学鲁科版选修35 5.4“基本粒子”与恒星演化 课件（1）（16张）.ppt

第4节 基本粒子 与恒星演化 1 认识粒子的分类及探测方法 2 理解影响 基本粒子 的相互作用 3 掌握粒子物理学是怎样解释恒星演化的 19世纪末 人们认为光子 质子和 是组成物质的不可再分的 并把它们叫做 基本粒子 从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的粒子 它们不是由质子 中子 电子组成的 科学家们进一步发现质子 中子等本身也是 它也有自己的 自然界中存在四种相互作用 一 基本粒子 初步 最基本的粒子 中子 电子 复杂结构 复合粒子 引力相互作用 引力 电磁相 互作用 电磁力 强相互作用 强力 弱相互作用 弱力 基本粒子 家族 按粒子参与相互作用的性质来分 可将其分为 和 强子是有内部结构的 它由更基本的成分 组成 基本粒子 的探测 加速器和探测器是研究粒子物理的主要工具 探测器分两大类 一类是 一类是 二 恒星的演化 恒星的形成 大爆炸后 在万有引力作用下形成 进一步凝聚使得引力势能转变为 温度升高 直到发光 于是 诞生了 媒介子 轻子 强子 夸克 计时器 径迹探测器 星云 内能 恒星 团 恒星演变 核聚变反应 层级递进地在恒星内发生 直到 不再发生时 恒星的 达到极大 恒星归宿 恒星最后的归宿有三种 它们是 宇宙大爆炸至今 经历了至少 年 这是一个漫长的历程 大宇宙的 与微小的 紧密地联系在一起了 在大爆炸之后逐渐形成了夸克 轻子和胶子等粒子 随后经过 时期 时期 时期 继续冷却 质子 电子 原子等与光子分离组成恒星和星系 三 极大与极小的奇遇 各种热核反应 中心密度 白矮星 中子星 黑洞 150亿 演化 基本粒子 强子 轻子 核合成 一 基本粒子 初步认识 基本粒子 间的相互作用自然界中存在四种相互作用 如下表所示 粒子的分类按照粒子与各种相互作用的关系 分类如下表所示 二 恒星演化过程 a 质子由1个u夸克和1个d夸克组成 中子由1个u夸克和2个d夸克组成b 质子由2个u夸克和1个d夸克组成 中子由1个u夸克和2个d夸克组成 典例1 对 基本粒子 的认识 c 质子由1个u夸克和2个d夸克组成 中子由2个u夸克和1个d夸克组成d 质子由2个u夸克和1个d夸克组成 中子由1个u夸克和1个d夸克组成解析答案b 答案ad 变式1 天文观测表明 几乎所有远处的恒星 或星系 都在以各自的速度背离我们而运动 离我们越远的星体 背离我们运动的速度 称为退行速度 越大 也就是宇宙在膨胀 不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比 即v hr 式中h为一常量 称为哈勃常数 已由天文观察测定 为解释上述现象 有人提出一种理论 认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的 假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动 并设想我们就位于其中心 则速度越大的星体现在离我们越远 这一结果与上述天文观测一致 由上述理论和天文观察结果 可估算宇宙年龄t 其计 典例2 恒星演化的认识 算式为t 哈勃常数h 3 10 2m s 光年 其中光年是光在一年中行进的距离 由此估算宇宙的年龄约为 年 借题发挥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v hr 现在 科学家们正在设法寻找 反物质 所谓 反物质 是由 反粒子 构成的 反粒子 与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量 但电荷的符号相反 据此 反 粒子为 解析