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).
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.
Как се нарича античастицата на електрона?
- Протон
- Неутрино
- Позитрон
- Мюон
Отговор: Позитрон
Позитронът има същата маса като електрона и заряд +e.
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.
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.
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.
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.
Какъв е електричният заряд на антипротона?
- −e
- +e
- 0
- −2e
Отговор: −e
Античастицата има заряд, противоположен на частицата: протонът е +e, антипротонът е −e.
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.
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.
Какъв е кварковият състав на антипротона?
- uud
- ūūd̄
- udd
- ūd̄d̄
Отговор: ūūd̄
Протонът е uud, затова антипротонът е съставен от съответните антикварки ūūd̄.
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).
Какъв е електричният заряд на позитрона?
- −e
- 0
- +e
- +2e
Отговор: +e
Позитронът е античастицата на електрона: същата маса, противоположен заряд +e.
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.
Коя е античастицата на неутрона?
- Антинеутрон
- Протон
- Позитрон
- Неутрино
Отговор: Антинеутрон
Всяка частица има своя античастица; на неутрона съответства антинеутронът, също незареден.
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.
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.