问题:这些形些形态各异的物体是由什么构成各异的物体是由什么构成?叫三声夸克卞毓麟卞毓麟卞毓麟简介 科普作家,在国内外发表科普和科学文化作品约400篇,著译图书二十余部,参加编撰科普书籍七十余种,作品曾多次获奖 《恐龙·陨石及社会文明》 《莎士比亚外篇》 《“水调歌头·明月几时有”科学注 》等作品熔科学性和趣味性于一炉题目怎样理解? 1961年,盖尔曼和尼曼在研究强相互作用时,推测应该还有三种未知的特殊微观粒子,三个“抽象的实体”1963年3月的一天,盖尔曼闲读小说时,在詹姆斯·乔伊斯(James Joyce) 的 《Finnegans Wake》 中读到了“Three quarks for Muster Mark!”这个句子,盖尔曼觉得Three quarks的暗喻非常好,暗合当时所知的三种夸克,于是马上把这三种粒子命名为“quark”(夸克) 夸克是什么?一、整体感知⒈⒈速读课文速读课文,本文主要说明本文主要说明什么什么?文章主要介绍物质最小结构是什么文章主要介绍物质最小结构是什么⒉对于这个问题,不同的时期人们有不同的了解,课文中给我们介绍了哪些?文章重点介绍又是哪些?原子原子、、电子、子、原子核原子核、、质子、子、中子、光子、介子、中子、光子、介子、强子子、、夸克夸克等等物质结构模型物质结构模型(1)它它们的大小可用下的大小可用下图表示:表示: 原子原子——原子核原子核—— 强子子——夸克。
夸克(2)最新成果最新成果— 夸克夸克3、3、请你你给这些重点介些重点介绍的粒子的粒子排排队,目前人,目前人类对物物质结构构认识的的最新成果是什么最新成果是什么? 习题:物:物质结构构 电子(-) 物质 分子 原子 质子(+) 原子核 中子(基本)粒子分类 电子 轻子 中微子 质子 强子 中子 4、说明它们时有顺序吗?时间顺序和由浅到深的逻辑顺序整体感知(文章结构) 一(1—2)以礼品盒里面还有礼品盒为比喻,引出说明的话题。
二(3—21)说明物理学家在不同阶段对物质结构的研究和认识三(22—26)提出物质结构研究的新问题 55. .文章第一、二段有什么作用?文章第一、二段有什么作用?以礼品盒以礼品盒为喻,生,生动形象形象引出引出说明明话题,,总领全文全文为什么用“盒子”作比喻?二、深入了解 结合图片及课文谈谈你对原子、原子核、强子、夸克的了解什么是原子什么是原子?原子结构图原子结构图原子外围是电子,原子外围是电子,中心是原子核中心是原子核图一一图二二用自己的话说说你对原子的了解什么是原子核? 原子核原子核质子质子质子质子中子中子电子电子原子核简介原子核简称“核”位于原子的核心部分,由质子和中子两种微粒构成原子核本身十分微小,大约10万个原子核排成一条直线才相当于一个原子的直径原子核的能量极大 什么是什么是强子子?强子是指某一个子是指某一个单一的粒子一的粒子吗?你能你能说说哪一个粒子属哪一个粒子属强子子吗?什么是夸克什么是夸克?夸克夸克原子核原子核 电子子中子中子质子子质子和中子分子和中子分别由三个夸克由三个夸克组成成原子核由原子核由质子子和中子和中子组成成原子是由原子核原子是由原子核与与电子子组成成1976 年,华年,华人科学家丁肇人科学家丁肇中发现了中发现了J 粒子。
粒子1994 年年4 月月6 日,日,在在费米米实验室室发现了第三代了第三代顶夸夸克克 顶夸克顶夸克(T) 底夸克底夸克(B)上夸克上夸克(U) 下夸克下夸克(D)奇异夸克奇异夸克(S) 粲夸克粲夸克(C)用自己的话说说你对夸克的了解 夸夸克克 夸克是兼有强相互作用和弱相互作用的夸克是兼有强相互作用和弱相互作用的粒子夸克首选是从理论上推导出来的,以粒子夸克首选是从理论上推导出来的,以后才陆续发现最后一个夸克后才陆续发现最后一个夸克-----顶夸克于顶夸克于1995年初年初才被发现才被发现 夸克有 夸克有6种,划分为种,划分为3对,分别是上夸克对,分别是上夸克(U)和下夸克和下夸克(D),奇异夸克,奇异夸克(S)和粲夸克和粲夸克(C),,以及顶夸克以及顶夸克(T)和底夸克和底夸克(B) 长诗《《芬尼根之芬尼根之觉醒醒》》中的夸克是什么中的夸克是什么意思?作者意思?作者为什么要起什么要起这样的名字?的名字? “夸克夸克”是是译音,意思是海音,意思是海鸟的叫声长诗《《芬尼根之芬尼根之觉醒醒》》中有一句中有一句话::“向麦向麦克老人三呼夸克。
