Ítarleg svör

23.1 Grundvallarkraftarnir fjórir

Spurning 1. Ef sterki kjarnakrafturinn er sterkasti aðdráttarkraftur grundvallarkraftanna fjögurra, mun allur massi þá sameinast einhvern tíma í framtíðinni? Útskýrið.

1. Nei, sterki kjarnakrafturinn verkar aðeins yfir afar stuttar vegalengdir. Þess vegna sameinast aðeins massar sem eru nógu nálægt til að vera innan verksviðs hans.
2. Nei, sterki kjarnakrafturinn verkar aðeins yfir miklar vegalengdir. Þess vegna sameinast aðeins massar sem eru nógu langt í sundur.
3. Já, sterki kjarnakrafturinn verkar yfir hvaða vegalengd sem er. Þess vegna mun allur massi sameinast einhvern tíma í framtíðinni.
4. Já, sterki kjarnakrafturinn verkar yfir miklar vegalengdir. Þess vegna mun allur massi sameinast einhvern tíma í framtíðinni.

Spurning 2. Hvernig tengist umræða um burðareindir hugmyndinni um afstæði?

1. Útreikningar á massa og orku við flutning þeirra eru afstæðilegir, því burðareindir ferðast hægar en hljóðhraði.
2. Útreikningar á massa og orku við flutning þeirra eru afstæðilegir, því burðareindir ferðast á eða nálægt ljóshraða.
3. Útreikningar á massa og orku við flutning þeirra eru afstæðilegir, því burðareindir ferðast á eða nálægt hljóðhraða.
4. Útreikningar á massa og orku við flutning þeirra eru afstæðilegir, því burðareindir ferðast hraðar en ljóshraði.

Spurning 3. Hvers vegna eru samhringhraðlar byggðir mjög stórir?

1. Með stórum radíus er hægt að ná miklum eindahraða með miklum miðsóknarkrafti frá stórum rafseglum.
2. Með stórum radíus er hægt að ná miklum eindahraða án mikils miðsóknarkrafts frá stórum rafseglum.
3. Með stórum radíus er hægt að minnka hraða einda án mikils miðsóknarkrafts frá stórum rafseglum.
4. Með stórum radíus er hægt að minnka hröðun einda án mikils miðsóknarkrafts frá stórum rafseglum.

23.2 Kvarkar

Spurning 4. Á myndinni, hvernig veldur losun límeindar því að niðurkvarkur breytist úr rauðum lit í grænan lit?

1. Losuð rauð límeind er gerð úr grænum og rauðum lit. Þess vegna breytist niðurkvarkurinn úr rauðum lit í grænan lit.
2. Losuð rauð límeind er gerð úr andgrænum og andrauðum lit. Þess vegna breytist niðurkvarkurinn úr rauðum lit í grænan lit.
3. Losuð rauð límeind er gerð úr grænum og andrauðum lit. Þess vegna breytist niðurkvarkurinn úr rauðum lit í grænan lit.
4. Losuð rauð límeind er gerð úr andgrænum og rauðum lit. Þess vegna breytist niðurkvarkurinn úr rauðum lit í grænan lit.

Spurning 5. Fiseindir eru mun erfiðari fyrir vísindamenn að finna en aðrar sterkeindir og létteindir. Hvers vegna?

1. Fiseindir eru sterkeindir og þær skortir hleðslu.
2. Fiseindir eru ekki sterkeindir og þær skortir hleðslu.
3. Fiseindir eru sterkeindir og hafa jákvæða hleðslu.
4. Fiseindir eru ekki sterkeindir og hafa jákvæða hleðslu.

Spurning 6. Hvað verður um massa eindar og andeindar hennar þegar þær eyðast við lága orku?

1. Massi eindarinnar og andeindarinnar umbreytist í orku í formi ljóseinda.
2. Massi eindarinnar og andeindarinnar umbreytist í hreyfiorku eindarinnar og andeindarinnar.
3. Massi andeindarinnar umbreytist í hreyfiorku eindarinnar.
4. Massi eindarinnar umbreytist í geislunarorku andeindarinnar.

Spurning 7. Þegar stjarna springur í sprengistjörnu myndast gífurlegur fjöldi rafeindafiseinda í kjarnahvörfum. Slíkar fiseindir frá sprengistjörnunni 1987A í tiltölulega nálægu Magellansskýinu sáust innan nokkurra klukkustunda frá fyrstu birtuaukningu, sem bendir til þess að þær hafi ferðast til jarðar á hraða sem var nálægt ljóshraða. Útskýrið hvernig þessi gögn má nota til að setja efri mörk á massa fiseindarinnar.

1. Ef hraði fiseindarinnar er þekktur er hægt að setja efri mörk á massa hennar.
2. Ef aðeins hreyfiorka fiseindarinnar er þekkt er hægt að setja efri mörk á massa hennar.
3. Ef annaðhvort hraðinn eða hreyfiorkan er þekkt er hægt að setja efri mörk á massa fiseindarinnar.
4. Ef bæði hreyfiorka og hraði fiseindarinnar eru þekkt er hægt að setja efri mörk á massa fiseindarinnar.

Spurning 8. Hugtakið burðareind er stytting á vísindalega hugtakinu vigurkvörðunarbóseind. Frá því sjónarhorni, er hægt að líta á Higgs-bóseindina sem burðareind?

1. Nei, massaeiginleikinn sem Higgs-bóseindin veitir er stigstærð.
2. Já, massaeiginleikinn sem Higgs-bóseindin veitir leiðir til breytingar á stefnu eindar.

23.3 Sameining kraftanna

Spurning 9. Ef alsameiningarkenning er sönnuð og kraftarnir fjórir eru sameinaðir, verður þá enn rétt að segja að braut tunglsins ákvarðist af þyngdarkraftinum? Útskýrið hvers vegna.

1. Þyngdarkraftur verður ekki eiginleiki sameinaða kraftsins.
2. Þyngdarkraftur verður einn eiginleiki sameinaða kraftsins.
3. Að þyngdarkrafti undanskildum er enginn annar kraftur háður massa hlutarins.
4. Að þyngdarkrafti undanskildum getur enginn annar kraftur látið hlut hreyfast á fastri braut.

Spurning 10. Þegar alheimurinn þandist út og hitastig lækkaði skildi sterki kjarnakrafturinn sig frá rafveika kraftinum. Er líklegt að við kaldari aðstæður skiljist rafkrafturinn frá segulkraftinum?

1. Nei, rafkrafturinn er háður segulkraftinum og öfugt.
2. Já, hægt er að aðskilja rafkraft og segulkraft hvorn frá öðrum.

Spurning 11. Tvær billjardkúlur rekast beint hvor á aðra og stöðvast. Upphafleg hreyfiorka þeirra breytist í varma og hljóð. Þar sem þetta er ekki mögulegt fyrir öreindir, hvað verður um umbreyttu orkuna þeirra?

1. Hreyfiorkan umbreytist í afstæðilega stöðuorku sem lýst er með jöfnunni E = γmch.
2. Hreyfiorkan umbreytist í afstæðilegan massa sem lýst er með jöfnunni E = γm²c.
3. Hreyfiorkan umbreytist í afstæðilega stöðuorku sem lýst er með jöfnunni E = γmgh.
4. Hreyfiorkan umbreytist í afstæðilegan massa sem lýst er með jöfnunni E = γmc².