ТърсиУченик? Влез с код30 дни безплатноБезплатно
Класове
Начален етап
Прогимназиален етап
Гимназиален етап
Всички игриНВО и матуриЦениСтатииВидеоЗа родителиЗа училищаВход за учителиУченик? Влез с код
Физика и астрономия · 10 клас · урок 2 от 3

Античастици

Всяка частица има античастица със същата маса, но с противоположен електричен заряд и други противоположни квантови числа. Позитронът, античастицата на електрона, е предсказан теоретично от Пол Дирак и открит през 1932 г. от Карл Андерсън в космическите лъчи. Когато частица срещне своята античастица, те анихилират: масата им изцяло се превръща в енергия на фотони. Анихилацията на позитрони се използва в медицината при позитронно-емисионната томография (ПЕТ).

Играйте само този урок:Вярно или невярноТаблоБомбаНадбягванеОтборен тест А/Б/В/ГГорещ стол

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Частицата и античастицата имат равни маси и противоположни заряди.
  • Позитрон (e+) е античастицата на електрона; антипротонът има заряд −e.
  • Анихилация на e− и e+ в покой: два гама-фотона с общо ≈ 1,022 MeV.
  • При анихилация цялата маса се превръща в енергия: E = mc2.

Пример

Масата на електрона съответства на 0,511 MeV, затова при анихилация с позитрон в покой всеки от двата фотона има енергия около 0,511 MeV.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Как се нарича античастицата на електрона?
    • Протон
    • Неутрино
    • Позитрон
    • Мюон

    Отговор: Позитрон

    Позитронът има същата маса като електрона и заряд +e.

  2. Кой учен теоретично предсказва позитрона?
    • Карл Андерсън
    • Пол Дирак
    • Нилс Бор
    • Ърнест Ръдърфорд

    Отговор: Пол Дирак (1928-1931)

    Андерсън открива позитрона в космическите лъчи през 1932 г.

  3. Какво се получава при анихилация на електрон и позитрон в покой?
    • Протон и неутрон
    • Два гама-фотона
    • Нищо, енергията изчезва
    • Нов електрон

    Отговор: Два гама-фотона

    Масата на двойката се превръща в енергия на лъчение.

  4. Каква е общата енергия на фотоните при анихилация на електрон и позитрон в покой?
    • ≈ 1,022 MeV
    • ≈ 0,511 MeV
    • ≈ 1876 MeV
    • ≈ 13,6 eV

    Отговор: ≈ 1,022 MeV

    2·mec2 = 2·0,511 MeV.

  5. Кой медицински метод използва анихилацията на позитрони?
    • Рентгенография
    • Ехография (ултразвук)
    • Електрокардиография
    • Позитронно-емисионна томография (ПЕТ)

    Отговор: ПЕТ

    Вкарва се вещество, което излъчва позитрони, и се регистрират двойките гама-фотони.

  6. Какъв е електричният заряд на антипротона?
    • −e
    • +e
    • 0
    • −2e

    Отговор: −e

    Античастицата има заряд, противоположен на частицата: протонът е +e, антипротонът е −e.

  7. Как се отнасят масата на частица и масата на нейната античастица?
    • Античастицата е по-лека
    • Равни са
    • Античастицата е по-тежка
    • Античастицата няма маса

    Отговор: Равни са

    Частицата и античастицата имат еднакви маси и противоположни заряди.

  8. Кой открива позитрона в космическите лъчи през 1932 г.?
    • Ърнест Ръдърфорд
    • Пол Дирак
    • Карл Андерсън
    • Джеймс Чадуик

    Отговор: Карл Андерсън

    Карл Андерсън наблюдава следите на позитрони в камера на Уилсън, поставена в магнитно поле.

  9. Какъв е кварковият състав на антипротона?
    • uud
    • ūūd̄
    • udd
    • ūd̄d̄

    Отговор: ūūd̄

    Протонът е uud, затова антипротонът е съставен от съответните антикварки ūūd̄.

  10. Колко енергия се отделя при пълна анихилация на 1 g вещество с 1 g антивещество?
    • 9·1013 J
    • 1,8·1011 J
    • 3·108 J
    • 1,8·1014 J

    Отговор: 1,8·1014 J

    E = mc2 = 2·10−3 kg · 9·1016 m2/s2 = 1,8·1014 J (изчезват общо 2 g).

  11. Какъв е електричният заряд на позитрона?
    • −e
    • 0
    • +e
    • +2e

    Отговор: +e

    Позитронът е античастицата на електрона: същата маса, противоположен заряд +e.

  12. Как се нарича процесът, при който частица и античастица изчезват и се превръщат във фотони?
    • Делене
    • Синтез
    • Йонизация
    • Анихилация

    Отговор: Анихилация

    При анихилация масата на двойката се превръща в енергия на фотони.

  13. Коя е античастицата на неутрона?
    • Антинеутрон
    • Протон
    • Позитрон
    • Неутрино

    Отговор: Антинеутрон

    Всяка частица има своя античастица; на неутрона съответства антинеутронът, също незареден.

  14. Защо при анихилация на електрон и позитрон в покой се получават два фотона, а не един?
    • Запазване на масата
    • Запазване на импулса
    • Правилото на Ленц
    • Голямата маса на позитрона

    Отговор: Запазване на импулса

    Началният импулс е нула, затова фотоните трябва да летят в противоположни посоки с равни импулси.

  15. От кои частици е съставен атомът на антиводорода?
    • Протон и позитрон
    • Антипротон и електрон
    • Антипротон и позитрон
    • Неутрон и позитрон

    Отговор: Антипротон и позитрон

    Антиатомът е изграден от античастици: ядро антипротон и обвивка позитрон.