内容正文:
5.“基本”粒子
第五章 原子核
人教版 物理 选择性必修第三册
一、“基本”粒子
“基本”粒子是指 光子 、电子、质子和中子。
微思考1“基本”粒子为什么将“基本”二字去掉了?
提示:因为一方面,科学家们逐渐发现了数以百计的不同种类的新粒子,它们并不能看作由质子、中子、电子组成的;另一方面,科学家们又发现质子、中子等本身也有自己的复杂结构。
基础认识
二、发现新粒子
1.从20 世纪30 年代以来,人们在对宇宙线的研究中陆续发现了一些新的粒子。1932年发现了正电子,1937年发现了μ子,1947年发现了K介子和π介子。后来还发现了一些粒子,质量比质子的质量大很多,叫作 超子 。
2.下表是自20世纪30年代至今物理学家通过实验发现的一部分新粒子。
时间 粒子
1931~1940年 正电子、μ子
1941~1950年 K介子和π介子
1951~1960年 反质子、电子中微子
1961~1970年 μ子中微子
1971~1980年 τ子、胶子、J/Ψ介子
1981~1990年 W和Z玻色子
1991~2000年 τ子中微子
2001年至今 希格斯玻色子
3.反粒子: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 的粒子,叫作反粒子。
微思考2所有的粒子都存在反粒子吗?
提示:实验发现,许多粒子都有和它质量相同而电荷及其他一些物理量相反的粒子。按照粒子的对称性,有一个粒子,就应该有一个反粒子。
三、粒子的分类
发现的粒子达400多种,它们大体可被分为强子、轻子、 规范玻色子 和希格斯玻色子几种类别。
1.强子: 强子是参与 强相互作用 的粒子。质子和中子都是强子。
2.轻子:轻子不参与强相互作用。目前发现的轻子只有6种,有电子、电子中微子、μ子、μ子中微子以及τ子和τ子中微子。每种轻子都有对应的 反粒子 。
3.规范玻色子:规范玻色子是传递 各种相互作用 的粒子,如光子、中间玻色子(W和Z玻色子)、胶子。光子传递 电磁 相互作用,中间玻色子传递弱相互作用,胶子传递 强 相互作用。
4.希格斯玻色子:希格斯玻色子是希格斯场的 量子 激发。基本粒子因与希格斯场耦合而获得质量。
微思考3轻子的质量都比强子的质量小吗?
提示:不是。τ子的质量比核子的质量还大。
微训练1关于粒子的分类,目前人们认为粒子世界是由下