Il y a plus d'un siècle, des physiciens ont tiré de minuscules particules alpha contre une feuille de papier d'or, plus fine qu'un papier. Ils s'attendaient à ce que les particules traversent tout droit…
English narration · English + 中文 subtitles burned in · Narration en anglais · Sous-titres anglais + 中文 incrustés
11.1
The nuclear atom · L'atome nucléaire
Syllabus · Programme
English
infer from the results of the $\alpha$-particle scattering experiment the existence and small size of the nucleus
describe a simple model for the nuclear atom to include protons, neutrons and orbital electrons
distinguish between nucleon number and proton number
understand that isotopes are forms of the same element with different numbers of neutrons in their nuclei
understand and use the notation $_Z^A\text{X}$ for the representation of nuclides
understand that nucleon number and charge are conserved in nuclear processes
describe the composition, mass and charge of $\alpha$-, $\beta$- and $\gamma$-radiations (both $\beta^-$ (electrons) and $\beta^+$ (positrons) are included)
understand that an antiparticle has the same mass but opposite charge to the corresponding particle, and that a positron is the antiparticle of an electron
state that (electron) antineutrinos are produced during $\beta^-$ decay and (electron) neutrinos are produced during $\beta^+$ decay
understand that $\alpha$-particles have discrete energies but that $\beta$-particles have a continuous range of energies because (anti)neutrinos are emitted in $\beta$-decay
represent $\alpha$- and $\beta$-decay by a radioactive decay equation of the form $^{238}_{92}\text{U} \rightarrow ^{234}_{90}\text{Th} + ^4_2\alpha$
use the unified atomic mass unit (u) as a unit of mass
Français
inférer, à partir des résultats de l'expérience de diffusion de particules $\alpha$, l'existence et la petite taille du noyau
décrire un modèle simple de l'atome nucléaire incluant les protons, les neutrons et les électrons orbitaux
distinguer le nombre de nucléons et le nombre de protons
comprendre que les isotopes sont des formes du même élément ayant différents nombres de neutrons dans leur noyau
comprendre et utiliser la notation $_Z^A\text{X}$ pour la représentation des nucléides
comprendre que le nombre de nucléons et la charge sont conservés dans les processus nucléaires
décrire la composition, la masse et la charge des rayonnements $\alpha$-, $\beta$- et $\gamma$- (les $\beta^-$ (électrons) et $\beta^+$ (positrons) sont inclus)
comprendre qu'une antiparticule a la même masse mais une charge opposée à celle de la particule correspondante, et qu'un positron est l'antiparticle d'un électron
affirmer que les (anti)néutrinos électroniques sont produits lors de la désintégration $\beta^-$ et les (anti)néutrinos électroniques sont produits lors de la désintégration $\beta^+$
comprendre que les $\alpha$-particules ont des énergies discrètes tandis que les $\beta$-particules ont un spectre continu d'énergies car des (anti)néutrinos sont émis lors de la désintégration $\beta$-
représenter la désintégration $\alpha$- et $\beta$- par une équation de désintégration radioactive de la forme $^{238}_{92}\text{U} \rightarrow ^{234}_{90}\text{Th} + ^4_2\alpha$
utiliser l'unité de masse atomique unifiée (u) comme unité de masse
Source: Cambridge International syllabus · Source : Programme Cambridge International
English
Geiger–Marsden α-particle scattering
Alpha particles α粒子 fired at a thin gold foil were seen to:
mostly pass straight through, with very little deflection 偏转,
sometimes deflect through small angles,
rarely (about $1$ in $8000$) deflect through angles greater than $90°$.
From this Rutherford worked out:
the atom is mostly empty space (most α-particles pass straight through),
there is a tiny, dense, positively charged nucleus 原子核 at the centre (the rare large deflections need a concentrated charge to push the α away),
almost all of the atom's mass is in this nucleus.
Order of magnitude: atom diameter $\sim 10^{-10}\ \text{m}$, nucleus diameter $\sim 10^{-15}\ \text{m}$ — the nucleus is about $10^{5}$ times smaller than the atom.
The three results and what each proves — the mark scheme pairs them exactly like this:
Observation
Conclusion
the vast majority pass straight through with little or no deflection
most of the atom is empty space
a small number are deflected through small angles
there is a concentrated positive charge (the nucleus) that repels the positive α-particles
a very small minority (about 1 in 8000) are deflected through more than 90°, some straight back
the nucleus is very small compared with the atom, and contains almost all of the atom's mass
Three details of the experiment are also asked: the foil is thin so that each α-particle meets at most one nucleus (and is not absorbed); the chamber is a vacuum so the α-particles are not stopped or scattered by air; gold is used because it can be beaten into a very thin sheet and has a heavy, highly charged nucleus.
Worked example. Explain why a very small minority of the α-particles are scattered through angles greater than 90°.
Only an α-particle that approaches a nucleus almost head-on is turned back. The nucleus and the α-particle are both positive, so the electrostatic 静电 repulsion is very large at small separation, and the nucleus is much more massive than the α-particle, so it is the α-particle that is turned round. Because the nucleus is tiny, very few α-particles get that close — hence the small minority. As the α-particle approaches, its kinetic energy is converted to electric potential energy; at the point of closest approach it is momentarily at rest and all of its kinetic energy has become potential energy.
The deflection depends on how close the path passes to the nucleus: the smaller the distance, the larger the angle, and the paths are symmetrical about the line through the nucleus.
Simple nuclear model
An atom has:
a central nucleus of protons 质子 (positive, charge $+e$) and neutrons 中子 (no charge),
electrons 电子 (charge $-e$) around the nucleus.
The proton and neutron have almost the same mass ($\approx 1\ \text{u}$); the electron is about $\tfrac{1}{1836}$ of the proton's mass.
Worked example. Describe the structure of an atom of uranium-238, $^{238}_{92}\text{U}$.
A nucleus containing 92 protons and $238 - 92 = 146$ neutrons, with 92 electrons in orbit around it. "Orbital electrons" is the syllabus phrase — the electrons are outside the nucleus, and the neutral atom has as many electrons as protons.
Notation and key numbers
For a nuclide 核素 written $^{A}_{Z}\text{X}$:
proton number 质子数$Z$ (also the atomic number): the number of protons. It fixes the element.
nucleon number 核子数$A$ (also the mass number): the total number of nucleons 核子 (protons + neutrons).
number of neutrons $N = A - Z$.
A neutral atom has the same number of electrons as protons.
