第五章　5　“基本”粒子

DIWUZHANG第五章5

“基本”粒子1.了解粒子的發(fā)現(xiàn)史。2.知道粒子的分類及特點(diǎn)(重點(diǎn))。3.了解夸克模型。

學(xué)習(xí)目標(biāo)一、發(fā)現(xiàn)新粒子二、粒子的分類三、夸克與粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型

內(nèi)容索引發(fā)現(xiàn)新粒子一1.“基本”粒子(1)人們認(rèn)為光子、電子、

和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子，把它們叫作“基本粒子”。(2)隨著科學(xué)的發(fā)展，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)很多新粒子不能看作由質(zhì)子、

、電子組成，并發(fā)現(xiàn)

、中子等本身也有自己的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。質(zhì)子中子質(zhì)子2.發(fā)現(xiàn)新粒子(1)1932年發(fā)現(xiàn)了

，1937年發(fā)現(xiàn)了μ子，1947年發(fā)現(xiàn)了K介子和π介子，后來發(fā)現(xiàn)了超子等。(2)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，存在著這樣一類粒子，它們的質(zhì)量、壽命、自旋等物理性質(zhì)與過去已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子相同，而電荷等其他性質(zhì)相反，這些粒子叫作

。正電子反粒子

為了探究宇宙起源，科學(xué)家將利用阿爾法磁譜儀(AMS)在太空中尋找“反物質(zhì)”，所謂“反物質(zhì)”是由“反粒子”構(gòu)成的?！胺戳Ｗ印迸c其對應(yīng)的正粒子具有相同的質(zhì)量和相同的電荷量，但電荷的符號相反，則反氫原子是A.由1個(gè)帶正電荷的質(zhì)子和1個(gè)帶負(fù)荷的電子構(gòu)成B.由1個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和1個(gè)帶正電荷的正電子構(gòu)成C.由1個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和1個(gè)帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成D.由1個(gè)不帶電荷的中子和1個(gè)帶正電荷的正電子構(gòu)成例1√反氫原子由1個(gè)帶負(fù)電荷的反質(zhì)子和1個(gè)帶正電荷的正電子構(gòu)成。故選B。

人們在對宇宙射線的研究中，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些新的粒子，K介子和π介子都是科學(xué)家在1947年發(fā)現(xiàn)的。K-介子的衰變方程為K-→π0+π-，其中K-介子和π-介子帶負(fù)電，電荷量等于元電荷的電荷量，π0介子不帶電。如圖所示，一個(gè)K-介子沿垂直于磁場的方向射入勻強(qiáng)磁場中，其軌跡為圖中的圓弧虛線，K-介子衰變后，π0介子和π-介子的軌跡可能是例2√π0介子不帶電，在磁場中不偏轉(zhuǎn)，π-介子帶負(fù)電，在磁場中洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動，再根據(jù)動量守恒定律判定知A正確。返回粒子的分類二1.強(qiáng)子：是

(填“參與”或“不參與”)強(qiáng)相互作用的粒子。

和

都是強(qiáng)子。2.輕子：

(填“參與”或“不參與”)強(qiáng)相互作用。

、電子中微子、μ子、μ子中微子以及τ子和τ子中微子都是已發(fā)現(xiàn)的輕子。3.規(guī)范玻色子：是

各種相互作用的粒子，如

、中間玻色子(W和Z玻色子)、膠子。4.希格斯玻色子：是希格斯場的量子激發(fā)。參與質(zhì)子中子不參與電子傳遞光子

(多選)關(guān)于粒子，下列說法正確的是A.質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子B.質(zhì)子、中子本身也是復(fù)合粒子，它們具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C.質(zhì)子是帶電的強(qiáng)子D.光子是希格斯玻色子例3√√質(zhì)子和中子是由不同的夸克組成的，它們不是最基本的粒子，故A錯(cuò)誤，B正確；不同的夸克組成的強(qiáng)子，有的帶電，有的不帶電，質(zhì)子是帶正電的強(qiáng)子，故C正確；光子是規(guī)范玻色子，故D錯(cuò)誤。返回夸克與粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型三1.夸克、夸克模型：1964年，美國科學(xué)家蓋爾曼等人提出了夸克模型，認(rèn)為強(qiáng)子由更基本的成分組成，這種成分叫作

。2.夸克的種類：上夸克(u)、下夸克(d)、奇異夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和頂夸克(t)。3.意義：電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分?jǐn)?shù)電荷。4.粒子物理標(biāo)準(zhǔn)模型是一整套關(guān)于

的理論。其中，

、

、

和

是