24-25高中物理人教版选择性必修第三册讲义 28 第五章 5．“基本”粒子

5/55．“基本”粒子1．初步了解粒子物理学的基础知识及粒子的分类。2．感悟人类对物质结构的认识是不断深入的，通过对这些微观世界相关内容的学习形成相对完整、科学的物质观念。发现新粒子粒子的分类一、发现新粒子1．直到19世纪末，人们都认为____是组成物质的不可再分的最小微粒。2．后来认为____、电子、____和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子，把它们叫作“基本粒子”。从20世纪后半期起，将“基本”二字去掉，统称为粒子。3．1932年发现了______，1937年发现了____，1947年发现了______和______。以及之后的超子等。二、粒子的分类目前发现的粒子大体可被分为____、____、__________和____________几种类别。三、夸克模型1．夸克的提出：1964年美国物理学家盖尔曼等人提出了________，认为强子是由____构成的。2．夸克的种类：上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)、顶夸克(t)。3．夸克所带的电荷量：夸克带的电荷分别为元电荷的－13或＋24．夸克的意义：电子电荷不再是电荷的____单元。5．夸克的“禁闭”：夸克不能以____的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。如图所示为粒子发展示意图：【问题】(1)为什么现在将“基本”二字去掉，统称为粒子？(2)为什么说夸克模型是物理学发展中的一个重大突破？1．粒子的分类分类参与的相互作用发现的粒子备注强子参与强相互作用质子、中子强子有内部结构，由“夸克”构成；强子又分为介子和重子两类轻子不参与强相互作用电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子未发现内部结构规范玻色子传递各种相互作用光子、中间玻色子、胶子光子传递电磁相互作用，中间玻色子传递弱相互作用，胶子传递强相互作用希格斯玻色子希格斯玻色子是希格斯场的量子激发。基本粒子因与希格斯场耦合而获得质量。2012年，欧洲核子研究中心利用大型强子对撞机发现了希格斯玻色子2．夸克模型(1)夸克的提出：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的。(2)夸克的种类：上夸克(u)、下夸克(d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和顶夸克(t)。(3)夸克所带电荷：夸克所带的电荷量是分数电荷量，即其电荷量为元电荷的－13或＋23。例如，上夸克带的电荷量为＋2e3，下(4)意义：电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷。【典例】在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11(1)中微子与水中的11H发生核反应，产生中子(01n)和正电子可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________。(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即10e+-10e→2γ，已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31[听课记录]对核反应中新生成粒子的认识新生成的粒子和实物粒子一样，也能产生物质波，它们之间发生相互作用时，同样遵循动量守恒定律等力学规律。[跟进训练]目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。u夸克所带的电荷量为23e，d夸克所带的电荷量为－13e，e为元电荷，下列论断可能正确的是(A．质子由1个u夸克和2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2个u夸克和1个d夸克组成1．(多选)下列说法正确的是()A．目前还未发现轻子的内部结构B．自然界存在着的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律，对粒子不适用C．反粒子与其对应的粒子相遇时，会发生湮灭现象D．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子2．(多选)质子与中子都是由三个夸克组成，其中质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子由两个下夸克和一个上夸克组成，形成过程均可类比核聚变。β衰变时，核内的中子转化为一个质子和一个电子，质子质量约为1.6726×10-27kg，中子质量约为1.6749×10-27kg，电子质量约为9.1096×10-31kg，真空中光速c＝3.00×108m/s。下列说法正确的有()A．中子转化的核反应式为0B．弱相互作用是引起β衰变的原因C．上、下夸克的质量差为2.3×10-30kgD．一次β衰变释放出的能量为1.3×10-14J3．现在科学家们正在设法探寻“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子有相同的质量和相同的电荷量，但电荷符号相反。据此，若有反α粒子，它的质量数和电荷数分别为()A．－4，－2 B．4，－2C．－4，2 D．4，24．20世纪30年代以来，人们在对宇宙射线的研究中，陆续发现了一些新的粒子，K介子和π介子就是科学家在1947年发现的。K－介子的衰变方程为K－→π0＋π－，其中K－介子和π－介子带负电，电荷量等于元电荷的电荷量，π0介子不带电。如图所示，一个K－介子沿垂直于