Isotopes
Isotopes 同位素 are atoms of the same element (same $Z$) with different numbers of neutrons (different $A$). They behave the same chemically but differently in the nucleus. Example: $^{12}_{6}\text{C}$ and $^{14}_{6}\text{C}$ are isotopes of carbon.
The examiner's wording: isotopes are nuclei (or atoms) with the same number of protons but different numbers of neutrons — equivalently the same proton number $Z$ and different nucleon numbers $A$. Hydrogen has three:
Worked example. Tritium, $^{3}_{1}\text{H}$, is an isotope of hydrogen. State the numbers of protons, neutrons and electrons in a neutral tritium atom, and give the quark composition of its nucleus.
$Z = 1$ proton; $A - Z = 3 - 1 = 2$ neutrons; 1 electron (neutral, so electrons $=$ protons). The nucleus is one proton (uud) and two neutrons (udd, udd): 4 up quarks and 5 down quarks. Charge check: $4 \times \tfrac{2}{3} - 5 \times \tfrac{1}{3} = +1$, the proton number. A "labelled diagram" of the atom is the nucleus (1 p, 2 n) with one electron orbiting outside it.
Conservation laws in nuclear processes
In any nuclear process:
nucleon number $A$ is conserved (total $A$ before $=$ total $A$ after),
charge is conserved (this is conservation of charge 电荷守恒).
These two rules let you balance decay and reaction equations.
Unified atomic mass unit
The unified atomic mass unit 统一原子质量单位, symbol $\text{u}$, is set so that an atom of $^{12}_{6}\text{C}$ has mass exactly $12\ \text{u}$. Numerically,
A proton has mass $\approx 1.007\ \text{u}$; a neutron $\approx 1.009\ \text{u}$; an electron $\approx 5.5 \times 10^{-4}\ \text{u}$.
Worked example. A nucleus X has 14 nucleons and $p$ protons. Its charge-to-mass ratio is $4.1 \times 10^{7}\ \text{C kg}^{-1}$. Find $p$ and identify X.
Charge $= pe$; mass $\approx 14\ \text{u}$. So $\dfrac{pe}{14\text{u}} = 4.1 \times 10^{7}$, giving $p = \dfrac{4.1 \times 10^{7} \times 14 \times 1.66 \times 10^{-27}}{1.60 \times 10^{-19}} = 5.96 \approx 6$. Six protons and 14 nucleons: X is carbon-14, $^{14}_{6}\text{C}$. Keep every figure until the end, then round to the nearest whole number of protons.
Français
Diffusion des particules α de Geiger–Marsden
Les particules alpha α粒子 tirées contre une fine feuille d'or ont été observées pour :
la plupart passer tout droit, avec très peu de déviation 偏转,
parfois se dévier à de petits angles,
rarement (environ $1$ sur $8000$) se dévier à des angles supérieurs à $90°$.
À partir de cela, Rutherford a déduit :
l'atome est presque entièrement vide (la plupart des particules α passent tout droit),
il existe un noyau central minuscule, dense et chargé positivement 原子核 (les rares grandes déviations nécessitent une charge concentrée pour repousser les α),
presque toute la masse de l'atome est contenue dans ce noyau.
Ordre de grandeur : diamètre atomique $\sim 10^{-10}\ \text{m}$, diamètre nucléaire $\sim 10^{-15}\ \text{m}$ — le noyau est environ $10^{5}$ fois plus petit que l'atome.
Les trois résultats et ce que chacun prouve — le barème les associe exactement ainsi :
Observation
Conclusion
la vaste majorité passe tout droit avec peu ou aucune déviation
la majeure partie de l'atome est du vide
un petit nombre sont déviés à de petits angles
il existe une charge positive concentrée (le noyau) qui repousse les particules α positives
une très faible minorité (environ 1 sur 8000) sont déviées de plus de 90°, certaines rebondissent directement vers l'arrière
le noyau est très petit comparé à l'atome et contient presque toute sa masse
Trois détails de l'expérience sont aussi demandés : la feuille est fine pour que chaque particule α rencontre au maximum un noyau (et ne soit pas absorbée) ; la chambre est sous vide pour que les particules α ne soient pas stoppées ou dispersées par l'air ; l'or est utilisé car il peut être martelé en feuille très fine et possède un noyau lourd et fortement chargé.
Exemple résolu. Expliquez pourquoi une très faible minorité des particules α sont diffusées à des angles supérieurs à 90°.
Seule une particule α approchant un noyau quasi frontalement est renversée. Le noyau et la particule α sont tous deux positifs, donc la répulsion électrostatique 静电 est très forte à faible distance, et le noyau est beaucoup plus massif que la particule α, c'est donc la particule α qui fait demi-tour. Comme le noyau est minuscule, très peu de particules α s'en approchent suffisamment — d'où la faible minorité. En approchant, l'énergie cinétique de la particule α se convertit en énergie potentielle électrique ; au point d'approche le plus proche, elle est momentanément au repos et toute son énergie cinétique est devenue énergie potentielle.
La déviation dépend de la proximité du trajet par rapport au noyau : plus la distance est petite, plus l'angle est grand, et les trajectoires sont symétriques par rapport à la ligne passant par le noyau.
L'expérience de diffusion $\alpha$ — les particules $\alpha$ frappent une fine feuille d'or sous videLa plupart des particules $\alpha$ passent presque tout droit ; quelques-unes sont vivement déviées par le noyau minuscule
Modèle nucléaire simple
Un atome possède :
un noyau central de protons 质子 (positifs, charge $+e$) et de neutrons 中子 (sans charge),
des électrons 电子 (charge $-e$) autour du noyau.
Le proton et le neutron ont presque la même masse ($\approx 1\ \text{u}$) ; l'électron est environ $\tfrac{1}{1836}$ de la masse du proton.
Modèles simples d'un atome d'hélium et d'un atome de lithium (non à l'échelle)
Exemple résolu. Décrivez la structure d'un atome d'uranium-238, $^{238}_{92}\text{U}$.
Un noyau contenant 92 protons et $238 - 92 = 146$ neutrons, avec 92 électrons en orbite autour. « Électrons orbitaux » est l'expression du programme — les électrons sont hors du noyau, et l'atome neutre a autant d'électrons que de protons.
