Chào mưng thầy và các bạn
đến với bài thuyết trình của tổ I
Bằng kiến thức đã học bạn hãy cho biết một số hạt sơ cấp?
Một số loại hạt sơ cấp chúng ta đã biết: nuclôn, electrôn, pozitrôn, nơtrinô,.
Chương X: TỪ VI MÔ ĐẾM VĨ MÔ
Bài 58: CÁC HẠT SƠ CẤP
Ở thế kỷ XIX nhiều nhà khoa học đã chứng tỏ rằng nhiều chất quen thuộc như oxy và carbon đều có một thành phần nhỏ nhất có thể nhận dạng được và họ gọi chúng là các nguyên tử. Vào những năm 1930, những công trình tập thể của Joseph John Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr và James Chadwick đã cho ra đời một mô hình nguyên tử giống như hệ mặt trời (vì thế mô hình này còn được gọi là "mẫu hành tinh") mà phần lớn chúng ta đều đã rất quen thuộc. Trong mô hình này, nguyên tử không phải là thành phần sơ cấp nhất của vật chất mà là được tạo thành từ một hạt nhân chứa proton và neutron với đám mây electron bao quanh.
NỘI DUNG BÀI HỌC
II. CAÙC ÑAËC TRÖNG CUÛA HAÏT SÔ CAÁP
I. KHAÙI NIEÄM HAÏT SÔ CAÁP
V. TÖÔNG TAÙC GIÖÕA CAÙC HAÏT SÔ CAÁP
IV. PHAÂN LOAÏI HAÏT SÔ CAÁP
VI. HAÏT QUAC (QUARK)
III. PHAÛN HAÏT
Hạt sơ cấp là gì ?

Cho đến nay người ta đã phát hiện được các hạt có kích thước và khối lượng rất nhỏ, như: phôtôn (ε), electron (e-), pôzitrôn (e+), prôtôn (p), nơtron (n), nơtrinô,…
Các hạt có kích thước nhỏ hơn hạt nhân nguyên tử gọi là hạt sơ cấp
Sự xuất hiện các hạt sơ cấp mới
Để có các hạt sơ cấp mới, người ta làm tăng vận tốc của một số hạt và cho chúng bắn vào các hạt khác nhau. Công cụ chủ yếu là các máy gia tốc.

NỘI DUNG BÀI HỌC
II. CAÙC ÑAËC TRÖNG CUÛA HAÏT SÔ CAÁP
I. KHAÙI NIEÄM HAÏT SÔ CAÁP
V. TÖÔNG TAÙC GIÖÕA CAÙC HAÏT SÔ CAÁP
IV. PHAÂN LOAÏI HAÏT SÔ CAÁP
VI. HAÏT QUAC (QUARK)
III. PHAÛN HAÏT
Khối lượng nghỉ m0
- Phôtôn(?), nơtrinô(?), gravitôn: có khối lượng nghỉ bằng 0.
- Thay cho m0, người ta dùng năng lượng nghỉ E0 tính theo công thức: E0 = m0.c2
Ví dụ: electrôn có m0 = 9,1.10-31 và có E0 = 0,511 MeV.
prôtôn có m0 = 1,6726.10-27 và E0 = 938,3 MeV.
Điện tích
Hạt sơ cấp có thể có điện tích dương Q = +1, hoặc điện tích âm Q=-1 hoặc trung hòa Q=0 (tính theo điện tích nguyên tố e). Q được gọi là số lượng tử điện tích, biểu thị tính gián đoạn độ lớn điện tích của hạt.
Ví dụ: electrôn(e-), ômêga(?) là những hạt mang điện tích Q = -1.
prôtôn(p), pôzitrôn(e+), piôn(?+) là những hạt mang điện tích Q = +1.
nơtrôn(n), nơtrinô (?), Kaôn(?0 )là những hạt trung hòa Q = 0
4. Thời gian sống trung bình
- Trong số các hạt sơ cấp, chỉ có 4 hạt không bị phân rã thành các hạt khác, gọi là các hạt bền: prôtôn, electrôn, pôzitrôn, nơtrinô có thời gian sống là ?.
