探索更小的粒子

1、物质分子分子原子原子电子电子（带负电带负电）原子核原子核（带正电带正电）Thomoson的葡萄干原子模型Rutherford的原子行星模型原子的结构图原子的结构图 卢瑟福提出的原子卢瑟福提出的原子模型：模型： 原子的中央是由很原子的中央是由很重的带正电的质子重的带正电的质子构成的核。远离这构成的核。远离这个核的是很轻的带个核的是很轻的带负电的电子。电子负电的电子。电子绕着核转，像行星绕着核转，像行星绕着太阳转一样。绕着太阳转一样。原子核与原子相比太小了，将一万多个原子核与原子相比太小了，将一万多个原子核排成一条直线，也仅有原子的半径那原子核排成一条直线，也仅有原子的半径那么长。如果将原子放大一

2、万亿倍，原子就会么长。如果将原子放大一万亿倍，原子就会像一间大厅那么大，而其中的原子核直径也像一间大厅那么大，而其中的原子核直径也仅有仅有1 1毫米，跟一个芝麻差不多大小。而电毫米，跟一个芝麻差不多大小。而电子却在离它们几十米之外的地方绕着它高速子却在离它们几十米之外的地方绕着它高速旋转。旋转。具体地说，原子重量几乎都集中在原具体地说，原子重量几乎都集中在原子核上，而原子核的体积却仅占在空间差子核上，而原子核的体积却仅占在空间差不多仅有不多仅有1 1立方厘米。因此，粒子在物质立方厘米。因此，粒子在物质中飞行和宇宙飞船在太空中航行差不多。中飞行和宇宙飞船在太空中航行差不多。 人类认识原子核的结构

3、和它的变化人类认识原子核的结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。规律，是从发现天然放射现象开始的。19191919年，卢瑟福用年，卢瑟福用粒子轰击粒子轰击氮核，打出一种粒氮核，打出一种粒子，经测定荷质比知道它是氢原子核，叫做质子。子，经测定荷质比知道它是氢原子核，叫做质子。以后又从氟、钠等原子核中打出以后又从氟、钠等原子核中打出质子质子，从而断定，从而断定质子是原子核的组成部分。质子是原子核的组成部分。 人们又发现绝大多数原子核的质量跟质子质人们又发现绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核的电荷跟质子电荷之比，据此卢量之比都大于核的电荷跟质子电荷之比，据此卢瑟福猜想原子核内还存在

4、另一种质量跟质子差不瑟福猜想原子核内还存在另一种质量跟质子差不多、不带电的粒子，称为多、不带电的粒子，称为中子中子。这一猜想被他的。这一猜想被他的学生查德威克用实验证实学生查德威克用实验证实。原子核还能分吗原子核还能分吗? ?问题：问题：原子核原子核（带正电带正电）中子中子（不带电不带电）质子质子（带正电带正电）原子核是由什么构成的呢？原子核是由什么构成的呢？质子和中子由夸克组成质子和中子由夸克组成 1964年盖尔曼盖尔曼提出提出夸克夸克的设想，的设想，认为夸克是比强子更深层次的粒子。认为夸克是比强子更深层次的粒子。这是一种理论上假设的构成强子的这是一种理论上假设的构成强子的组成粒子，盖尔曼因

5、此获得了组成粒子，盖尔曼因此获得了19691969年度年度诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖。夸克轨迹图夸克轨迹图问题：问题：质子和中子还能分吗质子和中子还能分吗? ?原子核原子核（带正电带正电）中子中子（不带电不带电）质子质子（带正电带正电）夸克夸克 粒子的家谱粒子的家谱 原子原子原子核原子核质子质子中子中子夸克夸克夸克夸克(不带电不带电) 电子电子 (带负电带负电)(带正电带正电)分子分子1. 1. 夸克还能再分吗？夸克还能再分吗？2. 2. 如果能需要什么条件？如果能需要什么条件？ 应该可以再分，应该可以再分，需要提高粒子的运需要提高粒子的运动速度。动速度。讨论：讨论：加速器加速器工作原理：

6、工作原理：利用磁力加速粒子的运动速度，利用磁力加速粒子的运动速度，一般有回旋加速器直线加速器对撞机等一般有回旋加速器直线加速器对撞机等目前，加速器已经被广泛地应用到目前，加速器已经被广泛地应用到科学研究和医疗等领域，随着对微观粒科学研究和医疗等领域，随着对微观粒子的研究，加速器逐渐成为一种必不可子的研究，加速器逐渐成为一种必不可少的工具少的工具加速器是粒子束武器的核心，用来产生高加速器是粒子束武器的核心，用来产生高能粒子，并聚集成密集的束流，加速到使它能能粒子，并聚集成密集的束流，加速到使它能够破坏目标。目标识别与跟踪系统主要由搜索够破坏目标。目标识别与跟踪系统主要由搜索跟踪雷达、红外探测装置及微波摄像机组成。跟踪雷达、红外探测装置及微波摄像机组成。探测系统发现目标后，目标信号经数据处理装探测系统发现目标后，目标信号经数据处理装置和超高速计算机处理后，进入指挥控制系统，置和超高速计算机处理后，进入指挥控制系统，根据指令，定位系统跟踪并瞄准目标，同时修根据指令，定位系统跟踪并瞄准目标，同时修正地球磁场等的影响，使粒子束瞄准目标将要正地球磁场等的影响，使粒子束瞄准目标将要被击毁的位置，然后启动加速器，将粒子束发被击毁的位置，然后启动加速器，将粒子束发射出去。射出去。道尔顿道尔顿（原子）（原子）汤姆逊汤姆逊（电子）（电子）卢瑟福卢瑟福（质子）（质子）查德威克查德威克（中子）（中子）盖