Notation et nombres clés
Pour un nucléide 核素 noté $^{A}_{Z}\text{X}$ :
Notation nucléaire : nombre de masse en haut, numéro atomique en bas
numéro atomique 质子数$Z$ (aussi numéro de proton) : le nombre de protons. Il définit l'élément.
nombre de masse 核子数$A$ (aussi nombre de nucléons) : le nombre total de nucléons 核子 (protons + neutrons).
nombre de neutrons $N = A - Z$.
Un atome neutre possède le même nombre d'électrons que de protons.
Isotopes
Isotopes 同位素 sont des atomes du même élément (même $Z$) avec un nombre différent de neutrons (différent $A$). Ils se comportent de manière identique chimiquement mais différemment dans le noyau. Exemple : $^{12}_{6}\text{C}$ et $^{14}_{6}\text{C}$ sont des isotopes du carbone.
La formulation de l'examinateur : les isotopes sont des noyaux (ou atomes) ayant le même nombre de protons mais des nombres différents de neutrons — équivalentement le même numéro de proton $Z$ et des numéros de nucléon différents $A$. L'hydrogène en a trois :
Les trois isotopes de l'hydrogène : le même nombre d'un proton, des nombres différents de neutrons
Exemple résolu. Le tritium, $^{3}_{1}\text{H}$, est un isotope de l'hydrogène. Indiquez les nombres de protons, de neutrons et d'électrons dans un atome neutre de tritium, et donnez la composition en quarks de son noyau.
$Z = 1$ proton ; $A - Z = 3 - 1 = 2$ neutrons ; 1 électron (neutre, donc électrons $=$ protons). Le noyau est un proton (uud) et deux neutrons (udd, udd) : 4 quarks up et 5 quarks down. Vérification de la charge : $4 \times \tfrac{2}{3} - 5 \times \tfrac{1}{3} = +1$, le nombre de protons. Un « schéma annoté » de l'atome est le noyau (1 p, 2 n) avec un électron en orbite autour.
Lois de conservation dans les processus nucléaires
Dans tout processus nucléaire :
le nombre de nucléons $A$ est conservé (total $A$ avant $=$ total $A$ après),
la charge est conservée (c'est la conservation de la charge 电荷守恒).
Ces deux règles vous permettent d'équilibrer les équations de désintégration et de réaction.
Unité de masse atomique unifiée
L'unité de masse atomique unifiée 统一原子质量单位, symbole $\text{u}$, est définie de sorte qu'un atome de $^{12}_{6}\text{C}$ ait une masse exactement égale à $12\ \text{u}$. Numériquement,
Un proton a une masse $\approx 1.007\ \text{u}$ ; un neutron $\approx 1.009\ \text{u}$ ; un électron $\approx 5.5 \times 10^{-4}\ \text{u}$.
Exemple résolu. Un noyau X a 14 nucléons et $p$ protons. Son rapport charge/masse est $4.1 \times 10^{7}\ \text{C kg}^{-1}$. Trouvez $p$ et identifiez X.
Charge $= pe$ ; masse $\approx 14\ \text{u}$. Donc $\dfrac{pe}{14\text{u}} = 4.1 \times 10^{7}$, donnant $p = \dfrac{4.1 \times 10^{7} \times 14 \times 1.66 \times 10^{-27}}{1.60 \times 10^{-19}} = 5.96 \approx 6$. Six protons et 14 nucléons : X est le carbone-14, $^{14}_{6}\text{C}$. Gardez toutes les décimales jusqu'à la fin, puis arrondissez au nombre entier le plus proche de protons.
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Laboratoire sur les preuves de l'atome nucléaire
Reliez les observations au modèle nucléaire de l'atome.
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Désintégration radioactive
A = A₀·bᵗ
L'activité décroît exponentiellement — placez la base b ci-dessous de 1.
An unstable nucleus rearranges itself and gives out one of three kinds of radiation 辐射. This is radioactive 放射性 decay. Each kind has its own properties.
α-radiation
Made of: a helium-4 nucleus, $^{4}_{2}\alpha$ (two protons + two neutrons).
Mass: $\approx 4\ \text{u}$.
Charge: $+2e$.
Range in air: a few cm. Stopped by a sheet of paper.
Ionising power: strong — it is good at ionising 电离.
Energy spectrum: discrete 分立 (one decay gives α-particles at one or a few sharp energies).
A cloud chamber 云室 makes the tracks visible: each α-particle leaves a short, straight, thick trail of tiny droplets as it ionises the air. The short equal lengths show the α-particles all carry about the same energy.
β-radiation
Two types of beta particle β粒子:
$\beta^{-}$: a fast electron, given out when a neutron turns into a proton.
$\beta^{+}$: a positron 正电子 (the electron's antiparticle), given out when a proton in a proton-rich nucleus turns into a neutron.
Properties (both types):
Mass: $\approx 1/1836\ \text{u}$ (much less than α).
Charge: $-e$ for $\beta^{-}$, $+e$ for $\beta^{+}$.
Range in air: about $1\ \text{m}$. Stopped by a few mm of aluminium.
Energy spectrum: continuous 连续 up to a maximum (see below).
γ-radiation
Made of: a high-energy photon 光子 — part of the electromagnetic spectrum 电磁波谱.
Mass: zero (rest mass).
Charge: zero.
Range in air: large (follows the inverse-square law). Strongly attenuated 衰减 by several cm of lead or about a metre of concrete.
Ionising power: weakest.
Energy spectrum: discrete (a gamma ray γ射线 is given out as the nucleus drops between two nuclear energy levels).
A nucleus often gives out a γ-photon as a "tidy-up" step after an α or β decay leaves the daughter nucleus 子核 in an excited state 激发态.
Mass and charge, side by side — a table question asks for exactly these, in units of $\text{u}$ and $e$:
Worked example. Compare an α-particle with a $\beta^{+}$ particle in terms of their masses and charges (3 marks).
Both are positively charged, but the α-particle's charge ($+2e$) is twice that of the $\beta^{+}$ ($+e$). The α-particle's mass ($4\ \text{u}$) is about $7300$ times the mass of the $\beta^{+}$ ($5.5 \times 10^{-4}\ \text{u}$). Give a ratio, not just "heavier": twice the charge and about 7000 times the mass are the marking points.
Because they carry charge, α- and β-particles are deflected by electric and magnetic fields — in opposite directions for opposite signs, the light β far more than the heavy α — while γ-rays, being uncharged, pass straight through.
Antiparticles, neutrinos and antineutrinos
Every particle has an antiparticle 反粒子 with the same mass but opposite charge. The positron is the antiparticle of the electron.
