《高二物理5.4 “基本粒子”与恒星演化 （鲁科版选修3-5）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高二物理5.4 “基本粒子”与恒星演化 （鲁科版选修3-5）（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练第第4节节“基本粒子基本粒子”与恒星演化与恒星演化1认识认识粒子的分粒子的分类类及探及探测测方法方法2理解影响理解影响“基本粒子基本粒子”的相互作用的相互作用3掌握粒子物理学是怎掌握粒子物理学是怎样样解解释释恒星演化的恒星演化的.分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练19世世纪纪末，人末，人们认为们认为光子、光子、_、质质子和子和_是是组组成物成物质质的的不可再分的不可再分的_，并把它，并把它们们叫做叫做“基本粒子基本粒子”从从20世世纪纪起科学家起科学家陆续发现陆续发现了了400多种同种多种同种类类的粒子，它的
2、粒子，它们们不是不是由由质质子、中子、子、中子、电电子子组组成的、科学家成的、科学家们进们进一步一步发现质发现质子、中子等子、中子等本身也是本身也是_，它也有自己的，它也有自己的_自然界中存在四种相互作用自然界中存在四种相互作用：_、_、_、_一、一、“基本粒子基本粒子”初步初步最基本的粒子最基本的粒子中子中子电电子子复复杂结杂结构构复合粒子复合粒子引力相互作用引力相互作用(引力引力)电电磁相磁相互作用互作用(电电磁力磁力)强强相互作用相互作用(强强力力)弱相互作用弱相互作用(弱力弱力)分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练“基本粒子基本粒子”家族家族：按粒子参与相互作用的性：按粒子参与相互
3、作用的性质质来分，可来分，可将其分将其分为为_、_和和_强强子是有内部子是有内部结结构的，它由更基本的成分构的，它由更基本的成分_组组成成“基本粒子基本粒子”的探测的探测：加速器和探：加速器和探测测器是研究粒子物理器是研究粒子物理的主要工具，探的主要工具，探测测器分两大器分两大类类：一：一类类是是_，一，一类类是是_二、恒星的演化二、恒星的演化恒星的形成恒星的形成：大爆炸后，在万有引力作用下形成：大爆炸后，在万有引力作用下形成_，进进一步凝聚使得引力一步凝聚使得引力势势能能转变为转变为_，温度升高，温度升高，直到直到发发光，于是光，于是_诞诞生了生了媒介子媒介子轻轻子子强强子子夸克夸克计时计时
4、器器径迹探径迹探测测器器星云星云内能内能恒星恒星团团分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练恒星演变恒星演变：核聚：核聚变变反反应应，层级递进层级递进地在恒星内地在恒星内发发生，直生，直到到_不再不再发发生生时时，恒星的，恒星的_达到极大达到极大恒星归宿恒星归宿：恒星最后的：恒星最后的归归宿有三种，它宿有三种，它们们是是_、_、_宇宙大爆炸至今，宇宙大爆炸至今，经历经历了至少了至少_年，年，这这是一个漫是一个漫长长的的历历程，大宇宙的程，大宇宙的_与微小的与微小的_紧紧密地密地联联系在系在一起了一起了在大爆炸之后逐在大爆炸之后逐渐渐形成了夸克、形成了夸克、轻轻子和胶子等粒子，随子和胶子等粒子，
5、随后后经过经过_时时期，期，_时时期，期，_时时期，期，继续继续冷却，冷却，质质子、子、电电子、原子等与光子分离子、原子等与光子分离组组成恒星和星系成恒星和星系三、极大与极小的奇遇三、极大与极小的奇遇各种各种热热核反核反应应中心密度中心密度白矮星白矮星中子星中子星黑洞黑洞150亿亿演化演化基本粒子基本粒子强强子子轻轻子子核合成核合成分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练一、一、“基本粒子基本粒子”初步认识初步认识“基本粒子基本粒子”间的相互作用间的相互作用自然界中存在四种相互作用，如下表所示：自然界中存在四种相互作用，如下表所示：力的力的类类型型发发生作用的距离生作用的距离传递传递此力此力的
6、粒子的粒子粒子的粒子的质质量量万有引万有引力作用力作用延伸到非常大的距离延伸到非常大的距离没有没有发现发现未知未知弱相互作用弱相互作用约约小于小于1018m中中间间玻色子玻色子约约90GeV电电磁相磁相互作用互作用延伸到非常大的距离延伸到非常大的距离光子光子0强强相互作用相互作用约约小于小于1015m胶子胶子假定假定为为0分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练粒子的分类粒子的分类按照粒子与各种相互作用的关系，分按照粒子与各种相互作用的关系，分类类如下表所示：如下表所示：比比较较项项分分类类参与的参与的相互作用相互作用发现发现的粒子的粒子备备注注强强子子强强相互相互作用作用质质子、中子、超子、
7、中子、超子子质质子是最早子是最早发现发现的的强强子子强强子又分子又分为为介子和重子两介子和重子两类类强强子有内部子有内部结结构构轻轻子子不参与不参与强强相互作用相互作用电电子、子、电电子中微子中微子、子、子、子、子中子中微子、微子、子、子、子子中微子中微子现现代代实验还实验还没有没有发现轻发现轻子的子的内部内部结结构构每种每种轻轻子都有子都有对应对应的反粒子的反粒子媒介子媒介子传递传递各种各种相互作用相互作用光子、中光子、中间间玻色玻色子、胶子子、胶子光子光子传递电传递电磁相互作用磁相互作用中中间间玻色子玻色子传递传递弱相互作用弱相互作用胶子胶子传递传递强强相互作用相互作用分类例析分类例析课堂