因科学家研究的夸克与克老人三呼夸克因科学家研究的夸克与 “三三”特特别有有缘 ,再加上,再加上诗句中有句中有“三呼三呼”两字,科学家盖两字,科学家盖尔曼借其中的曼借其中的“夸克夸克”为自己的假想命名自己的假想命名实际上上“夸克夸克”是是组成物成物质的基本粒子的基本粒子三、心智启发1、1、请同学同学们算一算,夸克的研究与算一算,夸克的研究与发现经历了多少年?你从中了多少年?你从中获得了哪些启得了哪些启发与与认识??2、你2、你认为科学家科学家发现夸克的夸克的过程有何特点?程有何特点?答:发现夸克答:发现夸克 花了近一百年花了近一百年 启发启发:科学研究要有强烈的好奇心,并且:科学研究要有强烈的好奇心,并且 坚持不懈,能够吃苦坚持不懈,能够吃苦答:提出假想答:提出假想——研究研究——证实敢于怀疑、敢证实敢于怀疑、敢 于创新、敢于想象也是必不可少的科学精神于创新、敢于想象也是必不可少的科学精神四、思维链接你能否说出具有这些可贵精神的其他的你能否说出具有这些可贵精神的其他的人和事吗?人和事吗?答:伽利略敢于怀疑亚里士多德关于答:伽利略敢于怀疑亚里士多德关于““落体运动法则落体运动法则””,确立了正确的,确立了正确的““自自由落体定律由落体定律” ” 。
哥白尼敢于怀疑宗教的外理邪说, 哥白尼敢于怀疑宗教的外理邪说,创立了更为科学的宇宙结构体系创立了更为科学的宇宙结构体系—日日心说想一想想一想1、课文题目是什么意思?(从书上找出相关、课文题目是什么意思?(从书上找出相关文字来说明)文字来说明)2、课文、课文 以盒子里面有盒子为比喻,来说明以盒子里面有盒子为比喻,来说明物质结构的特点请你根据课文填写物质物质结构的特点请你根据课文填写物质的盒式结构图的盒式结构图原子原子原子核原子核强子强子夸克夸克 夸克之迷夸克之迷 人们一般都认为:物质是由分子构成的,人们一般都认为:物质是由分子构成的,分子是由原子构成了,原子是由电子、质子、分子是由原子构成了,原子是由电子、质子、中子等基本粒子组成的,而基本粒子则是由比中子等基本粒子组成的,而基本粒子则是由比基本粒子更基本的亚粒子组成的亚粒子也就基本粒子更基本的亚粒子组成的亚粒子也就是人们常说的是人们常说的“夸克夸克”或或“层子层子” 分子、原子和基本粒子,人们不仅通过实分子、原子和基本粒子,人们不仅通过实验找到了,而且已经在实际应用而夸克验找到了,而且已经在实际应用。
而夸克(或层或层子子)自从自从20世纪世纪60年代科学家们提出这一设想后,年代科学家们提出这一设想后,全世界的物理学家花费了巨大的财力、全世界的物理学家花费了巨大的财力、物力和人力,设计出了多种夸克模型,建造高能电子物力和人力,设计出了多种夸克模型,建造高能电子对撞机虽然一些实验现象对撞机虽然一些实验现象“证实证实”夸克夸克(或层子或层子)的存的存在,然而单个的夸克在,然而单个的夸克(或层子或层子)至今未找到,人们始终不至今未找到,人们始终不识其庐山真面目对此,粒子学家们的解释是:因为识其庐山真面目对此,粒子学家们的解释是:因为夸克夸克(或层子或层子)是极不稳定的、寿命极短的粒子,它只能是极不稳定的、寿命极短的粒子,它只能在束缚态内稳定存在,而不能单个存在在束缚态内稳定存在,而不能单个存在 1996年年2月月26日,日,《《光明日报光明日报》》发表了天津大学崔君发表了天津大学崔君达教授的文章达教授的文章《《夸克存在吗夸克存在吗》》,向,向“夸克说夸克说”提出了提出了质疑其后,八位资深记者致书中央领导,建议中央质疑其后,八位资深记者致书中央领导,建议中央慎重考虑是否实行基础科学理论的转移,暂缓或减少慎重考虑是否实行基础科学理论的转移,暂缓或减少对对“层子说层子说”研究的拨款。
研究的拨款 1996年年8月月6日,自然科学基金会召开了有关日,自然科学基金会召开了有关科学家的会议,研读崔君达教授的文章和八位资科学家的会议,研读崔君达教授的文章和八位资深记者的信件而并未邀请这些人参加会议由深记者的信件而并未邀请这些人参加会议由著名的物理学家,北京大学校长陈佳洱主持会著名的物理学家,北京大学校长陈佳洱主持会上许多科学家都作了典型的发言并批评崔君达上许多科学家都作了典型的发言并批评崔君达教授是教授是“病态科学家病态科学家”其后便不断有争论其后便不断有争论崔君达教授也发表了文章君达教授也发表了文章《《复合时空论并非病态科复合时空论并非病态科学学》》,同时,在,同时,在《《科技日报科技日报》》发表崔君达教授的发表崔君达教授的文章的同一天,文章的同一天,《《中国科学报中国科学报》》也发表了诺贝尔也发表了诺贝尔奖得主李政道教授的讲演稿奖得主李政道教授的讲演稿特别指出特别指出“所有强作用的粒子都是由夸克组成所有强作用的粒子都是由夸克组成的,但是我们却不能把单个夸克分离出来的,但是我们却不能把单个夸克分离出来李政道把夸克李政道把夸克(或层子或层子)是否存在称作一个至今是否存在称作一个至今未解开的謎。
