Hledej:
iReferáty.cz je internetová databáze referátů. Referáty, seminární práce, životopisy a čtenářský deník pro střední a základní školy.

Struktura hmoty a její přeměny

Zařazeno: iReferaty.cz > Referáty > Fyzika > Struktura hmoty a její přeměny
 
Titulek: Struktura hmoty a její přeměny
Datum vložení: 15.11.2007
 

 

Struktura hmoty a její přeměny

Historické ohlédnutí

Jaká je struktura hmoty, prapůvodní matérie. Z čeho se vlastně svět skládá? Tyto otázky vzrušovaly již řecké, předsokratické filozofy. Po roku 500 př. n. l. existovaly dvě školy z nichž jedna, představována mimo jiné Anaxagórasem, si představovala svět složený z tzv. semen, do nekonečna dělitelných částeček hmoty. Druhá atomistická škola – jmenujme alespoň Leukippa, Demokrita, zastávala myšlenku o dále nedělitelných jsoucnech. Tuto část hmoty nazvali příhodně atom – nedělitelný. Hmotu ve vesmíru pak považovali za důmyslné spojení atomů a prázdna.
Tyto dvě myšlenky nacházely v běhu času své příznivce i odpůrce. Nakonec dostal za pravdu Demoritos se svými atomy, když byly objeveny roku 1808 anglickým chemikem Johnem Daltonem. Ty jsou nositeli všech 109 prvků periodické tabulky, z nichž se skládá veškerá hmota v přírodě.
Později, roku 1897 byl ovšem Josephem Johnem Thomsonem za pomoci přístroje, který se stal předchůdcem dnešní katodové trubice, objeven paprsek, jenž Thomson vysvětlil jako proud elektricky nabitých částic. Později dále zjistil, že se elektrický náboj vyskytuje pouze v určitých násobcích jistých dávek elektřiny. Thomson dostal za tento objev Nobelovu cenu a částice se začaly nazývat elektrony. Bylo dohodnuto, že se jejich náboj bude označovat mínusem.
Na světě tedy byla první elementární částice, která byla stavebním prvkem „nedělitelného“ atomu a s ní další problém. Celkový náboj atomu je neutrální, tak čím jej vyrovnat? Otázka struktury atomu začala fyziky přitahovat, jako hromádka cukru přitahuje mravence a se stejným zaujetím, nasazením a pílí ji začali řešit.
Sám Thomson si představoval elektrony rozmístěné náhodně v atomu s kladným nábojem jako hrozinky v pudinku. Elektrony by pak celkový náboj vyrušily. Této představě se proto začalo říkat pudinková.
Tuto myšlenku ovšem velmi brzy popřel Thomsonův kolega Ernest Rutherford. Roku 1907 se přestěhoval do Manchesetru a začal své pokusy s alfa-částicemi tj. s ionty hélia. Ty při dopadu na zlatou fólii většinou prošly skrz, ale jisté nezanedbatelné množství částic změnilo dráhu, přičemž některé velmi podstatně. Docházelo dokonce k odrazům zpět. Situace se dala přirovnat k ostřelování cedníku s obrovskými dírami. Alfa-částice, pohybující se téměř rychlostí světla a s hmotností 8000x větší než elektrony se od nich odrážet jednoduše nemohly. Rutherford to popsal jako stav, kdy vypálíme dělovou kouli proti listu papíru a ona se nám odrazí zpět. Usoudil tedy, že se alfa-částice odrážejí od velmi malého, hustého, kladně nabitého jádra atomu. Atom pak přirovnal ke sluneční soustavě, kde jádro představovalo slunce i s většinou hmoty a elektrony k planetám, jenž