培训学习资料-198粒子和宇宙
物理九年级粒子和宇宙知识点
物理九年级粒子和宇宙知识点粒子物理是研究物质组成和性质的科学领域，它探索了我们周围世界的微观结构。
同时，宇宙学研究宇宙的起源、演化和结构。
在九年级物理课程中，我们将介绍一些基本的粒子物理和宇宙知识点。
一、元素和原子结构首先，让我们来了解物质的组成单位-元素和原子。
元素是由一种类型的原子组成的物质。
原子由质子、中子和电子组成。
质子带正电，中子没有电荷，电子带负电。
在原子的核心，也就是原子核中，质子和中子被紧密地放在一起，而电子则绕核心旋转。
二、基本粒子在粒子物理学中，科学家们发现了更基本的粒子，这些粒子是构成一切物质的基本单位。
其中，最重要的包括：1. 质子：它是原子核中带正电的基本粒子，质子的电荷为正电荷单位。
2. 中子：同样位于原子核中，中子不带电荷，它的质量几乎与质子相同。
3. 电子：它是带负电的基本粒子，环绕在原子核外部，质量远小于质子和中子。
这些基本粒子相互作用，形成了原子和分子。
三、标准模型为了更好地理解粒子物理学，科学家们发展出了一个被称为标准模型的理论框架。
标准模型描述了四种基本相互作用力和所有已知粒子之间的关系。
四种基本相互作用力包括：1. 强相互作用力：负责维持质子和中子之间的结合；2. 弱相互作用力：参与一些放射性衰变过程；3. 电磁相互作用力：牵涉到电子和其他电荷之间的相互作用；4. 引力：负责物体之间的吸引力，这是最弱的相互作用力。
标准模型还将粒子分为两类：费米子和玻色子。
费米子是组成物质的基本粒子，如电子和质子；而玻色子负责传递相互作用力，如光子和带电弱子。
四、宇宙学知识点接下来，我们将探索一些宇宙学中的知识点。
宇宙学是研究宇宙的起源、演化和结构的学科。
1. 大爆炸理论：根据这个理论，宇宙起源于一个巨大的爆炸，从而诞生了时间、空间和物质。
2. 宇宙膨胀：科学家观测到宇宙正在不断膨胀，这意味着宇宙中的星系和物体相互远离。
3. 黑洞：它是由恒星坍缩形成的极度致密物体，引力非常强大，连光也无法逃脱。
19.8 粒子和宇宙(解析版)
19.8 粒子和宇宙学习目标1．知道粒子的分类及其作用。
2．了解宇宙起源的大爆炸说及恒星的演化。
知识点一、新粒子的发现2．发现新粒子：20 世纪30 年代以来，人们对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。
（1）1932 年发现正电子；1937 年发现μ子；1947 年发现K 介子与π介子（2）实验中发现了许多反粒子，现在发现的粒子多达400 多种。
（3）许多粒子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质相反的粒子，叫做反粒子。
3．探测工具：粒子加速和粒子探测是研究粒子物理的主要工具。
4．粒子的分类按粒子与各种相互作用的关系，可分为三大类：强子、轻子和媒介子。
强子：是参与强相互作用的粒子：质子、中子… （强子又分为介子和重子）轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子。
电子、电子中微子媒介子：传递各种相互作用的粒子。
光子、胶子…。
1轻子不参与强相互作用电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子未发现内部结构媒介子传递各种相互作用光子、中间玻色子、胶子光子、中间玻色子、胶子分别传递电磁、弱、强相互作用知识点二、夸克模型1．1964年提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克（quark）。
夸克模型经过几十年的发展，已被多数物理学家接受。
（1）组成强子的粒子有六种夸克，分为上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。
2 1（2）夸克带电荷为元电荷的+或-倍，每种夸克都有对应的反夸克，夸克不能以自由的状态单个3 3出现。
3．科学家们还未捕捉到自由的夸克。
夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。
能否解放被禁闭的夸克，是物理学发展面临的一个重大课题。
夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。
而另一方面也说明科学正由于一个一个的突破才使得科学得到进一步的发展。
1 1 0 ＋1 1 0 ＋1 【题 1】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u 或反夸克d ） 组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中 e 为元电荷。
九年级粒子和宇宙知识点
九年级粒子和宇宙知识点粒子和宇宙是物理学中非常重要的研究对象，在我们的日常生活中也无处不在。