未解开的謎 在中国展开的这场争论,引起了国际科学 在中国展开的这场争论,引起了国际科学界的注意崔君达教授的文章界的注意崔君达教授的文章《《SU3理论中夸理论中夸克假设是不需要的克假设是不需要的》》一文,发表在一文,发表在1999年第年第4期的美国期的美国《《强子强子》》杂志上,并被收入杂志上,并被收入《《本千年本千年中悬而未决的科学基础问题中悬而未决的科学基础问题》》文集,被美国国文集,被美国国会图书馆收藏会图书馆收藏原子结构图原子结构图原子外围是电子原子外围是电子中心是原子核中心是原子核原子是由电子、原子是由电子、质子、和中子等质子、和中子等基本粒子构成基本粒子构成 一类是轻子一类是轻子(电子、中微子电子、中微子)一类是强子一类是强子(质子、中子等质子、中子等)图一一图二二图三三图四四 原子核原子核质子质子中子中子电子电子丁肇中:著名物理学家、诺贝尔奖获得者他研究的方向主要是高能实验粒子物理学,包括量子丁肇中:著名物理学家、诺贝尔奖获得者他研究的方向主要是高能实验粒子物理学,包括量子电动力学、电弱统一理论电动力学、电弱统一理论 、量子色动力学、量子色动力学 的研究1966年开始,丁肇中领导的实验小组进行了年开始,丁肇中领导的实验小组进行了一连串关于量子电动学和矢量介子一连串关于量子电动学和矢量介子 (vector meson) 的实验工作,不但加深了人类对矢量介子的认的实验工作,不但加深了人类对矢量介子的认识,还证实了量子电动力学的正确性。
识,还证实了量子电动力学的正确性1972-74年,小组在美国布鲁海文国家实验室进行实验,年,小组在美国布鲁海文国家实验室进行实验,发现了第四种夸克发现了第四种夸克 (quark),由于「,由于「J」和「丁」字形相近,丁肇中将其命名为」和「丁」字形相近,丁肇中将其命名为J粒子,寓意是中粒子,寓意是中国人发现的粒子国人发现的粒子1992年年7月月4日被中国科技大学授予名誉博士学位日被中国科技大学授予名誉博士学位1994年年6月被选为中国科学月被选为中国科学院首批外籍院士获院首批外籍院士获1996年度中国国际科学技术合作奖年度中国国际科学技术合作奖 1999年年6月月28日,应中国科学院邀请来日,应中国科学院邀请来华访问,江泽民主席会见了他华访问,江泽民主席会见了他 1999年年11月,应邀来中国科学院参加学术活动,朱镕基总理会月,应邀来中国科学院参加学术活动,朱镕基总理会见了他 1966年开始,丁肇中领导的实验小组进行了一连串关于量子电动学和矢量介子 (vector meson) 的实验工作,不但加深了人类对矢量介子的认识,还证实了量子电动力学的正确性1972-74年,小组在美国布鲁海文国家实验室进行实验,发现了第四种夸克 (quark),由于「J」和「丁」字形相近,丁肇中将其命名为J粒子,寓意是中国人发现的粒子。
1966年开始,丁肇中领导的实验小组进行了一连串关于量子电动学和矢量介子 (vector meson) 的实验工作,不但加深了人类对矢量介子的认识,还证实了量子电动力学的正确性1972-74年,小组在美国布鲁海文国家实验室进行实验,发现了第四种夸克 (quark),由于「J」和「丁」字形相近,丁肇中将其命名为J粒子,寓意是中国人发现的粒子 1992年7月4日被中国科技大学授予名誉博士学位1994年6月被选为中国科学院首批外籍院士获1996年度中国国际科学技术合作奖 1999年6月28日,应中国科学院邀请来华访问,江泽民主席会见了他 1999年11月,应邀来中国科学院参加学术活动,朱镕基总理会见了他 复复 习:习:最里面是什么?原子原子原子核原子核强子强子夸克夸克基本粒子模型1992年7月4日被中国科技大学授予名誉博士学位1994年6月被选为中国科学院首批外籍院士获1996年度中国国际科学技术合作奖 1999年6月28日,应中国科学院邀请来华访问,江泽民主席会见了他 1999年11月,应邀来中国科学院参加学术活动,朱镕基总理会见了他 中国的重离子加速器:中国的重离子加速器:夸克模型夸克模型原子结构图原子结构图中子模型中子模型原子模型:原子模型:中子模型:夸 克:。