krouží kolem. Tento model však trpěl jednou vrozenou vadou. Elektrický náboj je totiž při zrychleném pohybu zdrojem elektromagnetického záření a při kruhovém pohybu je vždy zrychlení nenulové i když je úhlová rychlost konstantní. Elektron by musel neustále vyzařovat energii rovnající se jeho oběhu kolem jádra, neboli jeho frekvenci, přičemž by mu pak tato energie postupně ubývala. Elektromagnetická síla by jej přitáhla o něco blíž, frekvence by se změnila a tak dále, až by se elektron zhroutil do jádra. Atom by byl vysoce nestabilní.
Sluneční soustava prostě funguje na zcela jiných principech tj. na síle gravitační, a ta se od jaderných sil diametrálně liší.
Planetární model poopravil roku 1913 Niels Bohr. K popisu atomu použil Planckovu a Einsteinovu revoluční myšlenku a to, že se energie neuvolňuje postupně, plynule, ale v jistých diskrétních balíčcích. Balíčky nazvaly kvanta. Z této představy pak Planck vyvodil konstantu označovanou jako h. Tuto konstantu zavedl již v roce 1900, aby vysvětlil záření černého tělesa, kde energie fotonu (světelného kvanta ) je přímo úměrná ( = hv), přičemž v = kmitočet. Hodnota h je 6,626 x 10-34 Js. Ve stejných jednotkách jako h se taká dá vyjádřit moment hybnosti, neboli součin hmotnosti, frekvence a poloměru od daného bodu. Je to míra rotačního pohybu daného systému. Ukázalo se, že moment hybnosti je také kvantován a to s redukovanou Planckovou konstantou, kterou označujeme h s pruhem (toto písmeno jsem jaksi nenašel a tak dále bude použito H), kterou dostaneme h/2. 2 zde zastupuje frekvenci, kterou si lze představit jako oběh jednou dokola. Tato hodnota (1,054 x 10-34 Js ) a jest elementárním kvantem, o něž se může měnit průmět momentu hybnosti do daného směru. Tím, že moment hybnosti nemůže být libovolný, značně omezíme množství kružnic – orbit po kterých se elektrony mohou pohybovat. Jejich rotační pohyb přesně odpovídá celočíselnému násobku H. Bohr tedy učinil předpoklad, že orbity po nichž se mohou elektrony pohybovat, nabývají momentu hybnosti pouze v jedné z diskrétních hodnot nH kde n = 1,2,3… . Zavádí celkem čtyři kvantová čísla. První je hlavní kvantové číslo a, jenž udává hladinu energie, ve které se elektron nachází. Druhé je vedlejší kvantové číslo l, to vyjadřuje moment hybnosti elektronu v dráze. Dalším je spin s, neboli rotace, ten může nabývat jak celých hodnot (bosony) např. proton, neutron, elektrony aj. , tak i polovičních hodnot (fermiony) sem patří např. fotony, mezony aj. A posledním je celkové kvantové číslo j, to vyjadřuje celkový moment hybnosti elektronu. Existuje rovněž stav s nejnižší energií, kdy atom již dále nemůže ztrácet energii. Tento stav se nazývá základní.
Dalším kdo vstoupil na scénu hledačů struktury atomu, byl roku 1926 Ervin Schrödinger. Jeho práce vedla ke slavné rovnici nesoucí dnes jeho jméno. Tato rovnice se stala fundamentem kvantové mechaniky. Schrödingerův popis atomu již je matematický a funguje na principech kvantové mechaniky. Ovšem pro běžný popis je Bohrův model zcela dostačující.



