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神奇的粒子世界-粒子介绍

时间:2021-4-24    作者:JourinTown    分类: 粒子物理編年紀


第一章 粒子介紹

1.1 原子、原子核、粒子

  1. $\Phi_{Atom} \approx 10^{-10}$ m $\Phi_{Atomic nucleus} \approx 10^{-5} \times \Phi_{Atom} $
  2. 質子數 $>$ 電子數,稱為離子。從原子中打出一個或多個電子的過程為電離。
  3. 上夸克(u) 下夸克 (d)
  4. 夸克和電子不可觀測內部結構,當作點
  5. 膠子導致夸克的束縛(質子中子中大部分能量以膠子能量形式存在,電場中能量很小)

    1.2 光子

  6. 一份電磁輻射出的能量
  7. 光子能量 無線電$<$紅光光子$<$藍光光子$<$X射線$<\gamma$射線

    1.3 反粒子

  • 電子$\leftrightharpoons$正電子 劇烈反應,湮滅能量
  • 特性
    1. 每個粒子都存在相應反粒子
    2. $m_{Original}=m_{anti}$
    3. 其他性質由原粒子相關性質精確確定
  • 注意
    1. 粒子的反粒子可以為本身(必為純中性粒子):例如 光子和反光子
    2. 粒子上方加橫線代表反粒子:$\overline{Positron}=Electron$ $\overline{Electron}=Positron$
    3. 束縛態也有與之相關聯的狀態

      1.4 質量與能量

  • 質量與引力無關
  • $E = c \sqrt{P^2+m_0^2 c^2}$ 能量,其中P=0時,$E=m_0c^2$
  • $P=\frac{m_0v}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$,$E=\frac{m_0c^2}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$,$v=\frac{Pc^2}{E}$,其中c=1時 $v=\frac{P}{E}$

    1.5 事例

  1. 一個事例是粒子間發生的一次反應
  2. 用某種方法記錄下的徑跡是事例的記錄
  3. $n^0\Rightarrow p+e^{-}+\bar{\nu}_{e}$ 反中微子 $\sim$10min 614s
  4. 結合能使中子在原子核內不至於衰變
  5. 當能量平衡有餘量,中子$\beta$衰變
  6. 強作用力,短程,比電磁力大.

    1.6 電子伏與其他單位

  • 1eV$\Rightarrow $ 電子經過電勢差為1V電場所獲得的能量
  • 1eV=1.602$\times 10^{-19}$J
  • $h=4.13569 \times 10^{-21} $MeV$\cdot s$
  • $E=hv E=mc^2$
  • $\hbar=\frac{h}{2\pi}$ 可選單位使c,$\hbar$為1,自然單位

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评论:
benhaotang 2021-04-24 17:33
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benhaotang 2021-04-24 17:28
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