Главная | Обратная связь

ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ

Задание 13.1 (выберите один вариант ответа).

Совокупность основных характеристик элементарной частицы — это ...

Варианты ответа:

1.Время жизни, энтропия, заряд, цвет, момент импульса.

2.Масса, заряд, квантовое число, валентность, аромат.

3.Масса, заряд, спин, время жизни, внутренние квантовые числа.

4.Масса покоя, спин, странность, энтальпия, цвет.

Обоснование ответа. В первом варианте ответа имеется термин «энтро­пия», который характеризует статистические свойства больших систем час­тиц. Во втором варианте термин «валентность» относится к атомам. В чет­вертом варианте термин «энтальпия» тоже относится к термодинамическим свойствам объектов, состоящих из большого числа частиц. И только третий вариант ответа содержит характеристики, присущие только элементарным частицам.

Правильным является вариант ответа: 3) масса, заряд, спин, время жиз­ни, внутренние квантовые числа.

Задание 13.2 (выберите несколько вариантов ответа).

Укажите частицы, которые в настоящее время относят к фундаменталь­ным.

Варианты ответа:

1.Протон.

2.Кварк.

3.Электрон.

4.Ядро атома

Обоснование ответа. «Истинно» элементарными, т. е. не состоящими из других элементарных частиц, из числа указанных в вариантах ответа явля­ются кварк и электрон. Протон состоит из кварков, а ядро атома — из нуклонов и других элементарных частиц.

Правильными являются варианты ответа: 2) кварк; 3) электрон.

 

Задание 13.3 (выберите один вариант ответа).

Открытие явления радиоактивности дало ключ к пониманию строения ...

Варианты ответа:

1. Твердых тел.

2. Атомов.

3.Ядер атомов.

4. Молекул.

Обоснование ответа. Радиоактивность — это явление, связанное с ядерными процессами (испускание альфа-частиц, электронов, позитронов, гамма-квантов), поэтому исследование этих процессов имеет непосредственное отношение к пониманию строения атомных ядер.

Правильным является вариант ответа: 3) ядер атомов.

 

Задание 13.4 (выберите один вариант ответа).

Согласно современной физической картине мира элементарными фермионами являются 6 кварков различных ароматов и цветов и ...

Варианты ответа:

1. 6 адронов.

2. 6 лептонов.

3. 8 глюонов.

4. 4 бозонов.

Обоснование ответа. В рамках стандартной модели все элементарные частицы делятся на два больших класса: фермионы, или частицы — источники взаимодействий и бозоны, или частицы — переносчики взаимодействий. В число последних входят глюоны, бозоны, фотон и гравитон. К фермионам же относятся адроны и лептоны. В свою очередь адроны, или сильно взаимодействующие фермионы, состоят из субэлементарных частиц — кварков. Таким образом, следует выбрать второй вариант ответа.

Правильным является вариант ответа: 2) 6 лептонов.

Задание 13.5 (выберите один вариант ответа).

В квантовой хромодинамике изучается, каким образом кварки «склеив­аются» ..., образуя адроны.

Варианты ответа:

1.Промежуточными бозонами.

2.Глюонами.

3.Фотонами.

4.Мезонами.

Обоснование ответа. Частицами — переносчиками сильного (ядерного) взаимодействия являются восемь различных глюонов. Именно обмен этими квантами сильного взаимодействия обусловливает связь кварков и образование адронов.

Правильным является вариант ответа: 2) глюонами.

 

Задание 13.6 (выберите один вариант ответа).

Кварки в свободном состоянии не наблюдаются. Это свойство связыва­ния или удержания кварков осуществляют кванты — переносчики взаимо­действия, называемые ...

Варианты ответа:

1.Фотонами.

2. Мезонами.

3.Глюонами.

4. Бозонами.

Обоснование ответа. Взаимодействие кварков осуществляют восемь раз­личных глюонов. Термин «глюон» в переводе с английского означает «клей», т. е. эти кванты и есть частицы, которые как бы склеивают кварки между собой.

Правильным является вариант ответа: 3) глюонами.

 

Задание 13.7 (выберите один вариант ответа).

Фундаментальные взаимодействия силовых полей осуществляются кван­тами — переносчиками взаимодействий. Для электромагнитного взаимодей­ствия — это:

Варианты ответа:

1.Глюоны.

2. Фотоны.

3.W-бозоны.

4. Гравитоны.

Обоснование ответа. Все фундаментальные взаимодействия описыва­ются квантованными полями, которые характеризуются частицами — кван­тами, являющимися переносчиками соответствующих фундаментальных взаимодействий. Электромагнитное взаимодействие осуществляется с помо­щью обмена фотонами — частицами с равной нулю массой, без электриче­ского заряда и единичным спином.

Правильным является вариант ответа: 2) фотоны.

14. ПРОЦЕССЫ В МИКРОМИРЕ

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ

14.1.Самопроизвольное превращение одних атомных ядер в другие, ко­торое сопровождается испусканием элементарных частиц, называется ра­диоактивностью. Среди процессов радиоактивных превращений различают:

■ а-распад, при котором ядро испускает а-частицы — ядра гелия ₂ ⁴He;

■ (3-распад, связанный с испусканием или поглощением электронов или

позитронов;

■ у-излучение ядер — испускание ядром у-квантов;

■ спонтанное деление тяжелых ядер;

■ протонную радиоактивность.

14.2.Закон радиоактивного распада определяет количество нераспавшихся радиоактивных ядер N(t) за время t

N(t) = N₀2-^t/^T_1/2,

где Т_1/2 — период полураспада — время, в течение которого распадается по- ловина первоначального количества ядер N₀.

14.3.Энергия связи определяет величину работы, которую необходимо совершить, чтобы удалить нуклоны друг от друга на расстояния, превышающие радиус действия ядерных сил

^Есв = [Zm_р + (А - Z)m_n - М_ядра]с².

14.4.Энергия связи, приходящая­ся на один нуклон (Е_св/А), называется удельной энергией связи нуклонов в ядре. Зависимость удельной энергии связи от массового числа имеет харак­терный максимум в области значений А - 60 (рис. 1), т. е. около ядер желе­за (А = 57). Такая зависимость связа­на с конкуренцией электростатиче­ских сил отталкивания протонов в ядре и ядерных сил притяжения нуклонов друг к другу. В легких ядрах преобла­дают силы кулоновского отталкива­ния. При увеличении массы ядра все больше проявляют себя силы притяжения. Однако эти силы достаточно короткодействующие, поэтому, когда ядро становится слишком большим, притяжение нуклонов, которое распростра- няется только на соседние частицы, опять становится не в состоянии противостоять силам электростатического отталкивания. В результате энергия связи снова уменьшается.

14.5.Максимальное значение удельной энергии связи составляет ~8,5 МэВ на один нуклон. Для сравнения, энергия связи валентных электронов в атоме имеет порядок 10 эВ, т. е. энергия связи нуклонов в ядре в миллион раз больше, чем связь электронов в атоме.

14.6.Зависимость удельной энергии связи от массового числа объясняет принципиальную возможность получать энергию в ядерных реакциях деления и синтеза.