Co je malé to je hezké…

Atom se tedy skládá z kladně nabitého jádra a slupky v níž se pohybují záporně nabité elektrony. Poměr velikostí jádra k elektronovému obalu je kolem 1:100 000. Celkový náboj atomu je nulový, protože počet kladně nabitých protonů v jádře a záporně nabitých elektronů v obalu, je za normálních okolností stejný. Tento počet se nazývá atomovým číslem a označuje se Z. Tak například vodík – 1, helium – 2, železo – 26 aj.. Podle toho jim náleží místo v periodické tabulce prvků. Stává se však, že tzv. valenční elektron (nachází se v poslední, nejvyšší dráze) atom opustí, čímž převládnou protony. Z atomu se pak stane kation. Volný elektron se pak může navázat na jiný atom, v němž pak převládnou elektrony. Z atomu se tím stává anion. Jednotlivé vrstvy atomového obalu se pak odlišují energetickými hladinami jednotlivých elektronů v té dané dráze, přičemž směrem od jádra energie klesá. Elektrony mohou pak mezi jednotlivými drahami přeskakovat s tím, že při cestě dolů musí být rozdíl energií vyzářen v podobě rentgenového záření. Naopak při cestě vzhůru musí být energie elektronu dodána zvenčí (např. fotonem).
Vše se stává ještě o něco zajímavější připočteme-li, že ke každému elektronu, jakožto i ke každé částici vůbec existuje protějšek v podobě antičástice, která má zcela stejnou hmotnost a energii, ale opačný náboj a tzv. baryonové číslo. Setkají-li se částice s antičásticí dojde k anihilaci, neboli k vyzáření veškeré energie do prostoru gama-zářením.
Nelze si ovšem představovat elektrony, jako nějaké kuličky pohybující se kolem jádra po předem daných a nemněných drahách. V kvantové fyzice, neboli ve fyzice mikrokosmu, platí zcela jiná pravidla a zákony než ve fyzice klasické (Newtonovské, fyzice makrokosmu). Jednou z velkých odlišností je neurčitost. Nelze znát přesnou polohu a zároveň hybnost částice. Jinými slovy kde částice je a kam letí. Lze pouze říci něco o pravděpodobnosti jejího výskytu na tom či onom místě. Elektrony i jakákoli jiné částice, je jaksi rozmáznuty v prostoru. Můžeme jen určit, kde je jeho pravděpodobnost výskytu nejvyšší. Při stoprocentní znalosti polohy (např. při pípnutí Geigerova počítače), se zcela vytrácí informace o hybnosti, neboť samo měření mělo na hybnost vliv. Říkáme, že pravděpodobnost výskytu částice, kolabovala do určitého místa. Další zvláštností je korpuskulárně-vlnová dualita. Částice se díky své neurčitosti pohybuje prostorem, jako vlna pravděpodobnosti. Např. při pokusu s dvěma otvory prochází jedna částice oběma otvory najednou a na stínítku vytváří difrakční vzorec. Ten způsobuje interference (vzájemné posilování či tlumení dvou vln). Řečeno jinými slovy jedna částice ví o obou otvorech a jejich vzájemných vzdálenostech. Nelze sice předem předpovědět, kam přesně dopadne, ale s jistotou můžeme předpovědět difrakci. Umístíme-li ovšem do otvorů měřící přístroje, vlna pravděpodobnosti výskytu kolabuje do určitého místa, částice se začnou okamžitě chovat korpuskulárně, neboli jako projektily, čímž difrakční vzorec zmizí a nahradí jej skvrny za otvory.
Elektrony v atomu se pohybují v párech, přičemž každý z nich má obrácený spin, tj. otáčení elektronu kolem vlastní osy. Osa této rotace musí být kolmá na směr trajektorie elektronu a rychlost rotace kolem osy zase stejná v páru. Jsou tedy pouze dvě možnosti spinu. Z toho vyplývá Pauliho princip: Podle něj se v soustavě částic s poloviční spinem nemohou nacházet dvě ve stejném stavu (hybnost, poloha, moment hybnosti, izospin aj.) Tento princip ovšem platí pouze pro fermiony. Naopak pro bosony tento princip neplatí. Mluvíme pak o snášenlivých a nesnášenlivých částicích. Důsledkem Pauliho principu je např. nepropustnost, nestlačitelnost a stabilita pevných a kapalných látek.
Částici nelze také nijak odlišit od jiné. Částice jsou nejen identické, ale principielně neodlišitelné.
Chemické vlastnosti atomu určuje právě jeho obal – uspořádání elektronů, množství, vazby mezi nimi, aj.. Vyrovnaný stav mezi jádrem atomu a jeho slupkou je spíše výjimečný. Zatímco jádro na sebe váže počet elektronů, jenž odpovídá počtu protonů, elektrony se snaží vyplnit všechny trajektorie. Díky této skutečnosti mohou vznikat molekuly – základní kameny sloučenin. Molekula kuchyňské soli NaCl vzniká přeskočením lichého elektronu sodíku k chloru. Tím vznikají dva opačně nabité ionty, které se k sobě váží elektromagnetickou silou. Způsobí to ovšem mírné přetížení jádra chlóru.
Elektrická vodivost je zase způsobena relativní volností elektronů v kovech. Dostane-li se kov do elektrického pole, naváže atom elektron a ten je opět vyzářen, opět navázán atd. až na konec vodiče, kde je podle potřeby přeměněn např. v žárovce na foton. Rozdíl energií mezi vstupujícím elektronem a vystupujícím je vyjádřen odporem vodiče, přičemž onen rozdíl je v rámci duchu zachování energie vyzářen teplem. Ideálem jsou pak supravodiče, jenž dokáží přenést elektron beze ztráty energie a tím i bez zahřívání.
Pouze u vzácných plynů (He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn) počet elektronů přesně zaplní požadované orbity. Prvky tak jsou chemicky netečné.



