5.5 “基本”粒子 导学案-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

西安市育才中学特色课堂教学模式 2023-2024学年度第二学期 高二年级物理学科导学案 编写：王玲 审核：肖杏丽 授课时间： 班级： 学生姓名： 5.5 “基本”粒子 【学习目标】1.从宏观到微观认识粒子的结构，形成的关于粒子、粒子与相互作用、夸克模型等的基本认识。2．能够分清粒子大小的数量级以及相互组成的关系，知道当前还有许多新粒子被不断发现。3．通过研究宇宙射线和强子对撞机，是发现新粒子的两种方法。 【自主预习】 一、“基本”粒子 1．“基本粒子”不基本 （1）传统的“基本粒子”：光子、 、质子和 。 （2）“基本粒子”不基本的原因 ①科学家们逐渐发现了数以百计的 的新粒子。 ②科学家们又发现质子、中子等本身也有自己的 。 2．发现新粒子 1932年发现了 ，1937年发现 ，1947年发现K介子和π介子，后来又发现超子、反粒子等。 3．粒子的分类 （1）强子：参与 作用的粒子。 和 都是强子。 （2）轻子：不参与强相互作用，有 、电子中微子、μ子、 、τ子、τ子中微子。 （3）规范玻色子： 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 相互作用，中间玻色子传递 相互作用，胶子传递 相互作用。 （4）希格斯玻色子：是希格斯场的 。 【问题探究】 1.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？ 2.仔细观察下列图片。 （1）如图甲所示，曾经许多人认为电子、质子、中子和光子是组成物质的不可再分的最基本的粒子，称为“基本粒子”。后来发现质子、中子等本身也有复杂的结构，你有什么猜想？ （2）如图乙是安德森1932年拍摄到的照片，宇宙射线从上方射入，在磁场的作用下偏转，穿过铅板后轨迹半径变小。经测量这种射线粒子的质量与电子相等，但受到的洛伦兹力方向与电子相反，你有什么猜想？ （3）20世纪30年代以来，通过研究宇宙射线及加速器中粒子的碰撞，发现了很多新粒子，这么多粒子错综复杂，应该如何分析、研究？ （4）许多实验事实表明质子、中子等强子有内部结构。为了解释这些现象，1964年盖尔曼提出了夸克模型。观察图丙所示夸克模型，夸克带电量的特点是什么？ 【课堂巩固】 1.为了探究宇宙起源，科学家将利用阿尔法磁谱仪（AMS）在太空中寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反，则反氢原子是 A．由1个带正电荷的质子和1个带负荷的电子构成 B．由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成 C．由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成 D．由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成 2.人们在对宇宙射线的研究中，陆续发现了一些新的粒子，K介子和π介子都是科学家在1947年发现的。K－介子的衰变方程为K－→π0＋π－，其中K－介子和π－介子带负电，电荷量等于元电荷的电荷量，π0介子不带电。如图所示，一个K－介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为图中的圆弧虚线，K－介子衰变后，π0介子和π－介子的轨迹可能是 3.（多选）关于粒子，下列说法正确的是 A．质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子 B．质子、中子本身也是复合粒子，它们具有复杂的结构 C．质子是带电的强子 D．光子是希格斯玻色子 4.（多选）已知π＋介子、π－介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克或反夸克)组成的，它们的带电荷量如表所示，表中e为元电荷。 粒子 π＋ π－ u d 带电荷量 ＋e －e ＋ － － ＋ 下列说法正确的是 A．π＋由u和组成 B．π＋由d和组成 C．π－由u和组成 D．π－由d和组成 5.（多选）质子和中子属于强子，强子是由更基本的粒子——夸克组成。根据夸克模型，夸克有6种，它们是上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克和顶夸克。它们的带电荷量分别为－或＋e，电荷量e为元电荷。已知一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成。则下列说法正确的是 A．上夸克的电荷量为＋ B．下夸克的电荷量为－ C．上夸克的电荷量为－ D．下夸克的电荷量为＋ 【总结反思】 1 学科网（北京）股份有限公司 $$