人教版（2019）高中物理 选择性必修第三册 第5章 第5节　“基本”粒子课件 19张PPT

第5节　“基本”粒子
核心
素养
物理观念
科学思维
1.了解构成物质的“基本”粒子。
2.了解近代发现的粒子。
3.知道粒子的分类。
4.了解夸克模型的内容。
体会感受科学发展过程中蕴藏着的科学和人文精神。
知识点一　“基本”粒子和发现新粒子
[观图助学]
如图显示的是质子对质子碰撞后粒子的径迹，分叉的径迹表明有新的粒子产生，这是否说明质子仍有其内部结构呢？即质子可能是由更小的粒子组成。
一一
1.“基本”粒子不基本
“基本粒子”：直到19世纪末，人们认为光子、______、质子、中子是“基本粒子”，随着科学的发展，一方面逐渐发现了数以百计的新粒子，它们都不是由中子、质子、电子组成的；另一方面科学家又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。因此，20世纪后半期，就将“基本”二字去掉，统称粒子。
电子
2.发现新粒子
(1)20世纪30年代以来，人们对宇宙射线的研究和加速器、对撞机的开发及应用，现已发现的新粒子达________多种。
(2)反粒子
实验中发现，存在着这样一类粒子，它们的质量、寿命、自旋等物理性质与过去已经发现的粒子相同，而电荷等其他性质相反，这些粒子叫作反粒子。
400
[思考判断]
(1)质子、中子、电子都是不可再分的基本粒子。( )
(2)质子和反质子的电荷量相同，电性相反。( )
×
√
知识点二　粒子的分类和夸克模型
1.粒子的分类
目前发现的粒子大体可被分为______、______、____________和______________几种类别。
2.夸克模型
(1)夸克的提出：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的__________，认为强子是由______构成的。
(2)夸克的种类：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)。
强子
轻子
规范玻色子
希格斯玻色子
夸克模型
夸克
(4)夸克的意义：电子电荷不再是电荷的______单位。
(5)夸克的“禁闭”：夸克不能以______的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。
最小
自由
[观察探究]
如图所示为粒子发展示意图。
(1)为什么现在将“基本”二字去掉，统称为粒子？
(2)为什么说夸克模型是物理学发展中的一个重大突破？
?
核心要点
新粒子的发现和分类
提示　(1)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子都不是由质子、中子、电子组成的，又发现质子、中子等本身也有自己的复杂结构。所以现在将“基本”二字去掉，统称为粒子。
(2)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。
[探究归纳]
1.新粒子的发现
(1)1931～1940年发现正电子μ子。
(2)1941～1950年发现K介子和π介子。
(3)1951～1960年发现反质子和电子中微子。
(4)1861～1870年发现μ子中微子。
(5)1971～1980年发现τ子、胶子、3/4介子。
(6)1981～1990年发现W和Z玻色子。
(7)1991～2000年发现τ子中微子。
(8)2001～至今发现希格斯玻色子。
2.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；强子又可分为介子和重子
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
?
目前最后一个被发现
是由希格斯的量子激发
A.0和0 B.0和1
C.1和0 D.1和1
审题指导　解答本题时应注意以下三点
(1)核反应根据质量数和电荷数守恒，判断质量数和电荷数。
(2)正电子和负电子的湮灭，根据质能方程判断光子的能量。
(3)根据动量守恒定律判断产生光子的个数。
解析　(1)发生核反应前后，粒子的质量数和电荷数均不变，据此可知中微子的质量数和电荷数都是0，选项A正确。
答案　(1)A　(2)8.2×10－14 J　此过程遵循动量守恒定律