In β-decay, a third particle is always given out as well:
$\beta^{-}$ decay: an antineutrino 反中微子$\bar{\nu}_{\text{e}}$.
$\beta^{+}$ decay: a neutrino 中微子$\nu_{\text{e}}$.
Neutrinos and antineutrinos have zero charge, very small mass, and barely interact — they are very hard to detect, but they must be there to balance energy, momentum 动量 and other conserved quantities in β-decay.
Why β has a continuous spectrum (and α does not)
In α-decay the energy 能量 released is shared between just two particles (the daughter nucleus and the α). Conservation of momentum and energy then fixes the α's energy to one value (discrete).
In β-decay the energy is shared between three particles (the daughter nucleus, the β, and the (anti)neutrino). The β can take any share from zero up to a maximum, so its energy spectrum is continuous.
Worked example. The energy spectrum of the $\beta^{-}$ particles from a source is continuous, from zero up to a maximum. Explain why (3 marks).
Each decay releases a fixed amount of energy. That energy is shared between the $\beta^{-}$ particle, the antineutrino and the recoiling daughter nucleus. The antineutrino can take any share, so the $\beta^{-}$ particle is left with any energy from zero up to the maximum — the maximum being when the antineutrino carries away almost none. (For an α-particle there are only two bodies, so momentum conservation fixes the share and the energy is discrete.)
Worked example. Uranium-238, $^{238}_{92}\text{U}$, decays by α-emission; carbon-14, $^{14}_{6}\text{C}$, decays by $\beta^{-}$-emission. Find each daughter nuclide.
α-decay lowers $A$ by 4 and $Z$ by 2; $\beta^{-}$-decay leaves $A$ unchanged and raises $Z$ by 1:
Determine quantitatively the changes. α-emission: $A$ decreases by 4, $Z$ decreases by 2. $\beta^{-}$-emission: $A$ unchanged, $Z$ increases by 1. $\beta^{+}$-emission: $A$ unchanged, $Z$ decreases by 1. γ-emission: no change in either. A decay chain that ends at a known nuclide is solved from these: the number of α-decays is $(A_{\text{start}} - A_{\text{end}})/4$, and then the number of $\beta^{-}$-decays makes $Z$ come out right.
Worked example. Thorium-230, $^{230}_{90}\text{Th}$, decays in stages, by α- and $\beta^{-}$-emission, to lead-206, $^{206}_{82}\text{Pb}$. Find the number of each kind of decay.
α-decays: $(230 - 206)/4 = 6$. Six α-decays alone would lower $Z$ by 12, to 78; the final $Z$ is 82, so there are $82 - 78 = 4$$\beta^{-}$-decays.
A nucleus at rest recoils. When a stationary nucleus emits an α-particle, momentum is conserved: the daughter nucleus and the α-particle move off in opposite directions with momenta of equal magnitude. Since $p = mv$, the lighter α-particle moves much faster, and since $E_{\text{k}} = p^{2}/2m$ it also takes most of the kinetic energy — the shares are in inverse proportion to the masses.
Worked example. A stationary nucleus P of mass $243\ \text{u}$ emits an α-particle of mass $4\ \text{u}$ at $1.5 \times 10^{7}\ \text{m s}^{-1}$. Find the speed of the daughter nucleus Q and the ratio of the kinetic energy of the α-particle to that of Q.
Q has mass $243 - 4 = 239\ \text{u}$. Momentum: $239 v_{\text{Q}} = 4 \times 1.5 \times 10^{7}$, so $v_{\text{Q}} = 2.5 \times 10^{5}\ \text{m s}^{-1}$, in the opposite direction to the α-particle. Kinetic energies: $\dfrac{E_{\alpha}}{E_{\text{Q}}} = \dfrac{p^{2}/2m_{\alpha}}{p^{2}/2m_{\text{Q}}} = \dfrac{m_{\text{Q}}}{m_{\alpha}} = \dfrac{239}{4} \approx 60$. The α-particle takes about 98% of the energy released.
Français
Un noyau instable se réarrange et émet l'une des trois sortes de rayonnement 辐射. C'est une désintégration radioactive 放射性. Chaque type possède ses propres propriétés.
Rayonnement α
Composé de : un noyau d'hélium-4, $^{4}_{2}\alpha$ (deux protons + deux neutrons).
Masse : $\approx 4\ \text{u}$.
Charge : $+2e$.
Portée dans l'air : quelques cm. Arrêté par une feuille de papier.
Pouvoir ionisant : fort — il est bon pour ioniser 电离.
Spectre d'énergie : discret 分立 (une désintégration donne des particules α à une ou plusieurs énergies précises).
Une chambre à brouillard 云室 rend les trajectoires visibles : chaque particule α laisse une trace courte, droite et épaisse de minuscules gouttelettes en ionisant l'air. Les courtes longueurs égales montrent que les particules α ont toutes environ la même énergie.
Trajet de particules alpha dans une chambre à brouillard, s'épanouissant depuis une source d'américium-241
Rayonnement β
Deux types de particule bêta β粒子 :
$\beta^{-}$ : un électron rapide, émis lorsqu'un neutron se transforme en proton.
$\beta^{+}$ : un positon 正电子 (l'antiparticule de l'électron), émis lorsqu'un proton dans un noyau riche en protons se transforme en neutron.
Propriétés (les deux types) :
Masse : $\approx 1/1836\ \text{u}$ (beaucoup moins que α).
Charge : $-e$ pour $\beta^{-}$, $+e$ pour $\beta^{+}$.
Portée dans l'air : environ $1\ \text{m}$. Arrêté par quelques mm d'aluminium.
Spectre d'énergie : continu 连续 jusqu'à un maximum (voir ci-dessous).
Rayonnement γ
Composé de : un photon haute énergie — partie du spectre électromagnétique 电磁波谱.
Masse : zéro (masse au repos).
Charge : zéro.
Portée dans l'air : grande (suit la loi inverse du carré). Fortement atténué 衰减 par plusieurs cm de plomb ou environ un mètre de béton.
Pouvoir ionisant : le plus faible.
Spectre d'énergie : discret (un rayon gamma γ射线 est émis lorsque le noyau descend entre deux niveaux d'énergie nucléaire).
Un noyau émet souvent un photon γ comme une étape de « nettoyage » après une désintégration α ou β qui laisse le noyau fils 子核 dans un état excité 激发态.
