Фундаментальные взаимодействия, элементарные частицы, корпускулярно-волновой дуализм: ЕГЭ по физике

Тема объединяет три блока: фундаментальные взаимодействия (гравитационное, электромагнитное, сильное, слабое), элементарные частицы (классификация, кварки, лептоны, законы сохранения) и корпускулярно-волновой дуализм (фотон, волны де Бройля, соотношения энергии и импульса). На ЕГЭ проверяется…

Что нужно знать

• Четыре фундаментальных взаимодействия: гравитационное (бесконечный радиус, самая малая относительная сила), электромагнитное (бесконечный радиус, действует на заряженные частицы), сильное (короткодействующее, ~10^-15 м…
• Элементарные частицы делятся на фермионы (полуцелый спин) и бозоны (целый спин). Фермионы: кварки (6 типов) и лептоны (6 типов, включая электрон, мюон, тау, три нейтрино). Бозоны: фотон, глюоны, W и Z бозоны, бозон…
• Адроны — частицы, участвующие в сильном взаимодействии: барионы (3 кварка, например протон uud, нейтрон udd) и мезоны (кварк-антикварк).
• Законы сохранения в реакциях элементарных частиц: сохранение электрического заряда, барионного числа, лептонного числа, энергии-импульса, момента импульса. Не сохраняются, например, число кварков или изоспин в слабых…
• Корпускулярно-волновой дуализм: любой микрообъект обладает и волновыми, и корпускулярными свойствами. Фотон — квант электромагнитного излучения с энергией E=hν=hc/λ и импульсом p=h/λ. Для частиц с массой длина волны де…
• Соотношения неопределённостей Гейзенберга: Δx·Δp ≥ h/(4π) (или ħ/2), ΔE·Δt ≥ ħ/2 — фундаментальное ограничение одновременного точного измерения координаты и импульса (энергии и времени).

Термины и понятия

• Фундаментальные взаимодействия: четыре типа взаимодействий, лежащих в основе всех физических явлений (гравитационное, электромагнитное…
• Элементарные частицы: частицы, которые по современным представлениям не имеют внутренней структуры (кварки, лептоны, фотон, глюоны, W…
• Кварки: фундаментальные фермионы, участвующие в сильном взаимодействии, имеют дробный электрический заряд (например, u: +2/3e, d: -1/3e).
• Лептоны: фундаментальные фермионы, не участвующие в сильном взаимодействии (электрон, мюон, тау-лептон и соответствующие нейтрино).
• Адроны: частицы, состоящие из кварков и участвующие в сильном взаимодействии (барионы и мезоны).
• Барионы: адроны, состоящие из трёх кварков (протон, нейтрон и др.).
• Мезоны: адроны, состоящие из кварка и антикварка.
• Корпускулярно-волновой дуализм: свойство микрообъектов проявлять одновременно и корпускулярные (частица), и волновые (волна) свойства.

Частые ошибки

• Путают радиус действия сильного и слабого взаимодействий (сильное ~10^-15 м, слабое ~10^-18 м).
• Считают, что гравитационное взаимодействие самое сильное, тогда как оно самое слабое (при сравнении относительных величин).
• Ошибаются в кварковом составе протона и нейтрона (протон uud, нейтрон udd).
• Забывают учитывать лептонное число в реакциях с нейтрино (например, при бета-распаде).

Как пройти тему

В курсе «Физика» тема «Фундаментальные взаимодействия, элементарные частицы, корпускулярно-волновой дуализм» занимает 2 занятия по 40 минут: репетитор объясняет материал, задаёт вопросы как на экзамене, разбирает ваши ответы и в конце ставит оценку. Это обзор темы, полный разбор — в занятии. ИИ может ошибаться: проверяйте важное по учебнику. Занятия не заменяют живого репетитора и не гарантируют результат на экзамене.

Другие темы раздела

• Строение атома, опыты Резерфорда, постулаты Бора, спектры испускания и поглощения
• Строение атомного ядра, радиоактивность, закон радиоактивного распада, ядерные реакции, энергия связи

← Предыдущая тема: Строение атомного ядра, радиоактивность, закон радиоактивного распада, ядерные реакции, энергия связи
Следующая тема: Наблюдение и опыт, гипотеза и теория, физические величины и их измерение, погрешности измерений

Все темы: ЕГЭ по физике