Методи визначення мас мікрочасток, Детальна інформація

МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ МАС МІКРОЧАСТОК

/дипломна робота/

РЕФЕРАТ

Стор. 25, рис. 3, літ. 6.

Дана дипломна робота присвячена опису методів визначення мас найбільш відомих мікрочасток. В роботі описані найбільш відомі методи, які зіграли вирішальну роль в історії фізики з точки зору набуття нових фундаментальних знань.

Робота розрахована на широкого читача і може бути використана в учбовому процесі при вивченні загальної фізики в школі.

ЗМІСТ

TOC \o "1-3" ВСТУП PAGEREF _Toc453593625 \h 4

1. Про закон кратних співвідношень PAGEREF _Toc453593626 \h 5

2. Гіпотеза Проута PAGEREF _Toc453593627 \h 7

3. Загадка нецілочисленності атомної ваги елементів PAGEREF _Toc453593628 \h 8

4. Зважування "мішка" атомів PAGEREF _Toc453593629 \h 9

5. Визначення мас ізотопів з допомогою мас-спектрографа PAGEREF _Toc453593630 \h 12

6. Залежність маси електрона від швидкості PAGEREF _Toc453593631 \h 15

7. Відкриття нейтрона і визначення його маси PAGEREF _Toc453593632 \h 19

8. Визначення маси мезонів, гіперонів і, можливо, кварків PAGEREF _Toc453593633 \h 22

ВИСНОВКИ PAGEREF _Toc453593634 \h 24

ЛІТЕРАТУРА PAGEREF _Toc453593635 \h 25



ВСТУП

До початку XIX ст. зусиллями багатьох вчених і інженерів були досягнуті значні успіхи в розвитку фізики і техніки. Особливі успіхи були досягнуті в області механіки, оптики, астрономії і небесної механіки. В той час у фізиці панували неправильні і суперечливі ідеї. Вважали, що всі хімічні речовини складаються з трьох або чотирьох основних складових, які мали різні властивості і представляли собою їх суміш, в якій ці властивості різним чином комбінуються.

В XIX і XX ст. вчені на основі дослідів, деколи дуже тонких і складних, а інколи дуже простих, зуміли відкинути неправильні думки. При цьому кількість основних постулатів зменшилася, а їх застосування поширилося.

Так в науку ввійшли представлення про перервну атомну структуру речовини. Вченим відкрився мікросвіт - світ малих тіл, невидимих не тільки неозброєним оком, а й в самі сильні мікроскопи. Для того, щоб розібратися в явищах мікросвіту, потрібно було в першу чергу визначити основні характеристики малих тіл, що їх складають: масу і розміри частинок речовини, їх електричний заряд, характер і величину сил взаємодії між ними і т. ін. На цьому шляху вчені зустріли багато труднощів і зробили ряд відкриттів, що радикально змінили різні уявлення про навколишній світ а також перебудували техніку і промисловість.

В даній дипломній роботі прослідковані деякі історичні моменти розвитку вчення про будову речовини, про мікросвіт, а також описано різні методики вимірювання мас мікрочасток. Робота носить методичний характер, написана на доступному для широкого кола читачів рівні і може бути використана в курсі фізики середньої школи для позакласного читання.

1. Про закон кратних співвідношень

В середні віки панував авторитет відношень, в той час як думки інших вчених були невідомі, забуті або не користувались довір‘ям. Алхімікам здавалося, що достатньо відповідним чином змішати декілька різних речовин і таким чином одержати нову речовину з необхідними властивостями. Оскільки авторитет Арістотеля був незаперечним, то перетворення елементів здавалося можливим. Наприклад, вважалося, що з неблагородних металів можна отримати золото.

В 1808 році Джон Дальтон (1766-1844 рр.), розвиваючи атомістичні погляди на будову речовини, прийшов до висновку, що прості речовини складають складні сполуки так, що один атом речовини А сполучається з одним або двома атомами речовини В, 2 атоми речовини А сполучаються з одним атомом речовини С і т. д. Неважко помітити, що це закон кратних співвідношень Дальтона знаходиться у відповідності з законом постійних співвідношень Пруста. Дальтон вважає, що основною властивістю атомів є їх нероздільність, а основна їх характеристика - це вага. Він представляв, що атоми різних елементів відрізняються один від одного, а атоми однорідної речовини однакові і між собою нерозрізнимі.

Правильне і достатньо повне пояснення закону постійних відношень було дано в 1811 році Амедео Авогадро (1776-1856 рр.), який висловив гіпотезу: рівні об‘єми газів однакових зовнішніх умовах (тобто при однакових температурі і тиску) складають однакове число молекул. В подальшому кількість грамів речовини, чисельно рівна її молекулярній вазі, було назване грам-молекулою, а число молекул в одній грам-молекулі будь-якої речовини - числом Авогадро. Таким чином, за Авогадро те, що два літри водню при сполученні з літром кисню дають два літри водяної пари, або в сучасних хімічних символах

2H2+O2(2H2O

пояснюється складом в кожному літрі (при однакових зовнішніх умовах) однакового числа двохатомних молекул відповідних газів. При даній хімічній реакції двохатомні молекули водню і двохатомні молекули кисню перегруповуються в трьохатомні сполуки - молекули водяної пари.