Deck 43: Particle Physics and Cosmology
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
سؤال
فتح الحزمة
قم بالتسجيل لفتح البطاقات في هذه المجموعة!
Unlock Deck
Unlock Deck
1/44
العب
ملء الشاشة (f)
Deck 43: Particle Physics and Cosmology
1
Consider the decay πo → μ- + e+. This decay is
A) allowed.
B) forbidden because conservation of energy is violated.
C) forbidden because conservation of baryon number is violated.
D) forbidden because conservation of mass is violated.
E) forbidden because conservation of lepton numbers is violated.
A) allowed.
B) forbidden because conservation of energy is violated.
C) forbidden because conservation of baryon number is violated.
D) forbidden because conservation of mass is violated.
E) forbidden because conservation of lepton numbers is violated.
forbidden because conservation of lepton numbers is violated.
2
What is the quark composition of the proton?
A) u
d
B) uud
C) udd
D) u

E) u
d
A) u

B) uud
C) udd
D) u


E) u

uud
3
Given that the reaction n + π+ → p can occur and that the quark composition of the neutron is udd and that of the proton is uud, what must be the quark composition of the π+ meson?
A) u
B)
d
C) d
D) u
E)
d

A) u

B)

C) d

D) u

E)


u 

4
Consider the possibility that a neutron could decay into a proton and a pion. What, if any, of the following conservation laws would this process violate?
A) conservation of energy
B) conservation of lepton number
C) conservation of charge
D) conservation of baryon number
E) None of the above laws would be violated.
A) conservation of energy
B) conservation of lepton number
C) conservation of charge
D) conservation of baryon number
E) None of the above laws would be violated.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
5
Which of the following particles are made up of quarks? (There may be more than one correct choice.)
A) nucleons
B) hadrons
C) neutrinos
D) muons
E) mesons
A) nucleons
B) hadrons
C) neutrinos
D) muons
E) mesons
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
6
The reaction p +
→ e+ + γ is not possible because
A) baryon number is not conserved.
B) lepton number is not conserved.
C) charge is not conserved.
D) energy is not conserved.
E) This reaction IS possible.

A) baryon number is not conserved.
B) lepton number is not conserved.
C) charge is not conserved.
D) energy is not conserved.
E) This reaction IS possible.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
7
Composite particles that are composed of three quarks are called
A) leptons.
B) hadrons.
C) mesons.
D) bosons.
E) baryons.
A) leptons.
B) hadrons.
C) mesons.
D) bosons.
E) baryons.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
8
Which of the following particles are leptons? (There may be more than one correct choice.)
A) positron
B) muon
C) π-meson
D) neutron
E) electron
A) positron
B) muon
C) π-meson
D) neutron
E) electron
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
9
What type of particle is an electron? (There may be more than one correct choice.)
A) lepton
B) meson
C) baryon
D) nucleon
E) hadron
A) lepton
B) meson
C) baryon
D) nucleon
E) hadron
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
10
How many different kinds of leptons are known to exist, including antiparticles as different kinds?
A) 4
B) 6
C) 8
D) 2
E) 12
A) 4
B) 6
C) 8
D) 2
E) 12
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
11
Consider the decay π+ → μ+ + γ. This decay is
A) allowed.
B) forbidden because conservation of energy is violated.
C) forbidden because conservation of baryon number is violated.
D) forbidden because conservation of mass is violated.
E) forbidden because conservation of lepton numbers is violated.
A) allowed.
B) forbidden because conservation of energy is violated.
C) forbidden because conservation of baryon number is violated.
D) forbidden because conservation of mass is violated.
E) forbidden because conservation of lepton numbers is violated.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
12
The decay n → p+ + e- + γ does not occur because it would violate conservation of
A) baryon number.
B) lepton number.
C) charge.
D) energy.
A) baryon number.
B) lepton number.
C) charge.
D) energy.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
13
Hadrons are divided into two subgroups called
A) baryons and leptons.
B) leptons and mesons.
C) mesons and baryons.
D) nucleons and leptons.
E) mesons and leptons.
A) baryons and leptons.
B) leptons and mesons.
C) mesons and baryons.
D) nucleons and leptons.
E) mesons and leptons.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
14
Which of the following particles is NOT made up of quarks? (There may be more than one correct choice.)
A) proton
B) neutron
C) electron
D) π-meson
E) neutrino
A) proton
B) neutron
C) electron
D) π-meson
E) neutrino
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
15
What type of particle is a neutron? (There may be more than one correct choice.)
A) lepton
B) meson
C) baryon
D) nucleon
E) hadron
A) lepton
B) meson
C) baryon
D) nucleon
E) hadron
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
16
The cosmic background radiation corresponds to a temperature of about
A) 1.4 K.
B) 2.7 K.
C) 3.8 K.
D) 4.9 K.
E) 5.5 K.
A) 1.4 K.
B) 2.7 K.
C) 3.8 K.
D) 4.9 K.
E) 5.5 K.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
17
The reaction p + e- →
+ e+ is not possible because
A) baryon number is not conserved.
B) lepton number is not conserved.
C) charge is not conserved.
D) energy is not conserved.
E) This reaction IS possible.