- Các hạt còn lại là các hạt không bền vững và bị phân rã thành các hạt khác:
+ Nơtrôn có thời gian sống khoảng 932s:
+ Các hạt không bền còn lại có thời gian sống rất ngắn từ khoảng 10-24s đến 10-6s.

3. Spin
- Mỗi hạt sơ cấp khi đứng yên cũng có momen động lượng riêng và momen từ riêng. Các momen này được đặc trưng bởi số lượng tử spin, kí hiệu s.
- Momen động lượng riêng của hạt bằng sh/2? (h=6,625.10-34 J.s).
Ví dụ: prôtôn và nơtrôn có spin bằng �, phôtôn có spin bằng 1, piôn có spin bằng 0.
Đặc trưng của một số hạt sơ cấp
NỘI DUNG BÀI HỌC
II. CAÙC ÑAËC TRÖNG CUÛA HAÏT SÔ CAÁP
I. KHAÙI NIEÄM HAÏT SÔ CAÁP
V. TÖÔNG TAÙC GIÖÕA CAÙC HAÏT SÔ CAÁP
IV. PHAÂN LOAÏI HAÏT SÔ CAÁP
VI. HAÏT QUAC (QUARK)
III. PHAÛN HAÏT
Phần lớn các hạt sơ cấp đều tạo thành cặp, mỗi cặp gồm hai hạt có khối lượng nghỉ m0 và spin như nhau còn đặc trưng khác thì có trị số bằng nhau nhưng trái dấu.
Trong mỗi cặp gồm một hạt và phản hạt của hạt đó.
Ví dụ: electrôn có phản hạt là pozitrôn có cùng khối lượng nghỉ, spin nhưng điện tích trái dấu.
Prôtôn có phản hạt là antiprôtôn mang điện tích Q = -1 còn các đặc trưng khác giống nhau.
?????
Nơtrôn trung hòa về điện tích, vậy nơtrôn có phản hạt hay không, nếu có hãy mô tả nó.
Trường hợp hạt sơ cấp không mang điện như nơtrôn thì thực nghiệm chứng tỏ nơtrôn vẫn có momen từ khác không, phản hạt của nó có momen từ ngược hướng và cùng độ lớn
Trong quá trình tương tác của hạt sơ cấp có thể dẫn đến sự hủy một cặp "hạt + phản hạt" có khối lượng nghỉ khác 0, hoặc cùng lúc sinh ra một cặp "hạt + phản hạt" từ những phôtôn.
e- + e+ ? ? + ? hoặc ? + ? ? e- + e+
NỘI DUNG BÀI HỌC
II. CAÙC ÑAËC TRÖNG CUÛA HAÏT SÔ CAÁP
I. KHAÙI NIEÄM HAÏT SÔ CAÁP
V. TÖÔNG TAÙC GIÖÕA CAÙC HAÏT SÔ CAÁP
IV. PHAÂN LOAÏI HAÏT SÔ CAÁP
VI. HAÏT QUAC (QUARK)
III. PHAÛN HAÏT
Người ta phân loại hạt sơ cấp theo khối lượng nghỉ m0 tăng dần:
a) Phôtôn (?): có m0 = 0.
b) Leptôn: gồm các hạt có khối lượng từ 0 đến 200me: electrôn (e-), pozitrôn (e+), muyôn (?-, ?+), các hạt tau (?-, ?+)
c) Mêzôn: gồm các hạt có khối lượng trung bình từ (200 đến 900)me, gồm hai nhóm: mêzôn ? và mêzôn K.
d) Barion: gồm các hạt có khối lượng lớn hơn hoặc bằng khối lượng prôtôn. Có hai loại barion là nuclôn và hipêrôn và các phản hạt của chúng. Ngoài ra còn tìm ra hạt ômêga (?-).
