高中物理人教选修35同步课件第十九章原子核8节粒子和宇宙

1、,第十九章：原子核,第 8 节：粒子和宇宙,1、了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史； 2、初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一。,预读教材，了解知识，感知人类（科学家）探究宇宙奥秘的过程和方法；了解构成物质的粒子和宇宙演化过程。 通过探究讨论学习，能够突破传统思维理解各种微观粒子模型。,1“基本粒子”不基本 直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质的不可再分的最小微粒，后来发现了电子、_和_，又认为它们是组成物质的基本粒子现在已发现粒子有400余种，有些也具有复杂的_ 2发现新粒子 (1)新粒子：20世纪30年代人们对_的研究发现一些新粒子，人们用高能加速器进行实验发现更多新

2、粒子，1932年发现了_，1937年发现_，1947年发现_和介子及以后的超子、反粒子等,质子,中子,内部结构,宇宙射线,正电子,子,K介子,媒介子,轻子,强相互作用,子,各种相互作用,夸克,底夸克,顶夸克,4宇宙的演化 研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究_的理论是相互沟通，相互支撑的，从大爆炸开始的不同时间里，对应的温度不同，组成宇宙的物质不相同。 5恒星的演化 当温度降到_时，中性原子组成的宇宙尘埃在万有引力作用下，尘埃收缩凝集，引力势能转化为内能，温度升高，开始发光形成了恒星，当恒星核能耗尽时，进入末期，恒星的末期形态主要有：白矮星、中子星或_。,宇宙,3000 K,黑洞,(1)1

3、9世纪末，许多人认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子 (2)从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的新粒子，它们不是由质子、中子、电子组成的 (3)科学家进一步发现质子、中子、电子等本身也是复合粒子，且还有着复杂的结构 (4)研究粒子的主要工具 粒子加速器和粒子探测器是研究粒子物理的主要工具,一、“基本粒子”不基本,1.“基本粒子”不基本,2. 粒子的分类,（1）按自旋分类,3.共振态粒子 寿命极短（约10-23s）,正、反粒子物理量的绝对值都相同，但某些物理量 ( 如电荷、磁矩等 ) 的符号相反。,引力子 自旋应为2、静止质量和电荷为零，以光速运动。,光子 自旋为

4、1，是玻色子。,3. 正粒子、反粒子,4. 按相互作用分类,轻子（共12种）,中微子系中性粒子，质量为零，只参与弱相互作用。,说明,-1 +1 -1 +1 -1 +1 0 0 0,强子分类,K 介子和各种超子称为奇异粒子。试验中发现以下现象。,协同产生: 一个超子总是和一个或几个K介子同时产生。,奇异粒子协同产生的过程极快(约为10-23s), 表明是在强相互作用下进行的；而衰变过程很慢(寿命约为10-8 10-10s)， 表明是在弱相互作用下进行的。,、 、 K介子等,质子、中子及其反粒子,超子及反粒子,整数,玻色子,费密子,(1)夸克的提出 许多实验事实表明，强子是有内部结构的.1964年

5、提出的夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克。 (2)夸克的分类 夸克有6种，它们是上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。每种夸克都有对应的反夸克。 (3)夸克模型的意义 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。,二、夸克模型,1. 质子 (uud),电荷:,重子数:,奇异数:,自旋:,同位旋:,2. 奇异粒子（uus）,电荷:,重子数:,奇异数:,自旋:,3.+ 介子,重子数:,电荷:,奇异数:,自旋:,同位旋分量:,例1K介子衰变的方程为K0，其中K介子和介子带负的基元电荷，0介子不带电一个K介子沿垂直于磁

6、场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为右下图中圆弧AP，衰变后产生的介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径RK与R之比为21。0介子的轨迹未画出由此可知的动量大小与0的动量大小之比为 A11 B12 C13 D16,答案：C,宇宙从何而来？,大爆炸理论 (The Big Bang Theory) 宇宙从一个“奇点”爆炸产生,大爆炸是在无限的宇宙各处同时产生 时间的零点,三、宇宙的演化,20世纪40年代，在大量天文学家观测的基础上，物理学家提出了宇宙演化的大爆炸假说它的主要观点是，宇宙是由一个超高温、超高密度的“原始火球”发生大爆炸而开始的然后经历了从热到冷的演化，在这个时期里，宇宙不断地膨胀(也称暴胀)，宇宙物质从密到稀当温度下降到几千摄氏度时，宇宙间主要是气态物质后来气体逐渐凝聚成气云，并且进一步收缩形成各种各样的恒星体系，成为我们今天看到的宇宙天体,1宇宙的演化,2恒星的演化,密度很低的星际物质逐渐形成星云，大块的星云由于引力作用而收缩逐渐凝成原恒星,原恒星继续收缩，温度不断升高，发生热核反应，当热核反应产生的斥力和引力作用达到平衡时，恒星不再收缩，进入相对稳定阶段 当核能源供应不足时，恒星的稳定状态遭到破坏，引力作用又开始大于斥