A) baryon number is not conserved.
B) lepton number is not conserved.
C) charge is not conserved.
D) energy is not conserved.
E) This reaction IS possible.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
18
Composite particles that are composed of a quark and antiquark pair are called
A) leptons.
B) hadrons.
C) mesons.
D) nucleons.
E) baryons.
A) leptons.
B) hadrons.
C) mesons.
D) nucleons.
E) baryons.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
19
Particles that do not interact via the strong force but do interact via the weak nuclear force (and presumably by the much weaker gravitation force) are called
A) baryons.
B) mesons.
C) hadrons.
D) leptons.
E) nucleons.
A) baryons.
B) mesons.
C) hadrons.
D) leptons.
E) nucleons.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
20
What type of particle is a proton? (There may be more than one correct choice.)
A) lepton
B) meson
C) baryon
D) nucleon
E) hadron
A) lepton
B) meson
C) baryon
D) nucleon
E) hadron
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
21
Is the decay Σ+ → p + π+ allowed?
A) Yes, because it conserves energy.
B) No, because charge is not conserved.
C) No, because mass is created.
D) No, because lepton number is not conserved.
A) Yes, because it conserves energy.
B) No, because charge is not conserved.
C) No, because mass is created.
D) No, because lepton number is not conserved.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
22
Is the decay π0 → μ+ + vμ allowed?
A) Yes, because it conserves energy.
B) No, because charge is not conserved.
C) No, because mass is created.
D) No, because lepton number is not conserved.
A) Yes, because it conserves energy.
B) No, because charge is not conserved.
C) No, because mass is created.
D) No, because lepton number is not conserved.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
23
Which one of the following processes CANNOT occur?
A) π+ → μ+ + vμ
B) π0 → 2γ
C) π+ + p → K+ + Σ+
D) π- + p → n + γ
E) Σ- → π- + p
A) π+ → μ+ + vμ
B) π0 → 2γ
C) π+ + p → K+ + Σ+
D) π- + p → n + γ
E) Σ- → π- + p
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
24
A cyclotron is designed with a magnet that produces a magnetic field of 1.2 T. When refurbished, the magnet is replaced by one that produces a 1.5-T field. How does the maximum kinetic energy achieved by the protons change compared to their previous maximum kinetic energy?
A) It increases by 25%.
B) It decreases by 25%.
C) It increases by 56%.
D) It decreases by 56%.
E) It does not change.
A) It increases by 25%.
B) It decreases by 25%.
C) It increases by 56%.
D) It decreases by 56%.
E) It does not change.
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
25
A giant star in another galaxy exploded 67 million years ago, forming a supernova. The event is observed by an astronomer on Earth. Estimate the speed at which the supernova (and its galaxy) recedes from Earth if the Hubble constant is 22 km/s per million light-years. (c = 3.00 × 108 m/s, 1 ly = 9.461 × 1015 m, 1 y = 3.156 × 107 s)