8、对点演练课堂对点演练二、恒星演化过程二、恒星演化过程比比较项较项阶阶段段起作用的力起作用的力演化演化过过程程诞诞生生万有引力万有引力宇宙宇宙尘尘埃埃更密集的更密集的尘尘埃埃气体状气体状态态的的星云星云团团恒星恒星稳稳定期定期辐辐射射产产生的生的向外的向外的压压力力与引力与引力产产生生的收的收缩压缩压力力恒星收恒星收缩缩、升温，当温度、升温，当温度超超过过107K时时，氢氢核聚核聚变变成成为为氦核通氦核通过热过热核反核反应释应释放的核能主要以放的核能主要以电电磁波的磁波的形式向外形式向外辐辐射射分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练比比较项较项阶阶段段起作用起作用的力的力演化演化过过程程衰老期
9、衰老期收收缩压缩压力与力与辐辐射射压压力力当核心部分的当核心部分的氢氢大部分聚大部分聚变为变为氦后，收氦后，收缩缩压压力大于力大于辐辐射射压压力，星核再次收力，星核再次收缩缩，引力，引力势势能能转变为转变为内能，温度升得更高，氦核聚内能，温度升得更高，氦核聚变为变为碳核，碳核，类类似似过过程一波接一波，出程一波接一波，出现现了了氧、硅，直到氧、硅，直到铁铁等元素恒星等元素恒星经历经历多次膨多次膨胀胀与收与收缩缩，光度也，光度也发发生周期性生周期性变变化化归归宿宿收收缩缩压压力力热热核反核反应应不再不再发发生生时时，辐辐射射压压力消失，星力消失，星体体进进一步收一步收缩缩，中心密度达到极大若恒，
10、中心密度达到极大若恒星星质质量小于量小于1.4倍太阳倍太阳质质量，演量，演变为变为白矮星；白矮星；若是太阳若是太阳质质量的量的1.42倍，演倍，演变为变为中子星；中子星；质质量更大量更大时时，成，成为为黑洞黑洞分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练A质质子由子由1个个u夸克和夸克和1个个d夸克夸克组组成，中子由成，中子由1个个u夸克和夸克和2个个d夸克夸克组组成成B质质子由子由2个个u夸克和夸克和1个个d夸克夸克组组成，中子由成，中子由1个个u夸克和夸克和2个个d夸克夸克组组成成【典典例例1】对对“基本粒子基本粒子”的认识的认识分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练C质质子由子由1个个u夸
11、克和夸克和2个个d夸克夸克组组成，中子由成，中子由2个个u夸克和夸克和1个个d夸克夸克组组成成D质质子由子由2个个u夸克和夸克和1个个d夸克夸克组组成，中子由成，中子由1个个u夸克和夸克和1个个d夸克夸克组组成成解析解析答案答案B分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练答案答案AD【变式变式1】分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练天文天文观测观测表明，几乎所有表明，几乎所有远处远处的恒星的恒星(或星系或星系)都在以都在以各自的速度背离我各自的速度背离我们们而运而运动动，离我，离我们们越越远远的星体，背离我的星体，背离我们们运运动动的速度的速度(称称为为退行速度退行速度)越大，也就是宇宙在膨
12、越大，也就是宇宙在膨胀胀，不同，不同星体的退行速度星体的退行速度v和它和它们们离我离我们们的距离的距离r成正比，即成正比，即vHr，式中式中H为为一常量，称一常量，称为为哈勃常数，已由天文哈勃常数，已由天文观观察察测测定定为为解解释释上述上述现现象，有人提出一种理象，有人提出一种理论论，认为认为宇宙宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的假是从一个大爆炸的火球开始形成的假设设大爆炸后各星体以大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运不同的速度向外匀速运动动，并，并设设想我想我们们就位于其中心，就位于其中心，则则速速度越大的星体度越大的星体现现在离我在离我们们越越远远，这这一一结结果与上述天文果与上述天文观
13、测观测一一致由上述理致由上述理论论和天文和天文观观察察结结果，可估算宇宙年果，可估算宇宙年龄龄T，其，其计计【典典例例2】恒星演化的认识恒星演化的认识分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练算式算式为为T_哈勃常数哈勃常数H3102m/(s光光年年)，其，其中光年是光在一年中行中光年是光在一年中行进进的距离，由此估算宇宙的年的距离，由此估算宇宙的年龄约龄约为为_年年分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练借题发挥借题发挥宇宙形成是从宇宙大爆炸开始的，每一个星宇宙形成是从宇宙大爆炸开始的，每一个星体都以各自的速度匀速地远离中心，这就是我们所观测体都以各自的速度匀速地远离中心，这就是我们所观测到的
14、膨胀现象不同的星体远离中心的速度不同，离中到的膨胀现象不同的星体远离中心的速度不同，离中心越远星体的速度越大，即心越远星体的速度越大，即vHr.分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练现现在，科学家在，科学家们们正在正在设设法法寻寻找找“反物反物质质”，所，所谓谓“反物反物质质”是是由由“反粒子反粒子”构成的，构成的，“反粒子反粒子”与其与其对应对应的正粒子具有相同的正粒子具有相同的的质质量和相同的量和相同的电电荷量，但荷量，但电电荷的符号相反据此，反荷的符号相反据此，反粒子粒子为为()解析解析这类问题在前两年的高考中经常出现根据题目中这类问题在前两年的高考中经常出现根据题目中的描述，结合的描述，结合粒子的特点很容易选出正确选项为粒子的特点很容易选出正确选项为D.答案答案D基本粒子初步基本粒子初步1分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练答案答案2.94km恒星演化恒星演化2分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练同学们来学校和回家的路上要注意安全分类例析分类例析课堂对点演练课堂对点演练同学们来学校和回家的路上要注意安全
