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第 五 章 原子核
第5節 “基本”粒子
1.初步了解粒子物理學的基礎知識。
2. 知道粒子的分類及其作用，了解夸克模型。
圖中顯示的是質子碰撞后粒子的軌跡。20世紀，人們通過對粒子碰撞和宇宙線的觀測，發現了很多新粒子。這些新發現的粒子分為哪幾類？
彼此之間有什么關系？
“基本”粒子不基本
傳統的“基本粒子”
①科學家們逐漸發現了數以百計的不同種類的新粒子
光子
分子
原子
原子核
電子
中子
質子
“基本粒子”不基本的原因
②科學家們又發現質子、中子等本身也有自己的復雜的結構
發現各種微粒的科學家
道爾頓（原子）
湯姆遜（電子）
盧瑟福（質子）
蓋爾曼（夸克）
查德威克（中子）
一、發現新粒子
粒子加速器——幫助發現更多新粒子
反粒子（反物質）
它們的質量、壽命、自旋等物理性質與過去發現的粒子相同，而電荷等其他性質相反。
例如，電子和正電子，質子和反質子等由反粒子構成的物質叫反物質。
反粒子（反物質）最顯著的特點是當它們與相應的正粒子（物質）相遇時，會發生“湮滅”，即同時消失而轉化成其他的粒子。
二、粒子的分類
分類 參與的相互作用 發現的粒子 備　　注
強子 參與強相互作用 質子、中子、介子、超子 強子有內部結構,由夸克構成
輕子 不參與強相互作用 電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、 τ子、τ子中微子 未發現內部結構
規范玻 色子 傳遞各種相互作用 光子、中間玻色子（W 和 Z 玻色子）、膠子 光子、中間玻色子、膠子分別傳遞電磁、弱、強相互作用
希格斯 玻色子 — — 希格斯玻色子是這幾種基本粒子中最后一個被發現的
夸克模型
思考
夸克模型的提出有什么物理意義？
夸克模型的提出是物理學發展史中的一個重大突破，它指出電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分數電荷．而另一方面也說明科學正是由于一個一個的突破才得到進一步的發展．
夸克 質量 電荷 e 自旋 重子數 同位旋 同位旋分量 奇異數 超荷 粲數 底數 頂數
d 下夸克 0.008 -1/3 1/2 1/3 1/2 -1/2 0 +1/3 0 0 0
u 上夸克 0.004 2/3 1/2 0 +1/3 0 0 0
s 奇夸克 0.15 -1/3 0 0 -1 -2/3 0 0 0
c 粲夸克 1.5 2/3 0 +1/3 +1 0 0
b 底夸克 4.7 -1/3 0 +1/3 0 +1 0
t 頂夸克 174 2/3 0 +1/3 0 0 +1
拓展：夸克與粒子物理標注模型
夸克模型的提出是物理學發展中的一個重大突破，它指出電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分數電荷。
夸克模型提出的意義
1. 關于粒子，下列說法中正確的是(　　)
A. 光子、電子、質子和中子是組成物質的不可再分的最基本粒子
B. 質量比核子大的粒子都參與強相互作用
C. 強子、輕子、媒介子都由更基本的粒子夸克組成
D. 許多粒子都存在反粒子
D
2. 根據宇宙大爆炸的理論，在宇宙形成之初是“粒子家族”盡顯風采的時期，那么在大爆炸之后最早產生的粒子是(　　)
A. 夸克、輕子、膠子等粒子
B. 質子和中子等強子
C. 光子、中微子和電子等輕子
D. 氦核、氚核、氦子等輕核
A
3. 宇宙誕生過程中，產生如下粒子：①光子、中微子、電子等大量輕子；②氘核、氚核、氦3、氦核等輕核；③夸克、輕子、膠子等粒子；④質子和中子等強子；⑤電子、質子、氦核的混合電離氣體；⑥電子、質子復合成為中性氫原子。
根據宇宙大爆炸理論，以上粒子形成的先后順序是( 　　)
A. ①②③④⑤⑥ B. ③①④②⑤⑥
C. ③④①②⑤⑥ D. ①③④②⑥⑤
AC
“基本”粒子
基本粒子不“基本” 發現新粒子
夸克模型
輕子
強子
規范玻色子
粒子的分類
希格斯玻色子

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