лекция2_1

Изменяющееся во времени магнитное поле порождает электрическое поле. Но это поле отличается от того, которое создается неподвижными зарядами. Линии напряженности электростатического поля начинаются и заканчиваются на зарядах, а поле, порождаемое изменяющимся магнитным полем является вихревым, его линии напряженности замкнуты.

+ -

Существование взаимосвязи между электрическим и магнитным полями служит причиной того, что раздельное рассмотрение электрических и магнитных зарядов имеет лишь относительный смысл. Если заряды неподвижны относительно одной системы отсчета, то могут двигаться относительно других. Таким образом "чисто" электрическое или "чисто" магнитное поле образует единое электромагнитное.

2.3 Сильное взаимодействие

Константа взаимодействия 10. Наибольшее расстояние, на котором проявляется сильное взаимодействие

r 10-13 см.

Сильное взаимодействие примерно в 100 раз превосходит электромагнитное и в 1014 раз – слабое. Чем сильнее взаимодействие, тем с большей интенсивностью протекает процесс. Пример: реакции рождения антипротона и антинейтрона, реакции рождения странных частиц.

Это взаимодействие носит характер притяжения. Оно удерживает нуклоны в ядре, несмотря на сильное кулоновское отталкивание между протонами.

Сильное взаимодействие можно описать с помощью

поля ядерных сил. Особенности этих сил:

1. Ядерные силы являются короткодействующими. Их радиус действия имеет порядок 10-13 см. На расстояниях меньше 10-13 см, притяжение нуклонов сменяется отталкиванием.

2.Сильное взаимодействие не зависит от заряда нуклонов. Ядерные силы, действующие между двумя протонами, протоном и нейтроном и двумя нейтронами имеют одинаковую величину. Это свойство названо зарядовой независимостью ядерных сил.

3.Ядерные силы зависят от взаимной ориентации спинов нуклонов. Например, нейтрон и протон удерживаются вместе только в случае, если их спины параллельны друг другу.

4.Ядерные силы не являются центральными. Их нельзя представить направленными вдоль прямой, соединяющей центры взаимодействующих нуклонов.

5. Ядерные силы обладают свойством насыщения (это означает, что каждый нуклон в ядре взаимодействует с ограниченным числом нуклонов). Насыщение проявляется в том, что удельная энергия связи нуклонов в ядре при увеличении числа нуклонов не растет, а остаётся постоянной.

По современным представлениям сильное взаимодействие обусловлено тем, что нуклоны виртуально обмениваются частицами, получившими название глюонов. Переносчиком сильного взаимодействия являются глюоны.

2.4 Слабое взаимодействие

Константа слабого взаимодействия имеет величину порядка 10-14. Слабые силы имеют очень малый радиус действия 10-16 см.

Слабое взаимодействие присуще всем частицам кроме фотонов. Наиболее известное его проявление - - превращения атомных ядер. Оно же обеспечивает нестабильность многих элементарных частиц, например, нейтрона. Примерами слабых процессов служат также распады мюонов и пионов.

Ядро состоит из протона и нейтрона, и эти частицы называются нуклонами.

Ядра с одинаковыми порядковыми номерами Z (атомными номерами ядра), но разными массовыми числами А (суммарное число нуклонов) называются

изотопами.

Большинство химических элементов имеет несколько изотопов. Например, водород.

N =A– Z, где N – число нейтронов.

2. Второй вид распада + -распад или позитронный распад (позитрон - античастица электрона). Схема:

ZA X Z A1Y 10e ,

где – нейтрино .

Примером является превращение азота 13N в углерод

13C.

137 N 136C 10e .

Атомный номер дочернего ядра на единицу меньше, чем у материнского ядра. Процесс сопровождается испусканием позитрона и нейтрино, возможно также возникновение -лучей. Процесс + -распада протекает так, как если бы один из протонов исходного ядра превратился в нейтрон, испустив при этом позитрон и нейтрино.

3. Третий вид распада -распад (электронный захват) заключается в том, что ядро поглощает один из электронов своего атома, в результате чего один из протонов превращается в нейтрон, испуская при этом нейтрино. Схема:

ZA X 10e Z A1Y .

Возникшее ядро может оказаться в возбуждённом состоянии, переходя затем в более низкие энергетические состояния, оно испускает -фотоны.

Примером электронного захвата является превращение калия в аргон

1940K 10e 1840Ar .

Все эти реакции вызваны силами слабого взаимодействия. Слабое взаимодействие переносится сверхмассивными частицами – в 100 раз тяжелее протона. Эти частицы названы векторными бозонами. Т.о. переносчиками слабого взаимодействия являются

промежуточные векторные бозоны .