Puissance de pénétration : $\alpha$ est arrêté par du papier, $\beta$ par de l'aluminium, $\gamma$ seulement atténué par du plomb
Masse et charge, côte à côte — une question de tableau demande exactement ceci, en unités de $\text{u}$ et $e$ :
Exemple résolu. Comparez une particule α avec une particule $\beta^{+}$ en termes de leurs masses et charges (3 points).
Les deux sont chargées positivement, mais la charge de la particule α ($+2e$) est le double de celle de la particule $\beta^{+}$ ($+e$). La masse de la particule α ($4\ \text{u}$) est environ $7300$ fois la masse de la particule $\beta^{+}$ ($5.5 \times 10^{-4}\ \text{u}$). Donnez un ratio, pas seulement « plus lourd » : double la charge et environ 7000 fois la masse sont les éléments attendus.
Parce qu'ils portent une charge, les particules α et β sont déviées par les champs électriques et magnétiques — en sens opposés pour les signes opposés, la légère β beaucoup plus que la lourde α — tandis que les rayons γ, étant neutres, traversent droit.
Antiparticules, neutrinos et antineutrinos
Toute particule a une antiparticule 反粒子 avec la même masse mais une charge opposée. Le positon est l'antiparticule de l'électron.
En désintégration β, une troisième particule est toujours émise également :
désintégration $\beta^{-}$ : un antineutrino 反中微子$\bar{\nu}_{\text{e}}$.
désintégration $\beta^{+}$ : un neutrino 中微子$\nu_{\text{e}}$.
Les neutrinos et antineutrinos ont une charge nulle, une masse très faible et interagissent à peine — ils sont très difficiles à détecter, mais ils doivent être là pour équilibrer l'énergie, la quantité de mouvement 动量 et d'autres quantités conservées dans la désintégration β.
Pourquoi β a un spectre continu (et α non)
En désintégration α, l'énergie 能量 libérée est partagée entre seulement deux particules (le noyau fils et l'α). La conservation de la quantité de mouvement et de l'énergie fixe alors l'énergie de l'α à une seule valeur (discrète).
En désintégration β, l'énergie est partagée entre trois particules (le noyau fils, le β, et le (anti)neutrino). Le β peut prendre toute part de zéro jusqu'à un maximum, donc son spectre d'énergie est continu.
Les particules α issues d'une même désintégration ont des énergies fixes (discrètes) ; les particules β partagent l'énergie avec un (anti)neutrino, donc leur spectre est continu jusqu'à un maximum
Exemple résolu. Le spectre d'énergie des particules $\beta^{-}$ provenant d'une source est continu, allant de zéro jusqu'à un maximum. Expliquez pourquoi (3 points).
Chaque désintégration libère une quantité fixe d'énergie. Cette énergie est partagée entre la particule $\beta^{-}$, l'antineutrino et le noyau fils en recul. L'antineutrino peut prendre n'importe quelle part, donc la particule $\beta^{-}$ se retrouve avec n'importe quelle énergie de zéro jusqu'au maximum — le maximum étant atteint lorsque l'antineutrino emporte presque rien. (Pour une particule α, il n'y a que deux corps, donc la conservation de la quantité de mouvement fixe la part et l'énergie est discrète.)
Exemple résolu. L'uranium-238, $^{238}_{92}\text{U}$, se désintègre par émission α ; le carbone-14, $^{14}_{6}\text{C}$, se désintègre par émission $\beta^{-}$. Trouvez chaque noyau fils.
La désintégration α abaisse $A$ de 4 et $Z$ de 2 ; la désintégration $\beta^{-}$ laisse $A$ inchangé et augmente $Z$ de 1 :
Déterminez quantitativement les changements. Émission α : $A$ diminue de 4, $Z$ diminue de 2. Émission $\beta^{-}$ : $A$ inchangé, $Z$ augmente de 1. Émission $\beta^{+}$ : $A$ inchangé, $Z$ diminue de 1. Émission γ : aucun changement des deux. Une chaîne de désintégration se terminant par un noyau connu se résout à partir de celles-ci : le nombre de désintégrations α est $(A_{\text{start}} - A_{\text{end}})/4$, puis le nombre de désintégrations $\beta^{-}$ fait que $Z$ tombe juste.
Exemple résolu. Le thorium-230, $^{230}_{90}\text{Th}$, se désintègre par étapes, par émission α et $\beta^{-}$, jusqu'au plomb-206, $^{206}_{82}\text{Pb}$. Trouvez le nombre de chaque type de désintégration.
Désintégrations α : $(230 - 206)/4 = 6$. Seules six désintégrations α abaisseraient $Z$ de 12, jusqu'à 78 ; le $Z$ final est 82, donc il y a $82 - 78 = 4$ désintégrations $\beta^{-}$.
Un noyau au repos recule. Lorsqu'un noyau immobile émet une particule α, la quantité de mouvement est conservée : le noyau fils et la particule α s'éloignent dans des directions opposées avec des quantités de mouvement de même grandeur. Puisque $p = mv$, la particule α plus légère se déplace beaucoup plus vite, et puisque $E_{\text{k}} = p^{2}/2m$ elle emporte aussi la majeure partie de l'énergie cinétique — les parts sont proportionnelles inversément aux masses.
Un noyau au repos se désintègre : le fils recule avec une quantité de mouvement égale et opposée à celle de la particule α
Exemple résolu. Un noyau P stationnaire de masse $243\ \text{u}$ émet une particule α de masse $4\ \text{u}$ à $1.5 \times 10^{7}\ \text{m s}^{-1}$. Trouvez la vitesse du noyau fils Q et le rapport de l'énergie cinétique de la particule α à celle de Q.
Q a une masse $243 - 4 = 239\ \text{u}$. Quantité de mouvement : $239 v_{\text{Q}} = 4 \times 1.5 \times 10^{7}$, donc $v_{\text{Q}} = 2.5 \times 10^{5}\ \text{m s}^{-1}$, dans la direction opposée à la particule α. Énergies cinétiques : $\dfrac{E_{\alpha}}{E_{\text{Q}}} = \dfrac{p^{2}/2m_{\alpha}}{p^{2}/2m_{\text{Q}}} = \dfrac{m_{\text{Q}}}{m_{\alpha}} = \dfrac{239}{4} \approx 60$. La particule α prend environ 98 % de l'énergie libérée.