A) 1200 km/s
B) 670 km/s
C) 1500 km/s
D) 2700 km/s
E) 4700 km/s
A) 1200 km/s
B) 670 km/s
C) 1500 km/s
D) 2700 km/s
E) 4700 km/s
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
26
Suppose you were to try to create a proton-antiproton pair by annihilation of two very high-energy gamma rays of the same wavelength heading toward each other. The proton and the anti-proton have the same masses, but opposite charges. What would be the minimum energy needed for each photon? (e = 1.60 × 10-19 C, mproton = 1.67 × 10-27 kg, c = 3.00 × 108 m/s)
A) 1.022 MeV
B) 12.2 MeV
C) 1880 MeV
D) 939 MeV
E) 223 MeV
A) 1.022 MeV
B) 12.2 MeV
C) 1880 MeV
D) 939 MeV
E) 223 MeV
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
27
A neutral η0 (having mass 0.642 u) that is at rest decays into two gamma ray photons. What is the energy in MeV of each photon? (1 u = 931.5 MeV/c2)
A) 299 MeV
B) 597 MeV
C) 1190 MeV
D) 199 MeV
E) 149 MeV
A) 299 MeV
B) 597 MeV
C) 1190 MeV
D) 199 MeV
E) 149 MeV
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
28
If a galaxy is receding from us at 0.10c. Use Hubble's law to estimate the distance to this galaxy if the Hubble constant is 22 km/s per million light-years. (c = 3.00 × 108 m/s, 1 ly = 9.461 × 1015 m, 1 y = 3.156 × 107 s)
A) 1.4 × 109 ly
B) 6.6 × 105 ly
C) 6.6 × 105 Mly
D) 2.2 Mly
E) 1.4 × 107 Mly
A) 1.4 × 109 ly
B) 6.6 × 105 ly
C) 6.6 × 105 Mly
D) 2.2 Mly
E) 1.4 × 107 Mly
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
29
A galaxy is observed receding from Earth with a speed of 9800 km/s. A redshifted spectral line originating in the galaxy is compared to the same spectral line originating in the laboratory. If Hubble's law is valid for this galaxy, what is the ratio of the wavelength of the redshifted line to that of the unshifted line if the Hubble constant is 22 km/s per million light-years? (c = 3.00 × 108 m/s, 1 ly = 9.461 × 1015 m, 1 y = 3.156 × 107 s)
A) 1.033
B) 1.052
C) 1.072
D) 1.091
E) 1.130
A) 1.033
B) 1.052
C) 1.072
D) 1.091
E) 1.130
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
30
A deuteron has the same charge as a proton but approximately twice the proton mass. Suppose deuterons are being accelerated in a cyclotron in an orbit of radius 75 cm at a frequency of 8.0 MHz. What magnetic field magnitude is needed? (e = 1.60 × 10-19 C, mproton = 1.67 × 10-27 kg)
A) 0.011 T
B) 0.11 T
C) 1.1 T
D) 11 T
E) 110 T
A) 0.011 T
B) 0.11 T
C) 1.1 T
D) 11 T
E) 110 T
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
31
The voltage across the dees of a cyclotron is 30,000 V. How many revolutions do the protons go through in reaching a kinetic energy of 21 MeV? (1 eV = 1.60 × 10-19 J, e = 1.60 × 10-19 C, mproton = 1.67 × 10-27 kg)
A) 2.0 million
B) 1400
C) 700
D) 350
E) 35
A) 2.0 million
B) 1400
C) 700
D) 350
E) 35
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
32
Which one of the following decays CAN occur?
A) π+ → μ+ + vμ
B) p + n → p + p +
C) K+ → π0
D) μ- → e- + ve + vμ
E) K+ → 2π0
A) π+ → μ+ + vμ
B) p + n → p + p +