„také výroba zlata – mechanickou cestou“

Rutherford dal jádru vodíku zvláštní jméno „proton“. Jádro má stejně velký elektrický náboj jako slupka, ale opačné znaménko, přičemž má cca 2000x větší hmotnost. Jádro hélia má ovšem překvapivě čtyřikrát větší hmotnost, než jádro vodíku. Je to způsobeno přítomností dvou neutronů. Ty mají zhruba stejnou hmotnost jako protony, ale jsou elektricky neutrální. Dá se dokonce mluvit o natolik velké podobě, že je lze chápat jako stejnou částici v různých stavech. Dohromady tvoří duplety, které mají souhrnný název nukleony. Atomová jádra se tak označují dalším číslem, neboli atomovou hmotností. Je to počet nukleonů v jádře. Hélium tedy označujeme jako 4He. Počet neutronů ovšem není nijak pevně stanoven. Každý prvek může mít tzv. izotopy. V jádrech se pak nachází jiné počet neutronů. Většina izotopů je však nestabilních, což znamená, že v průběhu času postupně uvolňují své částice viz. beta-rozpad níže. Jako příklad izotopu nám poslouží uhlík. Většina uhlíku v přírodě má 6 protonů i neutronů. Označujeme jej tedy 12C. Vzácnější je v přírodě je radioaktivní izotop 14C, jenž se využívají archeologové k určování stáří předmětů. Tento fenomén moderní vědy je založen právě na radioaktivním rozpadu částic 14C. Izotop 14C se vyskytuje volně v atmosféře. Vzniká tak, že do jádra dusíku (nejhojněji zastoupený prvek ve vzduchu) narazí vysokoenergetický neutron kosmického záření a vyrazí z něj proton, čímž klesne protonové číslo, ale počet nukleonů se nezmění. Jednoduše se z dusíku stane uhlík, přesněji 14C. Díky tomu se jeho množství v atmosféře prakticky nemění.
Zajímavý důsledek neurčitosti kvantové mechaniky je, že nelze přesně určit kdy k radioaktivnímu rozpadu jednotlivých částic dojde. Naproti tomu díky známé pravděpodobnosti rozpadu, jsme vcelku dobře schopni určit, kdy se rozpadne polovina ze skupiny radioaktivních částic. Tomuto času se říká poločas rozpadu. Právě u 14C je to 5780 let. Živé organismy přes fotosyntézu tento izotop uhlíku přijímají. Po odumření se však fotosyntéza zastavuje a radioaktivní uhlík začne pomalu ubývat. Tím můžeme podle zbytku 14C určit stáří předmětu. Tento způsob určování stáří je použitelný cca do 50 000 let.
Nic tu není navěky, to je pravda proti níž nejspíše nebude nikdo nic namítat. Je tomu tak mimo jiné i proto, že se tento fakt týká především samotných prvků, z nichž je složena veškerá hmota v přírodě. Příčinou toho je hrůzu nahánějící slovo radioaktivita. Tento termín poprvé použila Marie Curie Sklodowská. Jedná se o záření, které vzniká při rozpadu atomů. Při bližším studiu se zjistilo, že radioaktivního záření existují tři druhy. Označujeme je jako alfa, beta a gama. Každé z nich má ovšem zcela jinou podstatu.
Nejjednodušší to bylo s beta-rozpadem. Jeho částice je možno vychýlit silnými magnety, což dokazuje jejich elektrickou nabitost a jsou 2000x lehčí než jádro vodíku. Proto byli beta-částice ztotožněny s elektrony. Toto záření vzniká, emituje-li atom valenční elektron. Beta-záření je možno odfiltrovat kovem, jenž elektrické pole absorbuje a vede viz. výše.
Alfa-částice (jak jsem již předeslal) jsou 8000x těžší než elektrony. Jsou to v podstatě ionty hélia, v tomto případě jádra zbavené elektronů, konkrétně z páry protonů a neutronů. Z toho vyplývá, že alfa-záření musí vycházet ze samotného jádra atomu. Paradoxem je, že ač alfa-částice jsou daleko těžší, lze je odstínit pouhým listem papíru.
Posledním zástupcem jsou vysokoenergické fotony gama-záření. Jelikož fotony nejsou nositelem hmoty, jejich klidová hmotnost je nulová, jedná se čistou energii. Tímto způsobem se vyzařuje energie při přeskoku elektronu na nižší energetickou hladinu, nebo při anihilaci částice s antičásticí. Záření lze odstínit pouze olovem či betonem.