Fundamental particles · Particules fondamentales
Syllabus · Programme
English
understand that a quark is a fundamental particle and that there are six flavours (types) of quark: up, down, strange, charm, top and bottom
recall and use the charge of each flavour of quark and understand that its respective antiquark has the opposite charge (no knowledge of any other properties of quarks is required)
recall that protons and neutrons are not fundamental particles and describe protons and neutrons in terms of their quark composition
understand that a hadron may be either a baryon (consisting of three quarks) or a meson (consisting of one quark and one antiquark)
describe the changes to quark composition that take place during $\beta^-$ and $\beta^+$ decay
recall that electrons and neutrinos are fundamental particles called leptons
Français
comprendre qu'un quark est une particule fondamentale et qu'il existe six saveurs (types) de quarks : up, down, strange, charm, top et bottom
se rappeler et utiliser la charge de chaque saveur de quark et comprendre que son antiquark respectif a une charge opposée (aucune connaissance des autres propriétés des quarks n'est requise)
se rappeler que les protons et les neutrons ne sont pas des particules fondamentales et décrire les protons et neutrons en fonction de leur composition en quarks
comprendre qu'un hadron peut être soit un baryon (constitué de trois quarks) soit un méson (constitué d'un quark et d'un antiquark)
décrire les changements de composition en quarks qui ont lieu lors de la désintégration $\beta^-$ et $\beta^+$
se rappeler que les électrons et les neutrinos sont des particules fondamentales appelées leptons
Source: Cambridge International syllabus · Source : Programme Cambridge International
English
Some particles are fundamental particles 基本粒子 (point-like, with no smaller parts as far as we know); others are built from fundamental ones.
The one-mark definition: a fundamental particle is one that cannot be broken down into smaller particles (it has no internal structure). Electrons, neutrinos and quarks are fundamental; protons and neutrons are not.
Quarks
A quark 夸克 is a fundamental particle. There are six flavours 味:
up (u), charge $+\tfrac{2}{3}e$,
down (d), charge $-\tfrac{1}{3}e$,
charm (c), charge $+\tfrac{2}{3}e$,
strange (s), charge $-\tfrac{1}{3}e$,
top (t), charge $+\tfrac{2}{3}e$,
bottom (b), charge $-\tfrac{1}{3}e$.
Each quark has an antiquark 反夸克 with the same size of charge but the opposite sign: $\bar{u}$ (charge $-\tfrac{2}{3}e$), $\bar{d}$ (charge $+\tfrac{1}{3}e$). No other quark property is tested.
Written as the table a question asks you to complete:
Worked example. By reference to quark composition, show that the charge of a proton is $+1.6 \times 10^{-19}\ \text{C}$.
A proton is uud: charge $= \tfrac{2}{3}e + \tfrac{2}{3}e - \tfrac{1}{3}e = +e = +1.6 \times 10^{-19}\ \text{C}$. Write the three fractions and their sum — the mark is for the arithmetic, not the answer.
Hadrons: baryons and mesons
Particles built from quarks are hadrons 强子. Two types:
baryons 重子 — three quarks. Examples: proton (u u d), neutron (u d d). Charge check: $\tfrac{2}{3} + \tfrac{2}{3} - \tfrac{1}{3} = +1$ for the proton; $\tfrac{2}{3} - \tfrac{1}{3} - \tfrac{1}{3} = 0$ for the neutron.
mesons 介子 — one quark and one antiquark (for example $\pi^{+}$ is u$\bar{\text{d}}$).
Protons and neutrons are not fundamental — they are baryons made of quarks.
"Compare baryons and mesons in terms of their constituent particles" (2 marks): both are hadrons made of quarks; a baryon is three quarks (or three antiquarks, for an antibaryon), a meson is one quark and one antiquark. Any charge you are given must come out of the quark charges:
Worked example. (a) A meson has charge $-1e$. Give a possible quark composition. (b) A meson Q has charge 0. Give a possible composition. (c) A baryon is made of three quarks of different flavours, u, d and s. Find its charge. (d) Give the quark composition of an antineutron and its charge.
(a) d$\bar{\text{u}}$: $-\tfrac{1}{3} - \tfrac{2}{3} = -1$ (s$\bar{\text{u}}$ also works). (b) u$\bar{\text{u}}$: $+\tfrac{2}{3} - \tfrac{2}{3} = 0$ (or d$\bar{\text{d}}$). (c) uds: $\tfrac{2}{3} - \tfrac{1}{3} - \tfrac{1}{3} = 0$. (d) The antineutron is the antiparticle of udd, so it is $\bar{\text{u}}\bar{\text{d}}\bar{\text{d}}$: $-\tfrac{2}{3} + \tfrac{1}{3} + \tfrac{1}{3} = 0$ — the same mass and charge as the neutron, since both have charge zero.
Quark changes in β-decay
In $\beta^{-}$ decay a neutron turns into a proton; in quark terms, one down quark turns into an up quark:
"Describe $\beta^{+}$ decay in terms of the fundamental particles involved" (2 marks): an up quark in a proton changes into a down quark, so the proton becomes a neutron, and a positron and an electron neutrino are emitted — $\text{u} \to \text{d} + \beta^{+} + \nu_{\text{e}}$. For $\beta^{-}$ decay swap the roles: a down quark becomes an up quark, emitting an electron and an electron antineutrino. Name the (anti)neutrino: it is the "other lepton" the question asks for, and it is what makes the β energy continuous.
Leptons
Leptons 轻子 are fundamental particles that are not made of quarks. The leptons you need are the electron and the electron neutrino, with their antiparticles the positron and the electron antineutrino. (Heavier leptons — the muon and tau — exist but are not tested.) Asked for "two different leptons", give electron and neutrino.
Classifying particles
To answer "which are fundamental?": quarks and leptons (electrons, positrons, neutrinos, antineutrinos) are fundamental; protons, neutrons, baryons, mesons and hadrons are not — they are built from quarks.
Worked example. In the list — antineutrino, $\beta^{+}$ particle, neutron, positron, proton — underline the hadrons.
Neutron and proton (three quarks each). The antineutrino and the positron are leptons; the $\beta^{+}$ particle is a positron. The same list asked as "which are not fundamental?" has the same answer: neutron and proton.
Antimatter. Every particle has an antiparticle of the same mass and opposite charge; a positron and an electron are alike in mass (and in the size of their charge) and differ in the sign of their charge. An antihydrogen atom is an antiproton (charge $-e$, made of $\bar{\text{u}}\bar{\text{u}}\bar{\text{d}}$) with a positron in orbit.
