人教版高中物理选修3-5课件:19.8 粒子和宇宙.ppt
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1、 1 1、了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史;、了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史; 2 2、初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一。、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。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。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 1“基本粒子”不基本“基本粒子”不基本 直到直到1919世纪末,人们都认
2、为原子是组成物质的不可再分的最世纪末,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、小微粒,后来发现了电子、_和和_,又认为它们是,又认为它们是 组成物质的基本粒子现在已发现粒子有组成物质的基本粒子现在已发现粒子有400400余种,有些也具有复余种,有些也具有复 杂的杂的_ 2 2发现新粒子发现新粒子 (1)(1)新粒子:新粒子:2020世纪世纪3030年代人们对年代人们对_的研究发现一些的研究发现一些 新粒子,人们用高能加速器进行实验发现更多新粒子,新粒子,人们用高能加速器进行实验发现更多新粒子,19321932年发年发 现了现了_,19371937年发现年发现_,1947
3、1947年发现年发现_和和 介子及以后的超子、反粒子等介子及以后的超子、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 底夸克底夸克 顶夸克 4宇宙的演化宇宙的演化 研究微观世界的粒子物理、量子理论,与研究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。不同时间里,对应的温度不同,组成宇宙的物质不相同。 5恒星的演化恒星的演化 当温度降到当温度降到_时,中性原子组成的宇宙尘埃在时,中性原子组成的宇
4、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)19世纪末,许多人认为光子、电子、质子和中子是组世纪末,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成物质的不可再分的最基本粒子 (2)从从20世纪起科学家陆续发现了世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的新粒子,多种同种类的新粒子,
5、 它们不是由质子、中子、电子组成的它们不是由质子、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粒子,且还有着复杂的结构 (4)研究粒子的主要工具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”不基本一、“基本粒子”不基本 1.“基本粒子基本粒子”不基本不基本 分类分类 自旋自旋 泡利不相容原泡利不相容原 理理 统计规律统计规律 费米子费米子 ( (电子、质子、中子电子、质子、中子 等各种重子等各种重子) ) 服从服从
6、 费米费米狄拉克统计狄拉克统计 分布分布 玻色子玻色子 ( 光子、光子、 介子介子 K介子、介子、 介子介子 ) 整数整数 0 0 或或 1 1 等等 不服从不服从 玻色玻色 爱因斯坦统爱因斯坦统 计分布计分布 2. 粒子粒子的分类的分类 (1)按自旋分类)按自旋分类 3.共振态粒子共振态粒子 寿命极短(约寿命极短(约10-23s) 万有引力万有引力 电磁力电磁力 弱相互作用弱相互作用 强相互作用强相互作用 引力子引力子 光子光子 轻子轻子 强子强子 正、反粒子物理量的绝对值都相同,但某些物理量正、反粒子物理量的绝对值都相同,但某些物理量 ( 如电荷、磁矩如电荷、磁矩 等等 ) 的符号相反。的
7、符号相反。 引力子引力子 自旋应为自旋应为2、静止质量和电荷为零,以光速运动。、静止质量和电荷为零,以光速运动。 光子光子 自旋为自旋为1,是玻色子。是玻色子。 3. 正粒子、反粒子正粒子、反粒子 4. 按相互作用分类按相互作用分类 分类分类 正反粒正反粒 子子 自旋自旋 电荷量电荷量 e 重子数重子数B 轻子数轻子数 寿命寿命10-6s 轻轻 子子 电子、电子、 子、子、 子子 0 -1 +1 稳定稳定 2.2 2.3 稳定稳定 中中 微微 子子 e e e e LLLe 轻子(轻子(共共1212种种) 中微子系中性粒子,质量为零,只参与弱相互作用。中微子系中性粒子,质量为零,只参与弱相互作
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