Лекции по курсу общей физики. Квантовая физика. Сабирова Ф.М. - 11 стр.

UptoLike

Составители: 

66
Для всех типов взаимодействия элементарных частиц выполня-
ются законы сохранения энергии, импульса, момента импульса и элек-
трического заряда.
Каждой из элементарных частиц, за небольшим исключением,
соответствует своя античастица. Масса покоя, спин, время жизни и
некоторые другие характеристики у частиц и античастиц одинаковы.
Электрические заряды и магнитные моменты частицы и античастицы
равны
по величине, но противоположны по знаку. Однако наличие
электрического заряда не является обязательным условием существо-
вания пары частицаантичастица. Кроме разноименных электриче-
ских зарядов, частицы и античастицы имеют противоположные знаки
барионного заряда (барионы и антибарионы) и лептонного заряда
(лептоны и антилептоны).
В качестве примеров уже рассмотренных частиц и античастиц
можно
указать на электрон и позитрон (антиэлектрон), протон и анти-
протон, нейтрон и антинейтрон, π
+
и π
мезоны, нейтрино и анти-
нейтрино. Частицами, не имеющими античастиц, являются, например,
фотон или π
0
- мезон. Такие частицы принято называть истинно ней-
тральными. Нейтрон, например, хотя и не имеет электрического заря-
да, не является истинно нейтральной частицей, так как он имеет анти-
частицуантинейтрон, отличающийся знаком барионного заряда В
(В = +1 для нейтрона и В = -1 для антинейтрона).
При соединении частицы и античастицы (этот процесс называ-
ется
аннигиляцией) выделяется энергия, равная, как минимум, сум-
марной энергии покоя частицы и античастицы. Для рождения пары
частицаантичастица требуется энергия, превышающая суммарную
энергию покоя пары частиц, так как родившимся частицам необходи-
мо сообщить импульс (иначе они тут же аннигилируют), а следова-
тельно, и кинетическую энергию.
§ 30. Основные характеристики элементарных частиц.
Кроме способности к различным взаимодействиям, элементар-
ные частицы имеют другие характеристики, прежде всего массу, вре-
мя жизни, спин, электрический заряд.
По массе все частицы делятся на тяжелыеадроны, средние
мезоны, легкиелептоны.
В зависимости от времени жизни элементарные частицы делят-
ся на стабильные, квазистабильные и нестабильные (резонансы). Ста-
бильными, в пределах
точности современных измерений, являются
11
На рис. 4.1 показана графическая зависимость U = f(x). Интервал
0<х<l, удовлетворяющий сформулированным выше условиям, на-
зывают одномерной прямоугольной потенциальной ямой с беско-
нечно высокими стенками. С учетом U=0 уравнение Шрёдингера
(4.2) для интервала 0<х<l имеет вид:
0
8
2
2
2
2
=+
ψ
πψ
E
h
m
x
. (4.3)
Введем обозначение:
2
2
2
8
h
mE
π
ω
= , (4.4)
тогда: 0
2
2
2
=+
ψω
ψ
x
(4.5)
Это уравнение аналогично дифференциальному уравнению гар-
монического колебания, решение которого:
)cos(
00
ϕ
ω
ψ
ψ
+
=
x , (4.10)
где
0
ψ
амплитуда волновой функции,
0
ϕ
ее начальная фаза. Чтобы
найти две постоянные
0
ψ
и
0
ϕ
, а также возможные значения
ω
или
Е, рассмотрим граничные условия:
1) при х =0
ψ
= 0. Подставляя эти значения в (4.10), получаем
0000
cos)0cos(0
ϕ
ψ
ϕ
ψ
=
+
=
Физический смысл здесь имеет только одно значение:
0
cos
ϕ
= 0, от-
куда 2/
0
π
ϕ
=
.
2) при х =l
ψ
= 0. C учетом 2/
0
π
ϕ
=
из (4.10) имеем:
+=
2
cos0
0
π
ωψ
l
Физический смысл здесь имеет только одно значение:
0
2
cos =
+
π
ω
l
, или
2
)12(
2
ππ
ω
+=+ nl , откуда
l
n
π
ω
= , (4.7)
где п целое число, оно принимает значения 1, 2, 3, ...; п 0, так
как в противном случае
ψ
= 0 при любом х, что означает отсутствие
                                 66                                                                       11
       Для всех типов взаимодействия элементарных частиц выполня-      На рис. 4.1 показана графическая зависимость U = f(x). Интервал
ются законы сохранения энергии, импульса, момента импульса и элек-     0<х