trong những trường hợp này, nguyên tử trung tính biến thành ion tích điện dương hoặc âm.
Điện hóa cơ thể– quá trình lấy vật nhiễm điện từ vật trung hòa về điện.
Các cơ thể trở nên nhiễm điện khi tiếp xúc với nhau.
Khi tiếp xúc, một phần electron từ vật này truyền sang vật khác, cả hai vật đều được nhiễm điện, tức là. nhận được các điện tích có độ lớn bằng nhau và trái dấu:
sự “thừa” electron so với proton tạo ra điện tích “-” trong cơ thể;
Việc “thiếu” electron so với proton tạo ra điện tích “+” trong cơ thể.
Điện tích của bất kỳ vật thể nào được xác định bởi số lượng electron thừa hoặc thiếu so với proton.
Điện tích chỉ có thể được truyền từ vật này sang vật khác trong những phần chứa số nguyên electron. Như vậy điện tích của cơ thể là số lượng rời rạc, bội số của điện tích:
Với các từ “điện”, “điện tích”, “ điện“Các bạn đã gặp nhiều lần và đã quen với chúng. Nhưng hãy cố gắng trả lời câu hỏi: “Điện tích là gì?” - và bạn sẽ thấy rằng nó không đơn giản như vậy. Thực tế là khái niệm điện tích là một khái niệm cơ bản, sơ đẳng, không thể quy giản ở mức độ phát triển kiến thức hiện tại của chúng ta thành bất kỳ khái niệm cơ bản, đơn giản nào hơn.
Trước tiên chúng ta hãy cố gắng tìm hiểu ý nghĩa của một tuyên bố: cơ thể nhất định hoặc hạt có điện tích.
Bạn biết rằng mọi vật thể đều được cấu tạo từ những hạt cực nhỏ, không thể phân chia thành những hạt đơn giản hơn (theo như khoa học hiện nay biết), do đó chúng được gọi là hạt cơ bản. Mọi hạt cơ bản đều có khối lượng nên chúng hút nhau theo định luật trọng lực phổ quát với một lực giảm tương đối chậm khi khoảng cách giữa chúng tăng lên, tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách. Hầu hết các hạt cơ bản, mặc dù không phải tất cả, cũng có khả năng tương tác với nhau với một lực cũng giảm tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách, nhưng lực này lớn hơn rất nhiều lần so với lực hấp dẫn. Vì thế. trong nguyên tử hydro, được biểu diễn dưới dạng sơ đồ trong Hình 91, electron bị hút vào hạt nhân (proton) với một lực lớn hơn lực hấp dẫn 101 lần.
Nếu các hạt tương tác với nhau với lực giảm dần khi khoảng cách ngày càng tăng và lớn hơn nhiều lần so với lực hấp dẫn, thì những hạt này được cho là có điện tích. Bản thân các hạt được gọi là tích điện. Có những hạt không mang điện, nhưng không có điện tích nếu không có hạt.
Tương tác giữa các hạt tích điện được gọi là điện từ. Điện tích là đại lượng vật lý xác định cường độ tương tác điện từ, giống như khối lượng quyết định cường độ tương tác hấp dẫn.
Điện tích của một hạt cơ bản không phải là một “cơ chế” đặc biệt trong hạt có thể tách ra khỏi nó, phân hủy thành các bộ phận cấu thành của nó và tập hợp lại. Sự hiện diện của điện tích trên electron và các hạt khác chỉ có nghĩa là sự tồn tại
những lực tương tác nhất định giữa chúng. Nhưng về bản chất, chúng ta không biết gì về điện tích nếu chúng ta không biết quy luật của những tương tác này. Kiến thức về các quy luật tương tác nên được đưa vào ý tưởng của chúng ta về điện tích. Những định luật này không hề đơn giản; không thể diễn đạt chúng trong vài từ. Đây là lý do tại sao không thể đưa ra một kết quả thỏa đáng định nghĩa ngắn gọnđiện tích là gì.
Hai dấu hiệu của điện tích. Mọi vật đều có khối lượng và do đó hút nhau. Các vật nhiễm điện có thể vừa hút vừa đẩy nhau. Cái này sự thật quan trọng nhất, quen thuộc với bạn từ khóa học vật lý lớp VII, nghĩa là trong tự nhiên có những hạt mang điện tích trái dấu. Tại dấu hiệu giống hệt nhau các hạt đẩy nhau, nhưng khi khác nhau thì chúng hút nhau.
Điện tích của các hạt cơ bản - proton, là một phần của tất cả hạt nhân nguyên tử, được gọi là điện tích dương và điện tích của các electron được gọi là điện tích âm. Giữa tích cực và điện tích âm không có sự khác biệt nội bộ. Nếu dấu của điện tích hạt bị đảo ngược thì bản chất của tương tác điện từ sẽ không thay đổi chút nào.
Phí cơ bản. Ngoài electron và proton, còn có một số loại hạt cơ bản tích điện khác. Nhưng chỉ có electron và proton mới có thể tồn tại ở trạng thái tự do vô thời hạn. Phần còn lại của các hạt tích điện tồn tại dưới một phần triệu giây. Chúng sinh ra trong quá trình va chạm của các hạt cơ bản nhanh và tồn tại trong một thời gian ngắn không đáng kể, phân rã, biến thành các hạt khác. Bạn sẽ làm quen với các hạt này trong lớp X.
Neutron là hạt không mang điện tích. Khối lượng của nó chỉ lớn hơn khối lượng của proton một chút. Neutron cùng với proton là một phần của hạt nhân nguyên tử.
Nếu một hạt cơ bản có điện tích thì giá trị của nó, như nhiều thí nghiệm đã chỉ ra, là xác định chặt chẽ (một trong những thí nghiệm như vậy - thí nghiệm của Millikan và Ioffe - đã được mô tả trong sách giáo khoa lớp VII)
tồn tại mức thu tối thiểu, được gọi là cơ bản, mà tất cả các hạt cơ bản mang điện đều có. Điện tích của các hạt cơ bản chỉ khác nhau về dấu. Không thể tách một phần điện tích, ví dụ như khỏi electron.