叫三声夸克_课件.ppt

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1、叫三声夸克物质分子原子原子核质子，中子（基本粒子的强子）夸克还有盒子吗？主讲人：李高宇习题：物质结构电子（-）物质分子原子质子（+）原子核中子夸克夸克是兼有强相互作用和弱相互作用的粒子。夸克首选是从理论上推导出来的，以后才陆续发现。最后一个夸克-----顶夸克于1995年初才被发现。　　夸克有6种，划分为3对，分别是上夸克(U)和下夸克(D)，奇异夸克(S)和粲夸克(C)，以及顶夸克(T)和底夸克(B)。微观世界～量子力学的发展～今日夸克19世纪接近尾声的时候，玛丽·居里打开了原子的大门，证明原子不是物质的最小粒子。很快科学家就发现了两种

2、亚原子粒子：电子和质子。1932年，詹姆斯·查德威克发现了中子，这次科学家们又认为发现了最小粒子。　　20世纪30年代中期发明了粒子加速器，科学家们能够把中子打碎成质子，把质子打碎成为更重的核子，观察碰撞到底能产生什么。20世纪50年代，唐纳德·格拉泽（DonaldGlaser）发明了“气泡室”，将亚原子粒子加速到接近光速，然后抛出这个充满氢气的低压气泡室。这些粒子碰撞到质子（氢原子核）后，质子分裂为一群陌生的新粒子。这些粒子从碰撞点扩散时，都会留下一个极其微小的气泡，暴露了它们的踪迹。科学家无法看到粒子本身，却可以看到这些气泡的踪迹。　　

3、气泡室图像上这些细小的轨迹（每条轨迹表明一个此前未知的粒子的短暂存在）多种多样，数量众多，让科学家既惊奇又困惑。他们甚至无法猜测这些亚原子粒子究竟是什么。默里·盖尔曼1929年出生于曼哈顿，是个名副其实的神童。3岁时，他就能心算大数字的夸克之父盖尔曼乘法；7岁拼单词比赛赢了12岁的孩子；8岁时的智力抵得上大部分大学生。可是，在学校里他感到无聊，坐立不安，还患有急性写作障碍。虽然完成论文和研究项目报告对他而言很简单，他却很少能完成。　　尽管如此，他还是顺利地从耶鲁大学本科毕业，先后在麻省理工学院、芝加哥大学（为费米）工作，在普林斯顿大学（为奥

4、本海默）工作。24岁时，他决定集中精力研究气泡室图像里的奇怪粒子。通过气泡室图像，科学家可以估测每个粒子的大小、电荷、运动方向和速度，但是却无法确定它们的身份。到1958年，有近100个名字被用来鉴别和描述这些探测到的新粒子。　　默里·盖尔曼认为，如果应用关于自然的几种基本概念，就可能会弄清楚这些粒子。他先假定自然是简单、对称的。他还假定像所有其他自然界中的物质和力一样，这些亚原子粒子是守恒的（即质量、能量和电荷在碰撞中没有丢失，而是保存了下来）。用这些理论作指导，到今天为止我们对物质的结构的认识盖尔曼开始对质子分裂时的反应进行分类和简化处

5、理。他创造了一种新的测量方法，称为“奇异性（strangeness）”。这个词是他从量子物理学引入的。奇异性可以测量到每个粒子的量子态。他还假设奇异性在每次反应中都被保存了下来。　　盖尔曼发现自己可以建立起质子分裂或者合成的简单反应模式。但是有几个模式似乎并不遵循守恒定律。之后他意识到如果质子和中子不是固态物质，而是由3个更小的粒子构成，那么他就可以使所有的碰撞反应都遵循简单的守恒定律了。　　经过两年的努力，盖尔曼证明了这些更小的粒子肯定存在于质子和中子中。他将之命名为“k-works”，后来缩写为“kworks”。之后不久，他在詹姆斯·乔

6、伊斯（JamesJoyce）的作品中读到一句“三声夸克（threequarks）”，于是将这种新粒子更名为夸克（quark）。诺贝尔奖得主李政道教授的讲演稿。特别指出“所有强作用的粒子都是由夸克组成的，但是我们却不能把单个夸克分离出来。”李政道把夸克(或层子)是否存在称作一个至今未解开的謎。　　在中国展开的这场争论，引起了国际科学界的注意。崔君达教授的文章《SU3理论中夸克假设是不需要的》一文，发表在1999年第4期的美国《强子》杂志上，并被收入《本千年中悬而未决的科学基础问题》文集，被美国国会图书馆收藏。盒子里还有盒子吗？夸克模型课上思

7、考一材料1：古希腊认为：物质不可以无限分割。材料2：古代中国认为：“一尺之棰，日取其半，万事不竭。”请同学们思考：物质可以无限分割吗？有一天，我们是否能够找到物质的最基本单元。答案一近年来，越来越多的物理学家认为基本粒子这个名称是不确切的，组成物质的最基本单元可能并不存在，物质是无限可分的。物理学界倾向与把基本粒子改称粒子，把基本粒子物理学改称为粒子物理学。原子小史原子论是古希腊哲学家提出的一种重要思想。按希腊语原子就是不可分割的意思。后来，罗马人卢克莱修用这样的诗句表达：物体或者说物质要素，都是由原始粒子集合而成；虽有雷霆万钧之力，要破坏

8、物质元素也不可能。想一想1、课文题目是什么意思？（从书上找出相关文字来说明）2、课文以盒子里面有盒子为比喻，来说明物质结构的特点。请你根据课文填写物质的盒式结构图。原子原子核强子