粤教版高中物理选修3-5小粒子与大宇宙.ppt

  小粒子与大宇宙 一、从小粒子到大宇宙——空间跨度 人类目前所能研究的物质世界的空间尺度，约从________到________，共跨越了大约42个数量级． 二、从粒子寿命到宇宙年龄——时间跨度 物质世界的时间尺度，约从_______到_____，也跨越了将近43个数量级． 10－15m 1027m 10－25s 1018s 课前自主学习 一、揭秘粒子世界 1．粒子世界 (1)电子、质子和中子 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、质子和中子．随着科学家们的研究逐步发现了数以百计的不同种类的新粒子，它们都不是由质子、中子、电子组成的，又发现质子、中子等本身是复合粒子，并且还有着自己的复杂结构，所以电子、质子、中子并不是组成物质世界的基本粒子． 核心要点突破 (2)新粒子 从20世纪30年代以来，人们在对宇宙射线观测时，发现了一些新粒子，宇宙射线中粒子的能量很高，但数量很少．人们用高能加速器进行实验，发现了更多的粒子．如1932年发现了正电子，1937年发现了μ子，1947年发现了K介子和π介子． 2．粒子的分类 按照粒子与各种相互作用的关系，可以将粒子分为三大类：强子、轻子和媒介子． (1)强子：强子是参与强相互作用的粒子，质子、中子、介子和超子都属于强子，其中质子是最早发现的强子． (2)轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子．到现在为止，共发现6种轻子，它们是：电子，电子中微子，μ子，μ子中微子，τ子，τ子中微子．其中最早发现的轻子是电子． (3)媒介子：媒介子是传递各种相互作用的粒子．如光子、中间玻色子、胶子．光子传递电磁相互作用，中间玻色子(W±、Z°)传递弱相互作用，胶子传递强相互作用． 特别提醒： 根据粒子参与的相互作用进行分类，而不是根据粒子质量，如τ子的质量比核子的质量大，但从力的性质分析它仍属于轻子． 3．反粒子 许多粒子都存在着质量与其相同而电荷及其他一些物理性质与其相反的粒子，这些粒子叫做反粒子． 特别提醒： (1)电子的反粒子是正电子，质子的反粒子是反质子． (2)粒子和它的反粒子相遇时会发生湮灭而转化为一对光子． 即时应用(即时突破，小试牛刀) 1.(单选)关于粒子，下列说法中正确的是 (　　) A．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 B．质量比核子大的粒子都参与强相互作用 C．强子、轻子、媒介子都由更基本的粒子夸克组成 D．许多粒子都存在反粒子 解析：选D.质子、中子本身有复杂结构，A错误；τ子的质量比核子的质量大，但它属于轻子，不参与强相互作用，B错误；现代实验还没有发现轻子的内部结构，C错误． 【精讲精析】　每个夸克均受到其余两个夸克的静电力作用，由对称性知上夸克受到静电力的合力向下．右边下夸克受力如图所示，因 【答案】　B 【方法总结】　 (1)夸克具有点状结构，可利用库仑定律求出静电力． (2)求两个力的合力时，可先将较大的力正交分解． 谢 谢