Teori frågor

Question 1

När och varför började man misstänka att det finns kvarkar ?

Answer 1

Under 1900-talet som en metod för att beskriva alla nya partiklar man upptäckt och för att förklara neutronens magnetiska diplomat.

Question 2

Hur många kvarkar och leptoner av varje sort bygger upp en:

Väteatom (en proton och en elektron)

Answer 2

En proton består av två u-kvarkar an en d-kvark och 1 elektron.

Question 3

Hur många kvarkar och leptoner av varje sort bygger upp en:

Guldatom (som består av 79 protoner och 118 neutroner)

Answer 3

276 u-kvarkar, 315 d-kvarkar och 79 elektroner.

Question 4

Vad var det J J Thomson upptäckte och vilken effekt fick det för teorierna om materiens uppbyggnad?

Answer 4

Han upptäckte elektronen och att elektronen är en del av atomen. Atomen är alltså inte odelbar, utan består av mindre delar.

Question 5

Hur kunde man experimentellt avvisa russinkakemodellen?

Answer 5

Genom att skjuta alfapartiklar mot en guldfolie, insåg Rutherford att nästan hela atomens massa är koncentrerad till en liten kärna.

Question 6

Vad innebär ordet isotop?

Answer 6

Samma antal protoner men olika antal neutroner.

Question 7

I Bohrs atommodell kan atomer exciteras och deexciteras. Beskriv kort vad som händer då.

Answer 7

En foton kan avge sin energi till en elektron. Elektronen “hoppar” då från sin bana till en bana längre ut. Detta kallas excitation. När elektronen “ramlar” ner till sin gamla bana sänds en foton ut. Detta kallas deexcitation. I båda fallen är fotonens energi lika med energiskillnaden mellan banorna.

Question 8

Var finns det kvarkar?

Answer 8

I så kallade baryoner (t.ex protoner och neutroner) och i så kallade mesoner (t.ex pioner).

Question 9

Varför trodde Wolfgang Pauli att det måste finnas en neutrino?

Answer 9

I radioaktivt beta- sönderfall försvinner energi på ett mystiskt sätt. Pauli påstod att en dittills okänd partikel, neutrinon, försvinner med energi.

Question 10

Vilka fyra partiklar tror man idag att allting runt omkring oss består av?

Answer 10

u-kvarkar, d-kvarkar, elektroner (och neutriner)

Question 11

Vilka egenskaper har en antiproton?

Answer 11

Den har laddningen -1, men alla övriga egenskaper som inte har med laddning att göra t.ex massa, är exakt som protonens.

Question 12

Hur mycket energi frigörs om en positron (antielektron) möter en elektron?

Answer 12

1 MeV

Question 13

I vissa science fictionserier tänker man sig att rymdskepp drivs med antimateria. Hur mycket energi kan man frigöra med en handfull antimateria och lika mycket vanlig materia?

Answer 13

E= mc2, där m är den sammanlagda massan av antimaterian och den lika stora mängden materia. Ett hekto antimateria skulle ge ungefär 2 x 10^16 J.

Question 14

Varför är det troligast att extremt kortlivade partiklar består av kvarkar?

Answer 14

De snabbaste reaktionerna får man av den starka kärnkraften och det är bara kvarkar som påverkas av stark kärnkraft.

Question 15

Ge exempel som visar att gravitationen är svagare är elektromagnetismen.

Answer 15

Exempelvis: kemiska bindningar är elektromagnetiska och de orkar hålla emot hela jordskorpan så att den inte faller ner.

Question 16

Solen får sin energi från vätefusion. I det första steget slås två protoner ihop och bildar tungt väte som består av en proton och en neutron.
a) Vilken av krafterna förmedlar reaktionen?

Answer 16

a) svag växelverkan (det är bara den som kan göra om en proton till en neutron)

Question 17

Solen får sin energi från vätefusion. I det första steget slås två protoner ihop och bildar tungt väte som består av en proton och en neutron.
b) Vilka ytterligare partiklar bildas?

Answer 17

b) En positron och en neutrino.

Question 18

Vilka krafter har oändlig räckvidd?

Answer 18

Gravitation och elektromagnetism

Question 19

Vilken kraft håller samman atomkärnan?

Answer 19

Den starka kärnkraften.

Question 20

Vilken av krafterna kan omvandla en kvark till en annan kvark eller en lepton till en annan lepton?

Answer 20

Svag växelverkan.

Question 21

Vad sönerfaller en W-boson till?

Answer 21

I beta sönderfall blir resultatet en elektron (eller en positron) plus en neutrino. I partikelacceleratorer med höga energier har flera olika sönderfall detekteras.

Question 22

Varför infördes Higgsmekanismen?

Answer 22

Först för att förklara massa hos W-och Z-partikel i svag växelverkan, men senare för att förklara massa i strösta allmänhet.

Question 23

Det finns bara sex kvarkar, vad heter dom?

Answer 23

Kvarkarna: u (up), d (down), s (strange), c (charm) , b (bottom), t (top) .

Question 24

det finns bara sex leptoner (de har naturligtvis varsin antipartikel) Vad heter de?

Answer 24

Leptonerna: elektron, myon, tauon, elektroneutrino, myonneutrino, tauneutrino.

Question 25

Varför är det så svårt att detektera neutriner?

Answer 25

Eftersom att de påverkas bara av den svaga växelverkan som har mycket kort räckvidd.

Question 26

Vad är skillnaden mellan kvarkar, leptoner och bosoner?

Answer 26

Kvarkar påverkas av stark kärnkraft, med det gör inte leptoner. Bosoner förmedlar krafter. medan kvarkar och leptoner bygger upp materia.

Question 27

Vilka kvarkar består protoner och neutroner av?

Answer 27

u-och d-kvarkar (protonen uud och neutronen udd)