【新教材】高中物理选择性必修三--5.5“基本”粒子 同步精选课件（16页ppt）

(共16张PPT)
第
节
5
“基本”粒子
高中物理 选择性必修第三册
第五章
学习目标
1.初步了解粒子物理学的基础知识及粒子的分类。
2.感悟人类对物质结构的认识是不断深入的，通过对这些微观世界相关内容的学习形成相对完整、科学的物质观念。
引入
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？
基本粒子，基本？
分子
原子
质子
中子
电子
夸克
人类通过粒子碰撞和宇宙线观测，发现了很多新粒子。这些粒子可以分为几类？彼此之间有什么关系？
一、“基本”粒子不基本
1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢？
发现了电子、质子和中子后，许多人认为光子和它们是组成物质的“基本粒子”。
逐渐发现了数以百计的不由质子、中子、电子组成的新粒子；又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。从20世纪后半期起，就将“基本”二字去掉，统称为粒子。
19世纪末都认为原子是组成物质的最小微粒。
二、发现新粒子
1931-1940年
1941-1950年
1951-1960年
1961-1970年
1971-1980年
1981-1990年
1991-2000年
1901年至今
正电子、μ子
K介子和π介子
反质子、电子中微子
μ子
τ子、胶子、J/Ψ介子
W和Z玻色子
τ子中微子
希格斯玻色子
粒子加速器有助于发现更多的新粒子
反粒子
质量、寿命、自旋等物理性质相同而电荷等其他性质相反的粒子。
电子
正电子
质子
反质子
现在已经发现的粒子达到400多种。
二、发现新粒子
三、粒子的分类
分类 参与的相互作用 发现的粒子 备　　注
强子 参与强相互作用 质子、中子、介子、超子 强子有内部结构,由夸克构成
轻子 不参与强相互作用 电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子 未发现内部结构
规范玻 色子 传递各种相互作用 光子、中间玻色子、胶子 光子、中间玻色子、胶子分别传递电磁、弱、强相互作用
希格斯 玻色子 — — 希格斯玻色子是这几种基本粒子中最后一个被发现的
例 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2/3e,d夸克所带的电荷量为-1/3e,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
B
四、夸克模型
1964年物理学家盖尔曼提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克quark。夸克模型经过几十年的发展，已被多数物理学家接受。
六种夸克： 上夸克u、下夸克d、奇异夸克s、粲夸克c、底夸克b、顶夸克t。
夸克带电荷为元电荷的2/3或-1/3倍。每种夸克都有对应的反夸克。
夸克模型指出电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷。
本课小结
”基本“粒子
“基本粒子”
新粒子
媒介子
轻子
强子：夸克
当堂检测
1.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.强子都是带电的粒子
C.夸克模型是探究三大类粒子结构的理论
D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
D
【解析】A、B错：质子、中子是由不同夸克组成的，它们不是最基本的粒子；不同夸克构成的强子，有的带电，有的不带电。
C错，D对：夸克模型是研究强子结构的理论，不同夸克带电不同，有和，说明电子电荷不再是电荷的最小单位。
B
3.现在科学家正在设法探寻“反物质”。所谓“反物质”就是由“反粒子”构成的物质，“反粒子”和其他相应的“正粒子”具有相同的电荷量和相同的质量，但电性相反。据此：
（1）若有反α粒子，则它的质量数为　　　　，电荷数为　　　　。
（2）一对正、负电子相遇发生了湮灭，转化为一对频率相同的光子，已知电子的质量为me=9.1×10-31 kg，普朗克常量h=6.63×10-34 J·s，则这两个光子的频率约为　　　　Hz。（保留两位有效数字）
4
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1.2×1020
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