Français
Une chambre à bulles révèle les trajectoires courbes de particules chargées.D'où viennent les particules : un accélérateur linéaire utilise des champs électriques pour propulser des particules chargées suffisamment vite afin de sonder le noyau
Certaines particules sont des particules fondamentales 基本粒子 (de type ponctuel, sans parties plus petites à notre connaissance) ; d'autres sont constituées de particules fondamentales.
La définition d'une marque : une particule fondamentale est une particule qui ne peut pas être décomposée en particules plus petites (elle n'a pas de structure interne). Les électrons, les neutrinos et les quarks sont fondamentaux ; les protons et les neutrons ne le sont pas.
Quarks
Un quark 夸克 est une particule fondamentale. Il existe six saveurs 味 :
up (u), charge $+\tfrac{2}{3}e$,
down (d), charge $-\tfrac{1}{3}e$,
charm (c), charge $+\tfrac{2}{3}e$,
strange (s), charge $-\tfrac{1}{3}e$,
top (t), charge $+\tfrac{2}{3}e$,
bottom (b), charge $-\tfrac{1}{3}e$.
Chaque quark a un antiquark 反夸ck avec la même grandeur de charge mais le signe opposé : $\bar{u}$ (charge $-\tfrac{2}{3}e$), $\bar{d}$ (charge $+\tfrac{1}{3}e$). Aucune autre propriété du quark n'est testée.
Les six quarks : up/charm/top portent $+\tfrac23 e$, down/strange/bottom portent $-\tfrac13 e$
Écrit sous forme de tableau qu'on vous demande de compléter :
Exemple résolu. En se référant à la composition en quarks, montrez que la charge d'un proton est $+1.6 \times 10^{-19}\ \text{C}$.
Un proton est uud : charge $= \tfrac{2}{3}e + \tfrac{2}{3}e - \tfrac{1}{3}e = +e = +1.6 \times 10^{-19}\ \text{C}$. Écrivez les trois fractions et leur somme — le point est pour l'arithmétique, pas pour la réponse.
Hadrons : baryons et mésons
Les particules constituées de quarks sont des hadrons 强子. Deux types :
baryons 重子 — trois quarks. Exemples : proton (u u d), neutron (u d d). Vérification de la charge : $\tfrac{2}{3} + \tfrac{2}{3} - \tfrac{1}{3} = +1$ pour le proton ; $\tfrac{2}{3} - \tfrac{1}{3} - \tfrac{1}{3} = 0$ pour le neutron.
mésons 介子 — un quark et un antiquark (par exemple $\pi^{+}$ est u$\bar{\text{d}}$).
Les protons et les neutrons ne sont pas fondamentaux — ce sont des baryons faits de quarks.
"Comparez les baryons et les mésons en termes de leurs particules constitutives" (2 marques) : tous deux sont des hadrons faits de quarks ; un baryon est composé de trois quarks (ou trois antiquarks, pour un antibaryon), un méson est composé d'un quark et d'un antiquark. Toute charge qui vous est donnée doit correspondre aux charges des quarks :
Exemple résolu. (a) Un méson a une charge $-1e$. Donnez une composition possible en quarks. (b) Un méson Q a une charge 0. Donnez une composition possible. (c) Un baryon est fait de trois quarks de saveurs différentes, u, d et s. Trouvez sa charge. (d) Donnez la composition en quarks d'un antineutron et sa charge.
(a) d$\bar{\text{u}}$ : $-\tfrac{1}{3} - \tfrac{2}{3} = -1$ (s$\bar{\text{u}}$ fonctionne aussi). (b) u$\bar{\text{u}}$ : $+\tfrac{2}{3} - \tfrac{2}{3} = 0$ (ou d$\bar{\text{d}}$). (c) uds : $\tfrac{2}{3} - \tfrac{1}{3} - \tfrac{1}{3} = 0$. (d) L'antineutron est l'antiparticule de udd, donc c'est $\bar{\text{u}}\bar{\text{d}}\bar{\text{d}}$ : $-\tfrac{2}{3} + \tfrac{1}{3} + \tfrac{1}{3} = 0$ — la même masse et la même charge que le neutron, car tous deux ont une charge nulle.
Changements de quarks dans la désintégration β
Dans la désintégration $\beta^{-}$, un neutron se transforme en proton ; en termes de quarks, un quark down se transforme en un quark up :
Désintégration bêta-moins : un quark down devient un quark up, transformant un neutron en proton
"Décrivez la désintégration $\beta^{+}$ en termes des particules fondamentales impliquées" (2 marques) : un quark up dans un proton change en un quark down, donc le proton devient un neutron, et un positron et un neutrino électronique sont émis — $\text{u} \to \text{d} + \beta^{+} + \nu_{\text{e}}$. Pour la désintégration $\beta^{-}$, inversez les rôles : un quark down devient un quark up, émettant un électron et un antineutrino électronique. Nommez le (anti)neutrino : c'est le "autre lepton" que la question demande, et c'est ce qui rend l'énergie β continue.
Leptons
Les leptons 轻子 sont des particules fondamentales qui ne sont pas faites de quarks. Les leptons dont vous avez besoin sont l'électron et le neutrino électronique, avec leurs antiparticules le positron et l'antineutrino électronique. (Les leptons plus lourds — le muon et le tau — existent mais ne sont pas testés.) On vous demande "deux leptons différents", donnez électron et neutrino.
Classification des particules
Pour répondre à "quels sont fondamentaux ?" : les quarks et les leptons (électrons, positrons, neutrinos, antineutrinos) sont fondamentaux ; les protons, neutrons, baryons, mésons et hadrons ne le sont pas — ils sont constitués de quarks.
Particules fondamentales (quarks, leptons) contre hadrons (baryons, mésons)
Exemple résolu. Dans la liste — antineutrino, $\beta^{+}$ particule, neutron, positron, proton — soulignez les hadrons.
Neutron et proton (trois quarks chacun). L'antineutrino et le positron sont des leptons ; la $\beta^{+}$ particule est un positron. La même liste posée comme "quels ne sont pas fondamentaux ?" a la même réponse : neutron et proton.
Matière antimatière. Chaque particule a une antiparticule de même masse et de charge opposée ; un positron et un électron sont identiques en masse (et dans la grandeur de leur charge) et diffèrent par le signe de leur charge. Un atome d'antihydrogène est un antiproton (charge $-e$, fait de $\bar{\text{u}}\bar{\text{u}}\bar{\text{d}}$) avec un positron en orbite.
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Laboratoire sur les particules fondamentales
Classez les particules par famille ou interaction qui les définit.