Tímto však narážíme na rozpor s jedním z dogmat chemie do počátku dvacátého století, neboť chemie do té doby tvrdila, že prvky jsou stálé a neměnné. Pakliže totiž opustí jádro, při beta-rozpadu elektron či alfa-rozpadu pár protonů a neutronů, musí se prvek sám o sobě změnit směrem dolů k vodíku. A naopak vybudíme-li částici (urychlíme-li ji) na dostatečnou úroveň, dodáme-li dostatečnou energii (ve velkých urychlovačích) a srazí-li se s atomem, obohatí tak jádro, a prvek se změní směrem nahoru. Cíl alchymistů je tedy splněn. Můžeme vyrobit zlato! Bohužel tato cesta je mnohonásobně náročnější a dražší než metody klasické. Příroda totiž tento proces (syntézu jader) umí ve velkém v hvězdných pecích supernov.
Systém rozpadu (štěpení) a syntézy nás může překvapit ještě jednou zajímavostí. Posuneme-li tuto myšlenku do extrému, tak se může jevit i protifyzikálně. Na jedné straně je s jaderným slučováním spojena termonukleární reakce, díky níž září naše Slunce, jakožto i všechny ostatní hvězdy. Takže přeměnou vodíku v hélium získáváme energii. Viz článek Gravitační pole. Ovšem na straně druhé jaderným štěpením energii získáváme v jaderných reaktorech. Pravou korunu pak problému nasadí fakt, že k syntéze i štěpení je v určitých případech zapotřebí opět energii dodat. Tento zapeklitý problém má však jednoduché řešení. Existuje totiž určitý bod, jenž se nazývá údolí stability.
Každému prvku jakožto i jejich izotopům lze přisoudit mimo jiné také průměrnou vazebnou sílu, tj. energii, kterou je potřeba dodat k tomu, aby se mohl nukleon uvolnit z jádra. Čím je tato síla větší, tím hůře se nukleon z jádra dostane. Pokud si toto představíme jako horské údolí, tak na nejvyšším místě budou volné nukleony, pro něž je vazbová energie nulová. Všechny prvky pak nějakou vazbovou energii potřebují. Je na ní založena jejich stabilita. Jedná se v postatě o silnou jadernou sílu, neboli vazby mezi jednotlivými nukleony a elektromagnetizmus čili vazebnou silu mezi protony a elektrony. Čím více ji mají (lépe drží pohromadě) tím jsou hlouběji v údolí a tím jsou stabilnější. Dále platí, že na levé straně údolí jsou prvky bohaté na protony a na pravé bohatá na neutrony. Přirozená snaha všech prvků a jejich izotopů (nuklidů) je, dostat se co nejníže – stát se co možná nejstabilnějším. Samo dno tohoto podivného údolí však není zcela vodorovné. Pomalu se svažuje z obou stran k nejnižšímu místu. To se nachází kolem jader s 26 protony tj. u železa. Z toho vyplývá, že syntézou můžeme energii získat až po železo a přitom štěpením také a pro změnu až po železo. No a z železa můžeme energii získat pouze anihilací.
Veškerá jádra lze rozdělit do dvou skupin. Na jádra stabilní a radioaktivní. Radioaktivních jader je mnohem více než stabilních. Stabilní jádra přetrvávají celé věky, zatímco radioaktivní se samovolně rozpadají. Pokud se rozpadnou opět na nestabilní jádro rozpad pokračuje dál, až do stabilní podoby. Máli jádro příliš mnoho neutronů rozpadá se beta-rozpadem , při němž se neutron přemění na proton, elektron a antineutrino. Naopak to jádro, kterému do stability neutrony chybí, se rozpadá beta-rozpadem  a to tak, že se proton přemění na neutron a pozitron s neutrinem. Tyto rozpady jsou způsobeny slabou interakcí. Jádra lehčích prvků až po vápník Z = 20, mají jen několik málo izotopů a pro většinu těchto prvků existuje stabilní izotop se sejným počtem neutronů a protonů, nebo s jedním neutronem navíc. Naopak u těžších prvků stabilní jádra obsahují více neutronů oproti protonům a tento rozdíl roste s protonovým číslem Z. Jádra s více jak 60 protony se mohou rozpadat alfa-rozpadem a jiná dokonce prodělávají spontánní dělení, kdy se jádra rozpadnou na dva přibližně stejně velké celky.
Mnohá jádra mají vnitřní stavbu velmi chatrnou, doba jejich rozpadu je v pozemských podmínkách hluboko pod jednou sekundou. Situace je pochopitelně zcela odlišná při extrémních tlacích a energiích v raném vesmíru či v jádrech hvězd a naopak v podmínkách fyzikálního vakua. Zde by se asi slušelo říci něco o tom proč a jak vlastně jádra drží pohromadě. To ovšem bude znamenat menší výlet do terminologie kvantové fyziky a hlouby hmoty, jak ji dnes můžeme pozorovat.



