5.“基本”粒子（培优教学课件）物理人教版选择性必修第三册

第五章原子核选择性必修三•人教版5.“基本”粒子核能是蕴藏在原子核内部的能量。核能的发现是人们探索微观物质结构的一个重大成果。人类通过许多方式利用核能，主要的途径是发电。如今，全世界大约有16%的电能是由核反应堆生产的。核能的利用可以有效缓解常规能源的短缺。

导入新课图中显示的是质子对质子碰撞后粒子的轨迹。20世纪，人们通过对粒子碰撞和宇宙线的观测，发现了很多新粒子。这些新发现的粒子分为哪几类？彼此间有什么关系？物理观念了解粒子的发现史。科学思维知道粒子的分类及特点。科学探究

了解夸克模型。科学态度与责任具有学习和研究物理的好奇心与求知欲，能主动与他人合作，尊重他人，能基于证据和逻辑发表自己的见解，实事求是有将物理知识应用于生活和生产实践的意识，勇于探索日常生活有关的物理问题。

学习目标

重点难点重点粒子的分类及特点。难点夸克模型。一、发现新粒子

5.“基本”粒子一、发现新粒子道尔顿（原子）汤姆逊（电子）卢瑟福（质子）查德威克（中子）随着科学的进一步发展，科学家们认识到这些粒子并不“基本”。一、发现新粒子一方面，科学家们逐渐发现了数以百计的不同种类的新粒子，它们并不能看作由质子、中子、电子组成的；另一方面，科学家们又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。所以，从20世纪后半期起，就将“基本”二字去掉，统称为粒子。一、发现新粒子(2)部分新粒子的实验发现年代一、发现新粒子(1)直到19世纪末，人们都认为光子、电子、质子和中子是基本粒子．(2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上基本粒子组成的，并发现质子、中子等本身也有复杂结构．(3)探测工具粒子加速器和粒子探测器是研究粒子物理的主要工具。1.新粒子的发现一、发现新粒子大型强子对撞机内部设备的一个局部3.对撞机1932年发明的粒子加速器，能使带电粒子加速到很高的能量。让这些高能粒子彼此对撞，就能产生更多的粒子，这种装置称为对撞机。利用加速器和对撞机，人们发现了400多种的粒子。二、粒子的分类

5.“基本”粒子二、粒子的分类1、强子：参与强相互作用的粒子。2、轻子：不参与强相互作用的粒子。电子电子中微子μ子μ子中微子τ子和τ子中微子⑵每种轻子都有对应的反粒子轻子（6种）⑶τ子的质量比核子的质量还大⑴没有发现轻子的内部结构质子中子二、粒子的分类3、规范玻色子：传递各种相互作用的粒子。光子中间玻色子（W和Z玻色子）胶子传递弱相互作用4、希格斯玻色子：希格斯场的量子激发。传递电磁相互作用传递强相互作用希格斯玻色子别称上帝粒子，是粒子物理学标准模型预言的一种自旋为零的玻色子。2012年7月4日科学家宣布发现了一个新粒子，与希格斯玻色子特征有吻合之处。这种玻色子是物质的质量之源，是电子核夸克等形成质量的基础，其他粒子在这种粒子形成的场中游弋并产生惯性，进而形成质量，构筑成大千世界。二、粒子的分类粒子的分类概念实例强子参与强相互作用的粒子质子、中子轻子不参与强相互作用的粒子规范玻色子传递各种相互作用的粒子光子、中间玻色子（W和Z玻色子）、胶子希格斯玻色子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三、拓展学习5.“基本”粒子三、拓展学习1964年，美国科学家盖尔曼等人提出了夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫作夸克。三、拓展学习下夸克d上夸克u奇夸克s粲夸克c底夸克b顶夸克t每种夸克都有对应的反夸克夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。科学家们直到今天还从未捕捉到自由的夸克。夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。三、拓展学习夸克规范玻色子轻子希格斯玻色子标准模型中最基本的粒子类型三、拓展学习费米子是构成物质的基本粒子，遵循泡利不相容原理；玻色子负责传递力，如光子。费米子与玻色子规范玻色子是传递基本力的粒子，例如光子传递电磁力，W和Z玻色子传递弱相互作用。规范玻色子夸克是构成质子和中子的粒子，轻子如电子和中微子不参与强相互作用。夸克与轻子010203三、拓展学习赵忠尧(1902-1998)第一个发现正电子的人，比安德逊早两年。王淦昌(1907-1998)探测中微子的理论，发现超子的反粒子，研究宇宙线中介子衰变杨振宁（1922-）提出基本粒子第一个复合模型，宇称不守恒理论，1955年获诺贝尔奖李政道（1926-）主要从事粒子物理和场论领域的研究，宇称不守恒理论，1955年获诺贝尔奖吴健雄(1912-1997）实验证明了在弱相互作用中的宇称不守恒丁肇中(1936-)发现J粒子，领导阿尔法磁谱仪项目，1976年获诺贝尔奖四、课堂总结

5.“基本”粒子五、练习与应用

5.“基本”粒子五、练习与应用五、练习与应用【答案】ABD五、练习与应用2.关于粒子，下列说法正确的是(

)A．质子的反粒子的电荷量与质子相同，但带的是负电荷B．强子都是带电的粒子C．目前发现的轻子只有8种D．光子属于轻子五、练习与应用【答案】A【解析】许多粒子都有自己的反粒子，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，则质子的反粒子的电荷量与质子相同，但带的是负电荷，A正确；有的强子带电，有的强子不带电，B错误；目前发现的轻子只有6种，C错误；质子和中子属于强子，光子属于规范玻色子，D错误．五、练习与应用1．下列说法的正确的是(

)A．目前，人们认为粒子界由夸克、强子、轻子构成B．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子C．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的基本粒子D．夸克的带电荷量是电子电荷量的整数倍【答案】B五、练习与应用【答案】B六、提升训练

5.“基本”粒子六、提升训练六、提升训练【答案】D【解析】铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，衰变方程满足质量数和电荷数守恒，A正确，不符合题意；铀238和铀235质子数相同，质量数不同，互为同位素，B正确，不符合题意；核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，C正确，不符合题意；贫铀弹的穿甲能力很强，是因为它的弹芯是由高密度、高强度、高韧性的铀合金组成，袭击目标时产生高温化学反应，所以其爆炸力、穿透力远远超过一般炸弹，D错误，符合题意．六、提升训练2．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反，科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步．你推测反氢原子的结构是(

)A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成六、提升训练【答案】B【解析】反氢原子的结构应该是反质子与反电子组成，即一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成．六、提升训练3．(多选)下列说法中正确的是(

)A．质量相