叫三聲夸克_課件.ppt

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1、叫三聲夸克物質(zhì)分子原子原子核質(zhì)子，中子（基本粒子的強(qiáng)子）夸克還有盒子嗎？主講人：李高宇習(xí)題：物質(zhì)結(jié)構(gòu)電子（-）物質(zhì)分子原子質(zhì)子（+）原子核中子夸克夸克是兼有強(qiáng)相互作用和弱相互作用的粒子。夸克首選是從理論上推導(dǎo)出來的，以后才陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。最后一個夸克-----頂夸克于1995年初才被發(fā)現(xiàn)。　　夸克有6種，劃分為3對，分別是上夸克(U)和下夸克(D)，奇異夸克(S)和粲夸克(C)，以及頂夸克(T)和底夸克(B)。微觀世界～量子力學(xué)的發(fā)展～今日夸克19世紀(jì)接近尾聲的時候，瑪麗·居里打開了原子的大門，證明原子不是物質(zhì)的最小粒子。很快科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了兩種

2、亞原子粒子：電子和質(zhì)子。1932年，詹姆斯·查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，這次科學(xué)家們又認(rèn)為發(fā)現(xiàn)了最小粒子?！　?0世紀(jì)30年代中期發(fā)明了粒子加速器，科學(xué)家們能夠把中子打碎成質(zhì)子，把質(zhì)子打碎成為更重的核子，觀察碰撞到底能產(chǎn)生什么。20世紀(jì)50年代，唐納德·格拉澤（DonaldGlaser）發(fā)明了“氣泡室”，將亞原子粒子加速到接近光速，然后拋出這個充滿氫氣的低壓氣泡室。這些粒子碰撞到質(zhì)子（氫原子核）后，質(zhì)子分裂為一群陌生的新粒子。這些粒子從碰撞點(diǎn)擴(kuò)散時，都會留下一個極其微小的氣泡，暴露了它們的蹤跡。科學(xué)家無法看到粒子本身，卻可以看到這些氣泡的蹤跡?！　?/p>

3、氣泡室圖像上這些細(xì)小的軌跡（每條軌跡表明一個此前未知的粒子的短暫存在）多種多樣，數(shù)量眾多，讓科學(xué)家既驚奇又困惑。他們甚至無法猜測這些亞原子粒子究竟是什么。默里·蓋爾曼1929年出生于曼哈頓，是個名副其實(shí)的神童。3歲時，他就能心算大數(shù)字的夸克之父蓋爾曼乘法；7歲拼單詞比賽贏了12歲的孩子；8歲時的智力抵得上大部分大學(xué)生?？墒牵趯W(xué)校里他感到無聊，坐立不安，還患有急性寫作障礙。雖然完成論文和研究項(xiàng)目報告對他而言很簡單，他卻很少能完成?！　”M管如此，他還是順利地從耶魯大學(xué)本科畢業(yè)，先后在麻省理工學(xué)院、芝加哥大學(xué)（為費(fèi)米）工作，在普林斯頓大學(xué)（為奧

4、本海默）工作。24歲時，他決定集中精力研究氣泡室圖像里的奇怪粒子。通過氣泡室圖像，科學(xué)家可以估測每個粒子的大小、電荷、運(yùn)動方向和速度，但是卻無法確定它們的身份。到1958年，有近100個名字被用來鑒別和描述這些探測到的新粒子?！　∧铩どw爾曼認(rèn)為，如果應(yīng)用關(guān)于自然的幾種基本概念，就可能會弄清楚這些粒子。他先假定自然是簡單、對稱的。他還假定像所有其他自然界中的物質(zhì)和力一樣，這些亞原子粒子是守恒的（即質(zhì)量、能量和電荷在碰撞中沒有丟失，而是保存了下來）。用這些理論作指導(dǎo)，到今天為止我們對物質(zhì)的結(jié)構(gòu)的認(rèn)識蓋爾曼開始對質(zhì)子分裂時的反應(yīng)進(jìn)行分類和簡化處

5、理。他創(chuàng)造了一種新的測量方法，稱為“奇異性（strangeness）”。這個詞是他從量子物理學(xué)引入的。奇異性可以測量到每個粒子的量子態(tài)。他還假設(shè)奇異性在每次反應(yīng)中都被保存了下來?！　∩w爾曼發(fā)現(xiàn)自己可以建立起質(zhì)子分裂或者合成的簡單反應(yīng)模式。但是有幾個模式似乎并不遵循守恒定律。之后他意識到如果質(zhì)子和中子不是固態(tài)物質(zhì)，而是由3個更小的粒子構(gòu)成，那么他就可以使所有的碰撞反應(yīng)都遵循簡單的守恒定律了?！　〗?jīng)過兩年的努力，蓋爾曼證明了這些更小的粒子肯定存在于質(zhì)子和中子中。他將之命名為“k-works”，后來縮寫為“kworks”。之后不久，他在詹姆斯·喬

6、伊斯（JamesJoyce）的作品中讀到一句“三聲夸克（threequarks）”，于是將這種新粒子更名為夸克（quark）。諾貝爾獎得主李政道教授的講演稿。特別指出“所有強(qiáng)作用的粒子都是由夸克組成的，但是我們卻不能把單個夸克分離出來?！崩钫腊芽淇?或?qū)幼?是否存在稱作一個至今未解開的謎。　　在中國展開的這場爭論，引起了國際科學(xué)界的注意。崔君達(dá)教授的文章《SU3理論中夸克假設(shè)是不需要的》一文，發(fā)表在1999年第4期的美國《強(qiáng)子》雜志上，并被收入《本千年中懸而未決的科學(xué)基礎(chǔ)問題》文集，被美國國會圖書館收藏。盒子里還有盒子嗎？夸克模型課上思

7、考一材料1：古希臘認(rèn)為：物質(zhì)不可以無限分割。材料2：古代中國認(rèn)為：“一尺之棰，日取其半，萬事不竭?！闭埻瑢W(xué)們思考：物質(zhì)可以無限分割嗎？有一天，我們是否能夠找到物質(zhì)的最基本單元。答案一近年來，越來越多的物理學(xué)家認(rèn)為基本粒子這個名稱是不確切的，組成物質(zhì)的最基本單元可能并不存在，物質(zhì)是無限可分的。物理學(xué)界傾向與把基本粒子改稱粒子，把基本粒子物理學(xué)改稱為粒子物理學(xué)。原子小史原子論是古希臘哲學(xué)家提出的一種重要思想。按希臘語原子就是不可分割的意思。后來，羅馬人盧克萊修用這樣的詩句表達(dá)：物體或者說物質(zhì)要素，都是由原始粒子集合而成；雖有雷霆萬鈞之力，要破壞

8、物質(zhì)元素也不可能。想一想1、課文題目是什么意思？（從書上找出相關(guān)文字來說明）2、課文以盒子里面有盒子為比喻，來說明物質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。請你根據(jù)課文填寫物質(zhì)的盒式結(jié)構(gòu)圖。原子原子核強(qiáng)子