…a co je menší, je ještě hezčí:

Základem jsou čtyři fundamentální síly. Jsou to silná a slabá jaderná síla, elektromagnetismus a gravitace (viz. Gravitační pole). Elementární částice jsou tvořeny z ještě menších stavebních kamenů. Ty se nazývají kvarky, které se mezi sebou váží právě silnou interakcí, jejíž prostředníci se nazývají glukony. Kvarky se mohou vázat do dvojic (kvark, antikvark), nebo do trojic. Částice tvořené dvojicí se nazývají mezony a částice z trojic baryony. S trojicemi je to poněkud složitější. Existuje šest různých typů kvarků, neboli vůní. Horní (up), dolní (down). Tyto souvisejí se směrem jejich izospinu (o tom později). Další vůní je podivnost (stange). Druhé tři kvarky jsou, půvabný (charm), spodní (bottom) a v roce 1995 objevený zatím poslední horní (top) kvark. K těmto pochopitelně přísluší jejich protějšky v podobě antikvarků.
Částice, které cítí všechny čtyři interakce, se nazývají hadrony. Ty se, jak jsem předeslal, dělí na mezony a baryony. Baryony, na rozdíl od mezomů, mají poločíselný spin, viz. fermiony a jsou nesnášenlivé, neboli – platí pro ně Pauliho vylučovací princip. Mezi lehké baryony patří nuleony (protony a neutrony), které tvoří atomové jádro. Těžší baryony jsou hyperony. Ty se však vyznačují vysokou nestabilitou. Dále se pro rozlišení zavádí baryonové číslo. Všechny baryony mají baryonové číslo rovno 1, přičemž antibaryon má –1. To je způsobeno tím, že jednotlivé kvarky mají baryonové číslo rovno 1/3. U mezonů, které jsou tvořeny kvarkem a antikvarkem, je pochopitelně b. č. rovno 0. Toto vcelku přesně zachycuje tabulka, která ukazuje vlastnosti jednotlivých kvarků a zároveň podle ní můžeme sestavovat jednotlivé hadrony a předvídat tak i jejich vlastnosti (viz níže). Tak například proton je tvořen (u,u,d,) kvarky, naproti tomu naproti tomu neutron (u,d,d). Hyprertron je složen z (u,d,s) kvarků. Zatím co takový pion + je kombinací up a antidown kvarku. Patří tedy k mezonům.
Při reakcích např. vysokoenergických srážkách v urychlovačích, platí zákon o zachování b. č. stejně, jako zachování elektrického náboje, z čehož vylívá, že při srážkách např. proton + neutron → lambda částice + K+ mezon + neutron. Zapisujeme p+ + n →  + K+ + n. Zde jsou obě pravidla dodržena.
