高中物理5 “基本”粒子备课课件ppt

这是一份高中物理5 “基本”粒子备课课件ppt，文件包含55“基本”粒子课件-点石成金系列2021-2022学年高中物理课件人教版2019选择性必修第三册pptx、宇宙五大时代一分钟看完宇宙进化史亿万年后地球什么样mp4、宇宙大爆炸最初的三分钟发生了什么你会感到不可思议mp4等3份课件配套教学资源，其中PPT共30页， 欢迎下载使用。

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？
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。
所以，从20世纪后半期起，就将"基本"二字去掉，统称为粒子。
科学家们又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构
1、部分新粒子的实验发现年代
1932年发现了正电子
后来还发现了一些粒子，质量比质子的质量大，叫做超子。
⑴1931——1970年发现的新粒子
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，人们发现了更多的粒子。
⑶1971——2001年发现的新粒子
现在已经发现的粒子达到400多种
①研究宇宙线发现新的粒子
②利用加速器发现新的粒子
粒子的质量、寿命、自旋等物理性质与过去发现的粒子相同，电荷等其他性质相反。
由反粒子构成的物质叫反物质
反粒子（反物质）最显著的特点是当它们与相应的正粒子（物质）相遇时，会发生“湮灭”，即同时消失而转化成其他的粒子。
物理实验研究中，发现了很多反粒子
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
⑶τ子的质量比核子的质量还大
根据相互作用的性质分类
⑴没有发现轻子的内部结构
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
4、希格斯玻色子：希格斯场的量子激发。
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。
现在已经发现的粒子达400多种。它们大体可被分为强子、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子几种类别。
夸克与粒子物理标注模型
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。
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。
下夸克d 上夸克u 奇夸克s
粲夸克c 底夸克b 顶夸克t
介子（夸克和反夸克组成）
每种夸克都有对应的反夸克
夸克不能以自由的状态单个出现
在夸克模型的基础上，科学家们发展出了描述强相互作用的系统理论——量子色动力学。
以量子色动力学和电弱统一理论为核心，人们已经完成了一整套关于粒子的理论，称为粒子物理标准模型。
标准模型和大量实验吻合得很好，取得了很大的成功。在标准模型中，夸克、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子是组成物质的几类最基本的粒子。
华人科学家在粒子物理学领域的杰出贡献
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
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
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
发现J粒子，领导阿尔法磁谱仪项目，1976年获诺贝尔奖
【例题1】目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。u夸克所带的电荷量为 ,d夸克所带的电荷量为 ,e为元电荷,下列论断中可能正确的是(　　)
A.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成
【例题2】关于粒子,下列说法正确的是(　　)A.电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子B.强子都是带电粒子C.夸克模型是探究轻子结构的理论D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
【例题3】太阳放出的大量中微子向地球飞来，但实验测定的数目只有理论的三分之一，后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个μ子和一个τ子.若在衰变过程中μ子的速度方向与中微子原来的方向一致，则τ子的运动方向（ ）A.一定与μ子同方向B.一定与μ子反方向C.一定与μ子在同一直线上D.不一定与μ子在同一直线上
根据题中给出的信息，中微子在衰变过程中分裂为μ子和τ子，符合动量守恒定律，mv0＝mμvμ＋mτvτ，因此mτvτ＝mv0－mμvμ，当μ子与中微子速度方向相同时，则τ子运动方向与μ子运动方向只能是同向或反向，即在同一直线上，但由于不知道中微子和μ子的动量大小，因此具体方向无法判断，所以A、B、D错误，C项正确.
1、氦原子核由两个质子与两个中子组成，两个质子之间存在着万有引力、库仓力和核力，则这三种力从大到小的排列顺序是（ ）A.核力、万有引力、库仑力B.万有引力、库仑力、核力C.库仑力、核力、万有引力D.核力、库仑力、万有引力
2、（多选）下列说法正确的是（ ）A.原子是组成物质的不可再分的最小粒子B.原子是最大的粒子C.原子由原子核和核外电子构成，质子和中子构成了原子核D.质子、中子本身也是复合粒子，它们也有着自己复杂的结构
3、(多选)关于人们发现的新粒子,下列说法正确的是(　 　)A.许多粒子都有自己的反粒子B.电子属于轻子C.质子属于强子D.光子属于轻子
根据粒子的分类、粒子与反粒子的描述知A、B、C正确;光子属于规范玻色子,D错误。
4、(多选)下列说法正确的是(　 　)A.目前还未发现轻子的内部结构B.自然界存在着的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律,对基本粒子不适用C.反粒子与其对应的粒子相遇时,会发生湮灭现象D.强子是参与强相互作用的粒子,质子是最早发现的强子
现代实验中还没有发现轻子的内部结构,故A正确;能量守恒定律等对基本粒子也适用,故B错误;反粒子与其相应的粒子带等量异种电荷,反粒子与其对应的粒子相遇时会发生湮灭现象,故C正确;质子是最早发现的强子,故D正确。
5.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：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。