Definitions the examiner accepts · Définitions acceptées par l'examinateur
English
A definition question is marked against fixed wording. Learn these exactly, and give one answer only.
Term
Definition
proton number $Z$
the number of protons in a nucleus
nucleon number $A$
the total number of protons and neutrons in a nucleus
isotopes
nuclei of the same element (same number of protons) with different numbers of neutrons
nuclide
a nucleus with a particular number of protons and a particular number of neutrons
unified atomic mass unit
one twelfth of the mass of an atom of carbon-12
antiparticle
a particle with the same mass as the corresponding particle but the opposite charge
fundamental particle
a particle that cannot be broken down into smaller particles
hadron
a particle made of quarks: a baryon (three quarks) or a meson (a quark and an antiquark)
lepton
a fundamental particle that is not made of quarks, such as the electron or the neutrino
α-particle
a helium-4 nucleus: two protons and two neutrons, charge $+2e$, mass $4\ \text{u}$
$\beta^{-}$ / $\beta^{+}$ particle
an electron / a positron emitted from a nucleus when a neutron becomes a proton / a proton becomes a neutron
Français
Une question de définition est notée selon un libellé fixe. Apprenez-les exactement et ne donnez qu'une seule réponse.
Terme
Définition
numéro atomique $Z$
le nombre de protons dans un noyau
nombre de nucléons $A$
le nombre total de protons et de neutrons dans un noyau
isotopes
noyaux du même élément (même nombre de protons) avec des nombres différents de neutrons
nuclide
un noyau avec un nombre particulier de protons et un nombre particulier de neutrons
unité de masse atomique unifiée
un douzième de la masse d'un atome de carbone-12
antiparticule
une particule ayant la même masse que la particule correspondante mais la charge opposée
particule fondamentale
une particule qui ne peut pas être décomposée en particules plus petites
hadron
une particule faite de quarks : un baryon (trois quarks) ou un méson (un quark et un antiquark)
lepton
une particule fondamentale qui n'est pas faite de quarks, comme l'électron ou le neutrino
particule α
un noyau d'hélium-4 : deux protons et deux neutrons, charge $+2e$, masse $4\ \text{u}$
$\beta^{-}$ / $\beta^{+}$ particule
un électron / un positron émis depuis un noyau lors de la transformation d'un neutron en proton / d'un proton en neutron
11.2
Exam tips · Conseils d'examen
English
Describe the nuclear atom (a small, dense, positive nucleus) using the alpha-scattering evidence — pair each observation with its conclusion.
Compare $\alpha$, $\beta$ and $\gamma$ by charge, mass, ionising power and penetration; when asked to compare two particles, give the ratio ("twice the charge", "about 7000 times the mass").
Use quark composition (proton $uud$, neutron $udd$) and check that charge and nucleon number balance in every equation you write.
In $\beta^-$ decay a neutron becomes a proton, an electron and an antineutrino; in $\beta^{+}$ decay a proton becomes a neutron, a positron and a neutrino. Name the (anti)neutrino every time.
A nucleus at rest that decays gives its two products equal and opposite momentum, so the lighter one is faster and carries most of the kinetic energy.
For a decay chain, count the α-decays from the change in $A$ first, then fix $Z$ with $\beta$-decays.
Common mistakes
Concluding "the nucleus is positive" from the straight-through result. That result shows empty space; the large-angle deflections show the concentrated positive charge.
Defining isotopes by "different mass" only. The mark needs same number of protons, different number of neutrons.
Writing $^{0}_{-1}\beta$ for $\beta^{+}$ decay. A positron is $^{0}_{+1}\beta$, and $Z$ goes down by one.
Forgetting the (anti)neutrino in a β-decay equation, or putting a neutrino with $\beta^{-}$. $\beta^{-}$ goes with the antineutrino, $\beta^{+}$ with the neutrino.
Saying protons or neutrons are fundamental. Only quarks and leptons are.
Giving a meson as "two quarks". It is a quark and an antiquark.
Treating an antiquark's charge as the same sign as the quark's. $\bar{\text{u}}$ is $-\tfrac{2}{3}e$, $\bar{\text{d}}$ is $+\tfrac{1}{3}e$.
Français
Décrivez l'atome nucléaire (un petit noyau dense et positif) en utilisant les preuves de la diffusion alpha — associez chaque observation à sa conclusion.
Comparez $\alpha$, $\beta$ et $\gamma$ par charge, masse, pouvoir d'ionisation et pénétration ; lorsqu'on vous demande de comparer deux particules, donnez le rapport ("double la charge", "environ 7000 fois la masse").
Utilisez la composition en quarks (proton $uud$, neutron $udd$) et vérifiez que la charge et le nombre de nucléons s'équilibrent dans chaque équation que vous écrivez.
Dans la désintégration $\beta^-$, un neutron devient un proton, un électron et un antineutrino ; dans la désintégration $\beta^{+}$, un proton devient un neutron, un positron et un neutrino. Nommez toujours le (anti)neutrino.
Un noyau au repos qui se désintègre donne à ses deux produits une quantité de mouvement égale et opposée, donc le plus léger va plus vite et transporte la majeure partie de l'énergie cinétique.
Pour une chaîne de désintégration, comptez les désintégrations α à partir du changement de $A$ d'abord, puis corrigez $Z$ avec des désintégrations $\beta$.
Erreurs courantes
Conclure "le noyau est positif" à partir du résultat passe droit. Ce résultat montre un espace vide ; les fortes déviations montrent la charge positive concentrée.
Définir les isotopes par "masse différente" uniquement. La marque nécessite même nombre de protons, nombre différent de neutrons.
Écrire $^{0}_{-1}\beta$ pour la désintégration $\beta^{+}$. Un positron est $^{0}_{+1}\beta$, et $Z$ diminue d'une unité.
Oublier le (anti)neutrino dans une équation de désintégration β, ou mettre un neutrino avec $\beta^{-}$. $\beta^{-}$ accompagne l'antineutrino, $\beta^{+}$ accompagne le neutrino.
Dire que les protons ou les neutrons sont fondamentaux. Seuls les quarks et les leptons le sont.
Donner un méson comme "deux quarks". C'est un quark et un antiquark.
Traiter la charge d'un antiquark comme ayant le même signe que celle du quark. $\bar{\text{u}}$ est $-\tfrac{2}{3}e$, $\bar{\text{d}}$ est $+\tfrac{1}{3}e$.
Interactive lessons on this topic · Leçons interactives sur ce sujet
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