Vrátíme se zpět k izospinu. Toto další kvantové číslo je připsáno multipletu jako celku a označuje se T. Příkladem je duplet nukleonů: proton, neutron. Dále existují triplety pionů a singlpelty. Pro hodnotu izospinu platí T = (n−1)/2 kdy n je počet členů multipletu. Jednotlivé částice multipetu se pak liší projekcí izospinu např. proton T = 1/2 a pro neutron T = -1/2. Dále platí, že hodnota T3, neboli hodnota pro jednotlivé částice multipletu je, T3 = Q – Y/2, přičemž Q je elektrický náboj částice a Y tzn. hyparnáboj neboli dvojnásobek průměrného náboje multipletu (proton +1 a neutron 0, čili 1/2 x 2) Y = 1. takto dojdeme k víše zmiňované hodnota T3 pro neutron = 0 – 1/2. Podobně jako u spinu může izospin nabývat hodnot celých nebo polovičních podle vztahu 2T +1.
Je potřeba rovněž zdůraznit, že ne všechny částice jsou tvořeny s kvarků, ale pouze hadrony, které cítí silnou interakci. Naproti tomu elektrony, miony, neutrina ji necítí. Tyto částice mají společný název leptony. Toto slovo je odvozeno od lehký.
Další otázkou na snadě je, proč se nám nemohou tvořit částice z kombinaci ((q,q


Slovo závěrem:

Kvantová fyzika je obor, jenž nám v budoucnu ještě jistě poodkryje mnohá tajemství. Zatímco v dnešní době jsme se naučili vcelku dobře využít elektron, který necháváme probíhat různými důmyslnými obvody našich elektrospotřebičů, stává silou, která otáčí elektromotory, uzavírá a otvírá tranzistory procesorů, tak kvantová fyzika jako celek, nás posouvá o úroveň výše. Příkladem mohou být kvantové počítače, nerozšifrovatelný kód, přenos informace neomezenou rychlostí, či teleportace stavů částic. Širší využití je však pro dnešního člověka lehkou hudbou budoucnosti a příslibem pro ni.

Zpracoval: P. H.

Použitá literatura:

- Jádro Cesta do srdce hmoty – Ray mackintoch, Jim Al-Khalili, Björn Jonson, Teresa Peňa Vydala Academia 1. vydání 2001
- Kvantový svět – John Polkinghorne – vydala Aurora 1. vydání 2000
- Pan Tompkins stále v říši divů – George Garmow, Russell Stannard – vydala Aurora 1. vydání 2001
- Velká encyklopedie vesmíru – Josip Kleczek – vydala Academia 1. vydání 2002.
- http://aldebaran.cz/bulletin/2003_32_cin.html
Hodnocení: (hodnotilo 22 čtenářů)



 
 


 
 
Referáty | Čtenářský deník | Životopisy |
Zásady zpracování cookies

© provozovatelem jsou iReferaty.cz (GigaNet s.r.o.). Publikování nebo šíření obsahu je zakázáno bez předchozího souhlasu. Diskuse: miniBB forum software © 2001-2006
Referáty jsou dílem dobrovolných přispivatelů (z části anonymních). Obsah a kvalita děl je rozdílná a závislá na autorovi. Zveřejňování referátů odpovídá smluvním podmínkám. Kontakt: info@ireferaty.cz
Naši partneři: pohodlne-pujcky.cz | Dovolená Bibione | Cestovatelský Norimberk.info