C) K+ → π0
D) μ- → e- + ve + vμ
E) K+ → 2π0
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
33
If the Hubble constant is 25 km/s per million light-years, use it to estimate the age of the universe? (c = 3.00 × 108 m/s, 1 ly = 9.461 × 1015 m, 1 y = 3.156 × 107 s)
A) 10 Gy
B) 12 Gy
C) 15 Gy
D) 20 Gy
E) 25 Gy
A) 10 Gy
B) 12 Gy
C) 15 Gy
D) 20 Gy
E) 25 Gy
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
34
If a galaxy is moving away from us at 1.0% of the speed of light, use Hubble's law to estimate how far away it is from us if the Hubble constant is 22 km/s per million light-years. (c = 3.00 × 108 m/s, 1 ly = 9.461 × 1015 m, 1 y = 3.156 × 107 s)
A) 14 ly
B) 140 ly
C) 140 thousand ly
D) 140 million ly
E) 140 billion ly
A) 14 ly
B) 140 ly
C) 140 thousand ly
D) 140 million ly
E) 140 billion ly
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
35
Estimate the speed of a galaxy away from us if it is 10 billion light-years from us and if the Hubble constant is 22 km/s per million light-years. (c = 3.00 × 108 m/s, 1 ly = 9.461 × 1015 m, 1 y = 3.156 × 107 s)
A) 0.1c
B) 0.3c
C) 0.5c
D) 0.7c
E) 0.9c
A) 0.1c
B) 0.3c
C) 0.5c
D) 0.7c
E) 0.9c
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
36
A galaxy is observed receding from Earth with a speed of 2800 km/s. If the Hubble constant is 22 km/s per million light-years, estimate how many years ago the light that we presently see from the galaxy actually left the galaxy. (c = 3.00 × 108 m/s, 1 ly = 9.461 × 1015 m, 1 y = 3.156 × 107 s)
A) 1.3 × 108 y
B) 4.2 × 108 y
C) 4.2 × 107 y
D) 1.4 × 107 y
E) 4.2 × 106 y
A) 1.3 × 108 y
B) 4.2 × 108 y
C) 4.2 × 107 y
D) 1.4 × 107 y
E) 4.2 × 106 y
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
37
The Hα spectral line of hydrogen has a wavelength of 656.3 nm as measured in the laboratory. The Hα spectral line is observed in light from a distant star at a redshifted wavelength of 789.0 nm. If Hubble's law is valid for this star, estimate how far is it from Earth if the Hubble constant is 22 km/s per million light-years. (c = 3.00 × 108 m/s, 1 ly = 9.461 × 1015 m, 1 y = 3.156 × 107 s)
A) 2.5 × 109 ly
B) 9.1 × 108 ly
C) 2.7 × 108 ly
D) 9.1 × 107 ly
E) 2.7 × 107 ly
A) 2.5 × 109 ly
B) 9.1 × 108 ly
C) 2.7 × 108 ly
D) 9.1 × 107 ly
E) 2.7 × 107 ly
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
38
A cyclotron of radius 0.25 m accelerates nonrelativistic protons in a 1.7-T magnetic field. What is the kinetic energy of the protons when they leave the cyclotron? (1 eV = 1.60 × 10-19 J, e = 1.60 × 10-19 C, mproton = 1.67 × 10-27 kg)
A) 3.7 MeV
B) 7.8 keV
C) 8.7 keV
D) 7.8 MeV
E) 8.7 MeV
A) 3.7 MeV
B) 7.8 keV
C) 8.7 keV
D) 7.8 MeV
E) 8.7 MeV
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
39
Consider the negative pion, π-.
(a) What combination of up and down quarks makes up this particle?
(b) Is the π- a baryon or a meson?
(c) Is the π- a lepton or a hadron?
(a) What combination of up and down quarks makes up this particle?
(b) Is the π- a baryon or a meson?
(c) Is the π- a lepton or a hadron?
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
40
How many quarks are in a deuteron, 2H?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 6
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 6
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
41
Suppose that the Hubble constant had the value 35.0 km/s per million light-years. (1 y = 3.156 × 107 s, mH ≈ mproton = 1.67 × 10-27 kg, c = 3.00 × 108 m/s, 1 light-year = 9.461 × 1015 m, G = 6.67 × 10-11 N ∙ m²/kg²)
(a) What would be the maximum density the universe could have that would still allow it to expand forever?
(b) Under the conditions of part (a), how many hydrogen atoms would we expect to find, on the average, in a volume of space measuring 3.00 m by 8.00 m by 8.00 m?
(a) What would be the maximum density the universe could have that would still allow it to expand forever?
(b) Under the conditions of part (a), how many hydrogen atoms would we expect to find, on the average, in a volume of space measuring 3.00 m by 8.00 m by 8.00 m?
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
42
A distant galaxy is emitting light from the helium spectrum at 388.9 nm. On Earth the wavelength of the light from this galaxy is measured to be 540.6 nm. Estimate how far from Earth (in light-years) this galaxy is if the Hubble constant has the value 22 km/s per million light-years. (c = 3.00 × 108 m/s, 1 ly = 9.461 × 1015 m, 1 y = 3.156 × 107 s)
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
43
Redshift measurements on a galaxy show that it is receding from us with a velocity of 7240 km/s. Estimate how far away the galaxy is if the Hubble constant is 22 km/s per million light-years. (c = 3.00 × 108 m/s, 1 ly = 9.461 × 1015 m, 1 y = 3.156 × 107 s)
A) 3.1 × 1024 m
B) 1.2 × 1026 m
C) 1.2 × 1024 m
D) 4.1 × 1023 m
E) 2.0 × 1022 m
A) 3.1 × 1024 m
B) 1.2 × 1026 m
C) 1.2 × 1024 m
D) 4.1 × 1023 m
E) 2.0 × 1022 m
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck
44
The background microwave radiation, discovered in 1965 by Penzias and Wilson, has its peak intensity at a wavelength of 1.06 mm. What blackbody temperature does this wavelength imply for the universe? (σ = 5.670 × 10-8 W/m2 ∙ K4, Wien displacement law constant is 2.90 × 10-3 m ∙ K)
A) 2.7°C
B) -270°C
C) 0.0027 K
D) 0.00°C
E) -2.7°C
A) 2.7°C
B) -270°C
C) 0.0027 K
D) 0.00°C
E) -2.7°C
فتح الحزمة
افتح القفل للوصول البطاقات البالغ عددها 44 في هذه المجموعة.
فتح الحزمة
k this deck