第5章 5 “基本”粒子 （课件）-【步步高】2023-2024学年高二物理选择性必修第三册（人教版2019，津鲁琼云晋皖黑吉桂贵粤辽渝鄂冀湘甘赣豫新青藏宁蒙陕）

DIWUZHANG 第五章 5　“基本”粒子 1 学习目标 1.了解粒子的发现史。 2.知道粒子的分类及特点(重点)。 3.了解夸克模型。 2 1.“基本”粒子 (1)人们认为光子、电子、_____和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子，把它们叫作“基本粒子”。 (2)随着科学的发展，科学家们发现很多新粒子不能看作由质子、_____、电子组成，并发现_____、中子等本身也有自己的复杂的结构。 质子 中子 质子 2.发现新粒子 (1)1932年发现了______，1937年发现了μ子，1947年发现了K介子和π介子，后来发现了超子等。 (2)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_______。 正电子 反粒子 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 例1 √ 反氢原子由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成。故选B。 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 例2 √ 6 π0介子不带电，在磁场中不偏转，π－介子带负电，在磁场中洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，再根据动量守恒定律判定知A正确。 7 3.粒子的分类 (1)强子：是_____(填“参与”或“不参与”)强相互作用的粒子。____和_____都是强子。 (2)轻子：_______(填“参与”或“不参与”)强相互作用。_____、电子中微子、μ子、μ子中微子以及τ子和τ子中微子都是已发现的轻子。 (3)规范玻色子：是_____各种相互作用的粒子，如_____、中间玻色子(W和Z玻色子)、胶子。 (4)希格斯玻色子：是希格斯场的量子激发。 参与 质子 中子 不参与 电子 传递 光子 (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 例3 √ √ 质子和中子是由不同的夸克组成的，它们不是最基本的粒子，故A错误，B正确； 不同的夸克组成的强子，有的带电，有的不带电，质子是带正电的强子，故C正确； 光子是规范玻色子，故D错误。 9 4.夸克与粒子物理标准模型 (1)夸克、夸克模型：1964年，美国科学家盖尔曼等人提出了夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫作_____。 (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)和顶夸克(t)。 (3)意义：电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。 (4)粒子物理标准模型是一整套关于_____的理论。其中，_____、_____、___________和_____________是组成物质的几类最基本的粒子。 夸克 粒子 夸克 轻子 规范玻色子 希格斯玻色子 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 (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 组成的，它们的带电荷量如表所示，表中e为元电荷。 例4 粒子 π＋ π－ u d 带电荷量 ＋e －e √ √ 因π＋介子带有＋e的电荷量，且是由一个夸克和一个反夸克组成的， 则夸克u带 和反夸克 带 合成电荷量为＋e，那么π＋介子是由 夸克u和反夸克 组成的；同理，π－介子由夸克d和反夸克 组成，所以A、D正确。 粒子 π＋ π－ u d 带电荷量 ＋e －e (多选)(2022·甘肃武威高二期末)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 ，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 例5 √ √ 根据质子带电荷量为＋e和中子不带电，设上、下夸克的电荷量分别 为q1、q2，则有2q1＋q2＝＋e，q1＋2q2＝0，解得 ， 故选A、B。 － ＋ (反夸克或反夸克) ＋ － － ＋ ＋e ＋e ＋e － －或＋e 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＋ q1＝＋e，q2＝－ $$