《2013人教版选修(3-5)《粒子和宇宙》》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013人教版选修(3-5)《粒子和宇宙》（18页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、19.8、粒子和宇宙,1“基本”粒子 “不” 基本,1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢？,1995美国费米国家加速器实验室证实了顶夸克(Top Quark)的存在,2发现新粒子,（1）1932年发现正电子；1937年发现子；1947年发现K介子与介子，后来又发现了超子 （2）实验中发现了许多反粒子，现在发现的粒子多达400多种。,20世纪30年代以来，人们对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。,许多粒
2、子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质相反的粒子，叫做反粒子。,什么是反粒子？,粒子分类,强子：是参与强相互作用的粒子。 （强子又分为介子和重子） 轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子。 媒介子：传递各种相互作用的粒子。,按粒子与各种相互作用的关系分,例： 强子：质子、中子 轻子：电子、电子中微子 媒介子：光子、胶子,3夸克模型,1964年提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克（quark）。夸克模型经过几十年的发展，已被多数物理学家接受。,盖尔曼,（1）上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。 （2）夸克带电荷为元电荷的2/3或-1/3倍,科学家们还未捕捉
3、到自由的夸克。夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。,强子结构夸克模型 (1964年 ) ： 介子（夸克和反夸克组成） 重子（三个夸克组成）,例：已知+介子、-介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。下列说法正确的是（ ） A.+由u和 组成 B.+由 和d组成 C.-由u和 组成 D.-由 和d组成,AD,4宇宙的演化、恒星的演化,要了解宇宙起源需了解物质的组成的粒子，这是因为在物理学中研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论竟然相互沟通、相互支撑。,宇宙从何而来？,大爆炸理论 (The
4、 Big Bang Theory) 宇宙从一个“奇点”爆炸产生,大爆炸是在无限的宇宙各处同时产生 时间的零点,大爆炸宇宙论,宇宙大爆炸后，“粒子家族”（宇宙形成之初）： 10-44秒后，温度1032K，产生夸克、轻子、胶子等 10-6秒后温度1013K，夸克构成了质子和中子等（强子时代） 温度为1011K时，少量夸克，光子、大量中微子和电子存在（轻子时代） 温度109K时进入核合成时代 温度降到3000K时，电子与质子复合成氢原子,1950年前后，伽莫夫第一个建立了热大爆炸的观念。,温度降到3000K时，电子与质子复合成氢原子 冷却，出现了宇宙尘埃 密集尘埃 星云团 开始发光 一颗恒星诞生。
5、恒星收缩升温,恒星收缩升温 热核反应成氦 氢大部分聚变为氦 收缩 氦聚合成碳 （类似）直到产生铁元素。,恒星最后的归宿： 恒星质量小于太阳1.4倍白矮星 恒星质量是太阳1.42倍中子性 恒星质量更大时(无法抵抗)黑洞,课堂练习,1、目前普遍认为，质子和中子都由被称为夸克和d夸克的两类夸克组成，夸克带电量为2e/3，d夸克带电量为-e/3，e为元电荷，则下列论断可能的是（ ） A质子由1个夸克和1个d夸克组成，中子由1个夸克和2个d夸克组成 B质子由2个夸克和1个d夸克组成，中子由1个夸克和2个d夸克组成 C质子由1个夸克和2个d夸克组成，中子由2个夸克和1个d夸克组成 D质子由2个夸克和1个d夸克组成，中子由1个夸克和1个d夸克组成,B,介子衰变方程为：K-+o其中介子和-介子带负的基元电荷，o介子不带电，如图所示，一个介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧Ap，衰变后产生的-介子的轨迹为圆弧pB,两轨迹在p点相切，它们半径Rk-与R-之比为2：1（o介子的轨迹未画出）由此可知-的动量大小与o的动量大小之比为（ ） A1：1 B1：2 C1：3 D1：6,课堂练习,C,
