1. Каково главное свойство элементарных частиц? Приведите примеры элементарных частиц.
Элементарные частицы — это наименьшие и неделимые частицы, из которых состоит материя. Их главное свойство — неспособность распадаться на более простые частицы (за исключением нестабильных частиц). Примеры элементарных частиц: электрон, протон, нейтрон, нейтрино, фотон, кварки.
2. Какие взаимодействия относятся к числу фундаментальных взаимодействий? Назовите особенности каждого взаимодействия.
Четыре фундаментальных взаимодействия:
Гравитационное — действует между всеми телами, имеющими массу. Самое слабое, но бесконечно дальнодействующее. Электромагнитное — действует между заряженными частицами, передаётся фотонами. Определяет электрические и магнитные явления. Сильное — удерживает кварки внутри адронов (протонов и нейтронов) и обеспечивает существование атомных ядер. Самое мощное, но действует только на малых расстояниях. Слабое — отвечает за радиоактивный распад частиц, в том числе бета-распад. Действует на очень малых расстояниях.
3. В чём заключается явление аннигиляции?
Аннигиляция — процесс, при котором частица и её античастица при встрече превращаются в другие частицы. Например, при встрече электрона и позитрона они исчезают, испуская два гамма-кванта.
4. В чём отличие позитрона от электрона?
Позитрон — это античастица электрона. Они имеют одинаковую массу и спин, но противоположные заряды: у электрона заряд отрицательный (-1e), у позитрона — положительный (+1e).
Заполните таблицу 32, проведя систематизацию сведений о вкладе отечественных учёных в развитие квантовой физики с использованием интернет-ресурсов и других источников информации.
Борис Петрович Константинов (1910–1969) — изучал процессы взаимодействия элементарных частиц, квантовую электродинамику. Лев Давидович Ландау (1908–1968) — разработал теорию квантовой механики, квантовой гидродинамики, теорию фазовых переходов. Игорь Евгеньевич Тамм (1895–1971) — участвовал в разработке теории черенковского излучения, работал над проблемами квантовой теории поля. Николай Николаевич Боголюбов (1909–1992) — внёс вклад в квантовую статистическую механику, теорию сверхтекучести.
1. Какие знания, полученные при изучении темы «Атомное ядро», могут для вас оказаться важными в повседневной жизни?
Знания о строении атомного ядра помогают понимать принципы работы ядерной энергетики, радиационной безопасности, действия ядерной медицины и способов защиты от излучения. Это важно при использовании медицинских диагностических методов (например, рентген, МРТ, ПЭТ-сканирование), при выборе строительных материалов с низким радиационным фоном, а также при оценке последствий аварий на атомных станциях.
2. Проблемы экологии сегодня широко обсуждаются и в научной литературе, я в повседневной жизни. В чём причина столь острой актуальности данной проблемы? Обоснуйте свой ответ и, приводя различные примеры, попробуйте их проранжировать по степени вредоносности тех или иных устройств, технологий и пр. для жизни человека.
Экологические проблемы стали острее из-за роста населения, индустриализации и потребления природных ресурсов. Загрязнение воздуха, воды и почвы приводит к ухудшению здоровья людей, снижению урожайности, разрушению экосистем.
Примеры экологически вредных технологий и явлений (ранжированы по степени вредоносности):
Промышленные выбросы и загрязнение воздуха (ТЭС, заводы) — вызывают респираторные заболевания, кислотные дожди, парниковый эффект. Атомные катастрофы (Чернобыль, Фукусима) — долгосрочное радиационное загрязнение. Пластиковые отходы — засоряют океаны, нарушая экосистемы. Использование пестицидов и удобрений — приводит к загрязнению воды, разрушению почв. Автомобили с ДВС — выбрасывают СО2 и вредные газы, ухудшая качество воздуха. Глобальное потепление — вызвано сжиганием ископаемого топлива, изменяет климат. Решение этих проблем возможно с помощью перехода на экологически чистые технологии, возобновляемые источники энергии, переработку отходов и сокращение вредных выбросов.