粒子物理学基础.pptx课件.pptx

1、粒子物理学基础粒子物理学基础1感谢你的观看2019年6月292感谢你的观看2019年6月29李文铸先生3感谢你的观看2019年6月29汪容先生4感谢你的观看2019年6月29王凎昌先生和汪容先生5感谢你的观看2019年6月296感谢你的观看2019年6月29相对论与时空观念 狭义相对论,高速运动粒子 广义相对论,引力理论，宇宙学量子力学 波粒二象性,微观粒子 量子场论 描述物理世界的基本语言标准模型 物质的基本组成和基本相互作用 7感谢你的观看2019年6月298感谢你的观看2019年6月299感谢你的观看2019年6月29电磁相互作用：U(1)规范对称性弱电相互作用：SU(2)U(1)规范对

2、称性强相互作用：SU(3)规范对称性引力相互作用：局域 Lorentz 对称性规范粒子质量:对称性自发破缺费米子质量:Yukawa 耦合 一种参数化,新的物理10感谢你的观看2019年6月2911感谢你的观看2019年6月29牛顿力学12感谢你的观看2019年6月29时间，空间点粒子：位置，速度，加速度牛顿定律 惯性 作用与反作用13感谢你的观看2019年6月29一个伟大的发现：14感谢你的观看2019年6月2915感谢你的观看2019年6月2916感谢你的观看2019年6月29相对性原理与Galilean变换17感谢你的观看2019年6月29电动力学电磁现象18感谢你的观看2019年6月29

3、麦克斯韦方程洛伦兹力19感谢你的观看2019年6月29相对性原理,洛伦兹变换20感谢你的观看2019年6月29电磁波光子:质量为零,速度为c21感谢你的观看2019年6月29狭义相对论 相对性原理 光速不变22感谢你的观看2019年6月29Lorentz变换与原时:时空对称性23感谢你的观看2019年6月2924感谢你的观看2019年6月2925感谢你的观看2019年6月29波粒二象性态的线性叠加原理互补性原理测不准原理26感谢你的观看2019年6月29States of the systemRelation of commutationHermitian operatorsSchroding

4、er equationPrinciple of identityPrinciple of measurement27感谢你的观看2019年6月29Schrodinger方程Heisenberg矩阵力学28感谢你的观看2019年6月29氢原子29感谢你的观看2019年6月29谐振子30感谢你的观看2019年6月29相对论量子力学Klein-Gordon方程电磁相互作用负能量,负几率,精细结构不正确31感谢你的观看2019年6月29Dirac方程电磁相互作用正几率,电子的自旋,精细结构正确Klein 佯谬,负能量32感谢你的观看2019年6月29反粒子,相对论的预言高能微观系统的多粒子特性量子场论

5、的必然33感谢你的观看2019年6月29l原子核内，质子与质子之间有很强的库仑排斥力，那么是如何维持原子核的稳定性的呢？l要维持原子核的稳定性，核子间必定存在相互吸引的强大的核力：强作用力l作用范围要小，导致原子结构的不稳定l引起原子核衰变，有轻子参与的相互作用弱作用力34感谢你的观看2019年6月29 对象 强度 范围 交换粒子电磁力 带电粒子间 10-2 (光子)引力 万物 10-40 G (引力子)强力 强子 1 10-15米 g (胶子)弱力 有轻子参与 10-5 10-18米 w,z0 35感谢你的观看2019年6月2936感谢你的观看2019年6月29l描述物理世界的基本语言l量子

6、力学l狭义相对论37感谢你的观看2019年6月2938感谢你的观看2019年6月29Tomonaga39感谢你的观看2019年6月29Schwinger40感谢你的观看2019年6月29R. Feynman41感谢你的观看2019年6月29Dyson42感谢你的观看2019年6月29电子与光子构成简单系统介子与光子构成简单系统43感谢你的观看2019年6月2944感谢你的观看2019年6月2945感谢你的观看2019年6月2946感谢你的观看2019年6月2947感谢你的观看2019年6月2948感谢你的观看2019年6月2949感谢你的观看2019年6月29 强相互作用与 夸克（Quark）