Tập hợp các mêzôn và các bariôn có tên chung là các hađrôn.
NỘI DUNG BÀI HỌC
II. CAÙC ÑAËC TRÖNG CUÛA HAÏT SÔ CAÁP
I. KHAÙI NIEÄM HAÏT SÔ CAÁP
V. TÖÔNG TAÙC GIÖÕA CAÙC HAÏT SÔ CAÁP
IV. PHAÂN LOAÏI HAÏT SÔ CAÁP
VI. HAÏT QUAC (QUARK)
III. PHAÛN HAÏT
Tương tác hấp dẫn
- Là tương tác giữa các hạt, vật có khối lượng.
- Bán kính tác dụng rất lớn.
- Cường độ rất nhỏ so với các loại tương tác khác.
2. Tương tác điện từ
- Là tương tác giữa các hạt mang điện tích, giữa các vật tiếp xúc gây nên ma sát.
- Cơ chế tác động: sự trao đổi phôtôn giữa các hạt mang điện.
- Bán kín tác dụng coi như vô hạn
- Cường độ mạnh, mạnh hơn tương tác hấp dẫn 1037 lần.
3. Tương tác yếu
- Là tương tác giữa các hạt trong phân rã ?:
Theo ví dụ ta có tương tác giữa 4 hạt nơtrôn, prôtôn, electrôn, nơtrinô.
- Bán kính tác dụng khoảng 10-18m.
- Cường độ nhỏ hơn tương tác điện từ khoảng 10-12 lần.
4. Tương tác mạnh
- Là tương tác giữa các hađrôn: tương tác giữa các nuclôn tạo nên lực hạt nhân, do va chạm của các hađrôn, tương tác giữa các hạt quac.
- Bán kính tác dụng cỡ 10-15m.
- Cường độ mạnh gấp 100 lần tương tác điện từ.
Mặc dù các tương tác có bản chất khác nhau nhưng bao giờ chúng cũng được thể hiện bằng cách trao đổi hạt truyền tương tác.
NỘI DUNG BÀI HỌC
II. CAÙC ÑAËC TRÖNG CUÛA HAÏT SÔ CAÁP
I. KHAÙI NIEÄM HAÏT SÔ CAÁP
V. TÖÔNG TAÙC GIÖÕA CAÙC HAÏT SÔ CAÁP
IV. PHAÂN LOAÏI HAÏT SÔ CAÁP
VI. HAÏT QUAC (QUARK)
III. PHAÛN HAÏT
1. Tất cả các hađrôn đều cấu tạo từ các hạt nhỏ hơn gọi là quac (quark).
2. Có sáu loại hạt quac:






- Điều kì lạ là các hạt quac có điện tích nhỏ hơn điện tích nguyên tố (e).
- Đến nay người ta vẫn chưa quan sát được các hạt quac tự do.
1. Các barion là tổ hợp của ba quac:
Từ giả thuyết hạt quac đã dự đoán được sự tồn tại của hạt ômêga (?-) mà sau đó đã được chứng minh bằng thực nghiệm.
Các hạt có khối lượng nghỉ bằng không là:
gravitôn, protôn, nơtrôn
electrôn, phôtôn, piôn.
nơtrinô, phôtôn, gravitôn.
phôton, nơtrinô, gravitôn.
CÂU HỎI CỦNG CỐ
2. Quá trình phân rã của nơ trôn, ngoài prôtôn, electrôn còn sinh ra hạt:
Pozitrôn
Nơtrinô
Phản nơtrinô
Phôtôn
3. Electrôn là hạt sơ cấp thuộc loại nào:
Leptôn
Hipêrôn
Mêzôn
Nuclôn
(Đề thi tuyển sinh đại học khối A 2010)
Cảm ơn thầy và các bạn đã chú ý lắng nghe
Tồ I trân trọng kính chào