2024 A/L Physics Past Paper · Question 06 (Tamil Medium)

Answer: (3) (A), (C) ஆகியன மாத்திரம் உண்மையானவை.

வினா என்ன கேட்கிறது

நமக்கு வேண்டியது: மியூவனுக்கு (A), (B), (C) கூற்றுகளில் எவை உண்மை.

ஒவ்வொரு எழுத்தும் எதைக் குறிக்கும்:

$\mu^-$: மியூவன், ஏற்றம் $-1$.

$e^-$: இலத்திரன்.

$\text{MeV/c}^2$: துணிக்கையின் திணிவுக்குப் பயன்படும் அலகு.

தொடர்புடைய கோட்பாடு

போமியோன் வகைகள் இரண்டு உள்ளன. லெப்ரன் (leptons) குவார்க் (quarks) ஆகியனவே அவையாகும். இலத்திரன்கள் போமியன் வகையைச் சேர்ந்தது. மூன்று குவார்க்ஸ் சேர்வதால் புரோத்தனும் நியூத்திரனும் தோன்றியுள்ளன.

லெப்ரன்: e (electron, 0.511 MeV/c², −1), μ (muon, 106 MeV/c², −1)

தெரிவுகளை ஆராய்தல்

முதல் மேற்கோள் போமியோன் இரு வகை, லெப்ரனும் குவார்க்கும், எனக் கூறுகிறது. மூன்று குவார்க்குகள் சேர்வதால் புரோத்தனும் நியூத்திரனும் தோன்றுகின்றன எனவும் கூறுகிறது. இரண்டாவது மேற்கோள் அடிப்படைத் துணிக்கைகளின் அட்டவணையிலிருந்து: இலத்திரனின் திணிவு $0.511\ \text{MeV/c}^2$. இலத்திரனைப் போல் லெப்ரனான மியூவனின் திணிவு $106\ \text{MeV/c}^2$.

உதாரணமாக ஒரு கட்டைப் பெட்டியை நினையுங்கள். சில கட்டைகள் பிரிக்க முடியாத தனித் துண்டுகள். வேறு சில மூன்று சிறு துண்டுகள் பொருத்தி ஆக்கப்பட்டவை.

இலத்திரனும் மியூவனும் தனித் துண்டுகள். புரோத்தன் மூன்று துண்டுகள் பொருத்தி ஆனது.

காரணம் / கணக்கீடு

இது ஒரு லெப்ரனாகும் (lepton).

அடிப்படைத் துணிக்கைகளின் அட்டவணையில் மியூவன் $\mu$ லெப்ரனில், இலத்திரனுக்கு அருகில், அதே ஏற்றம் $-1$ உடன் உள்ளது. எனவே மியூவன் ஒரு லெப்ரன்.

A

இது மூன்று குவாக்குகளினால் (quarks) ஆனது.

லெப்ரனும் குவார்க்கும் போமியோனின் இரு வகைகள். லெப்ரன் தானே ஒரு அடிப்படைத் துணிக்கை, குவார்க்குகளால் ஆனதல்ல. மூன்று குவார்க்குகள் புரோத்தனையோ நியூத்திரனையோ ஆக்கும். எனவே மியூவன் மூன்று குவார்க்குகளால் ஆனதல்ல.

B

இதன் திணிவு ஓர் இலத்திரனின் திணிவிலும் பெரியது.

மியூவனின் திணிவு $106\ \text{MeV/c}^2$, இலத்திரனின் திணிவு $0.511\ \text{MeV/c}^2$. $106 \div 0.511$ ஏறத்தாழ $207$. எனவே மியூவன் இலத்திரனைவிட ஏறத்தாழ $207$ மடங்கு பாரமானது.

C

கூற்று (A) உண்மை, ஏனெனில் மியூவன் அட்டவணையின் லெப்ரன் வரிசையில் உள்ளது.

கூற்று (B) தவறு, ஏனெனில் லெப்ரன் குவார்க்குகளால் ஆனதல்ல.

கூற்று (C) உண்மை, ஏனெனில் $106\ \text{MeV/c}^2$ என்பது $0.511\ \text{MeV/c}^2$ ஐ விடப் பெரியது.

எனவே (A), (C) மாத்திரம் உண்மை.

ஏனைய தெரிவுகள் ஏன் தவறு

(C) உம் உண்மை: மியூவன், $106\ \text{MeV/c}^2$, இலத்திரனை, $0.511\ \text{MeV/c}^2$, விடப் பாரமானது.

(B) தவறு: மூன்று குவார்க்குகள் புரோத்தனையோ நியூத்திரனையோ ஆக்கும், லெப்ரனை அல்ல.

(A) உண்மை: மியூவன் ஒரு லெப்ரன். எனவே அது மூன்று குவார்க்குகளால் ஆனதல்ல.

(B) தவறு. எனவே மூன்றும் உண்மை அல்ல. லெப்ரன் குவார்க்குகளால் ஆனதல்ல.

முடிவு

மியூவன் ஒரு லெப்ரன். அது குவார்க்குகளால் ஆனதல்ல. அது இலத்திரனைவிடப் பாரமானது. (A), (C) உண்மை.

விடை (3).

மியூவன் ஒரு பாரமான இலத்திரன் போன்றது: அதே ஏற்றம், அதே குடும்பம் (லெப்ரன்), ஏறத்தாழ $207$ மடங்கு திணிவு.

மூன்று குவார்க்குகள் புரோத்தனையும் நியூத்திரனையும் ஆக்கும், ஒருபோதும் லெப்ரனை அல்ல.

பரீட்சைக் குறிப்பு