7、模型50感谢你的观看2019年6月29Gell-mann51感谢你的观看2019年6月29Gross52感谢你的观看2019年6月29Wilczek53感谢你的观看2019年6月29l中国古代有元气说，和阴阳五行说l在古希腊有原子说即由一种不能再分的 最小基本单元“原子”构成l亚里士多德却认为物质是连续的。l正如中国庄子、天下篇所言“一尺之棰，日取其半，万世不竭” 54感谢你的观看2019年6月29l1895年伦琴（W.C.Rntgen）发现X射线l1896年贝克勒尔(H.Becquerel)发现放射性l1897年汤姆逊(J.J.Thomson)发现电子l他们三人也因此分别获得了1901年、1

8、903年和1906年的诺贝尔物理学奖。l电子的发现对物理学的影响非常深远l物理学对象从宏观转入到了微观领域55感谢你的观看2019年6月29l1911年汤姆逊的学生卢瑟福确立了原子的有核结构l1913年卢瑟福的学生丹麦物理学家玻尔建立了量子的原子结构模型l1919提出了原子核内存在中子的设想l1932年查德威克确认了中子n的存在56感谢你的观看2019年6月2957感谢你的观看2019年6月29l质子和中子的大小约为1个费米l质 子 的 质 量 为 9 3 8 . 3 M e V ， 中 子 为939.6MeV, 电子为0.511MeVl质子和中子称为重子, 电子称为轻子l质子的寿命长于亿亿亿

9、亿年,自由中子的寿命却只有877秒，中子会衰变成质子、电子和一个新粒子反中微子.l这是否预示着质子、中子内部还有结构？58感谢你的观看2019年6月29l 1931年狄拉克预言：存在着反电子l1932年安德逊发现了正电子，并因此获得了1936年的诺贝尔物理学奖ee 2 1931年泡利预言中存在微子，不带电，质量为零 1935年汤川秀树预言介子的存在，1947年鲍威尔发现介子59感谢你的观看2019年6月29介子： J=0， ， 0 ， k ， k0重子: J=1/2， p，n， ，0，0，且每种粒子都有反粒子，总数达数百种。然而混乱中存在秩序，类似于元素周期表，上述粒子也满足一定的规律，表明粒

10、子内部还有结构60感谢你的观看2019年6月29 轻子 (电荷) 夸克 (电荷) vee01)()(downdupu3/ 13/2第一代uv01)()(charmcstranges3/ 23/ 101)()(toptbottomb3 / 23 / 1第二代第三代61感谢你的观看2019年6月2962感谢你的观看2019年6月2963感谢你的观看2019年6月2964感谢你的观看2019年6月2965感谢你的观看2019年6月29强子质量谱66感谢你的观看2019年6月2967感谢你的观看2019年6月29Glashow68感谢你的观看2019年6月29S. Weinberg69感谢你的观看20

11、19年6月29Salam70感谢你的观看2019年6月29T Hooft71感谢你的观看2019年6月29Veltman72感谢你的观看2019年6月29l1896年贝克勒尔(H.Becquerel)发现放射性l1931年Pauli提出中微子l1933年Fermi理论l1956年宇称不守恒（LeeYangWu)l1958年VA理论l1963年Cabibbo理论l1967年Weinberg理论l1971年t HooftVeltman证明l1972年GIM机制弱相互作用与粒子的衰变73感谢你的观看2019年6月2974感谢你的观看2019年6月29Higgs 粒子,弱电对称性破缺,费米子质量强、弱、电三种相互作用的统一超对称理论和超引力理论量子引力理论 超弦理论75感谢你的观看2019年6月2976感谢你的观看2019年6月2977感谢你的观看2019年6月2978感谢你的观看2019年6月29End of the Fifth Lecture79感谢你的观看2019年6月29