从微观到宏观，无论是微观的原子级别，还是宇宙的浩瀚星系，粒子和宇宙学知识点都让我们对世界有了更深入的了解。
在本文中，我们将深入探讨九年级物理学中的粒子和宇宙知识点。
首先，我们先来了解一下粒子的基本概念。
粒子是组成物质的微小元素，是物质的基本单位。
我们所熟悉的原子、分子都是由不同种类的粒子组成的。
电子、质子、中子是构成原子的基本粒子，它们有不同的电荷和质量。
除了这些基本粒子外，还有一些更微小的粒子，包括夸克、轻子等。
通过研究粒子的性质和相互作用，我们可以了解物质的本质和规律。
在探索粒子的同时，我们也开始对宇宙进行研究。
宇宙是人类生活的范围，我们所处的地球只是宇宙中微小的一部分。
宇宙是由各种天体组成的，包括恒星、行星、卫星、星系等。
通过观测和研究宇宙中的现象，我们逐渐揭开了宇宙的奥秘。
宇宙的起源一直是人类关注的焦点之一。
根据目前的宇宙学理论，大爆炸理论被广泛接受。
即宇宙起源于一次异常剧烈的爆炸，这次爆炸使得宇宙开始膨胀，并逐渐形成了我们所见的宇宙。
从宇宙起源的瞬间到现在，宇宙经历了漫长的演化过程，形成了丰富多样的结构和现象。
在研究宇宙过程中，黑洞是一个备受关注的话题。
黑洞是一种物质密度极高、引力极强的天体，它吸引周围的一切物质，连光都无法逃离它的引力。
黑洞的形成是恒星的极端状态，当一个恒星燃尽燃料时，它会塌缩成一个极小而极重的天体，形成黑洞。
黑洞的研究不仅对理解宇宙中物质的行为和物理规律有重要意义，也对我们对宇宙中的生命、能源等问题提供了思考。
除了黑洞，宇宙中还存在许多神秘的现象，如星系的形成和演化、宇宙背景辐射等。
星系是由恒星、气体、尘埃等组成的巨大系统，它们以旋涡状或椭圆状的形式存在。
通过观测不同的星系，我们可以了解宇宙的结构和演化。
此外，宇宙背景辐射是宇宙中的微波辐射，它是大爆炸后剩余的热辐射，对我们了解宇宙早期的演化具有重要意义。
高中物理19.8粒子和宇宙教案新人教版选修3-5
（ 2）通过科学核物理实验又发现了哪些粒子？
（ 3）什么是反粒子？
（ 4）现在可以将粒子分为哪几类？
在老师的引导下学生带着问题阅读教材。
学生回答：
（ 1） 1932 年发现正电子； 1937 年发现 μ 子； 1947 年发现 K 介子与 π 介子
（ 2）实验中发现了许多反粒子，现在发现的粒子多达
400 多种。
u du d
2e
1e
2e
1e
3
3
3
3
）（ 2005 全国）
A． π +由 u 和 d 组成
B． π +由 u 和 d 组成
C． π - 由 u 和 d 组成
D． π - 由 u 和 d 组成
解析：根据各种粒子带电情况， π 的带应为 u 和 d（“ +”或“ - ”）所以选“ AD” 归纳：基本粒子不基本（列出框架图） 点评：逐步突现物质世界的微观与宏观的和谐统一。
元，即存在分数电荷。 而另一方面也说明科学正由于一个一个的突破才使得科学得到进一步
的发展。
例： 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 u
或反夸克 d ）组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中
e 为元电荷。
下列说法正确的是（
π+
-
π
带
电 +e -e 量
2．培养学生的科学探索精神。 ★ 教学重点
了解构成物质的粒子和宇宙演化过程 ★ 教学难点
各种微观粒子模型的理解 ★ 教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★ 教学用具：
1． Internet 网络素材、报刊杂志、影视媒体等。
19.8粒子和宇宙ppt课件
物理学中有一个非常有趣的现象：研究 微观粒子物理、量子理论、与研究宇宙的 理论竟然相互沟通，相互支持。正如诺贝 尔物理学奖学者格拉肖所说：“隐藏在原 子内心的，是宇宙结构的秘密。”，那么 宇宙到底从何而来呢？
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大爆炸理论 (The Big Bang Theory) 宇宙从一个“奇点”爆炸产生
21
爆炸之初，物质只能以中子、质子、 电子、光子和中微子等基本粒子形态 存在。宇宙爆炸之后的不断膨胀，导 致温度和密度很快下降。随着温度降 低、冷却，逐步形成原子、原子核、 分子，并复合成为通常的气体。气体 逐渐凝聚成星云，星云进一步形成各 种各样的恒星和星系，最终形成我们 如今所看到的宇宙。
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20
宇宙大爆炸理论： (Big Bang)是一种学说,是根据天文观
测研究后得到的一种设想.大约在150亿年 前,宇宙所有的物质都高度密集在一点,有着 极高的温度,因而发生了巨大的爆炸.大爆炸 以后,物质开始向外大膨胀,就形成了今天我 们看到的宇宙.现在，许多科学家都支持这 一说法，并产生了大量的科学证据证明这 一学说。
从1948年伽莫夫建立热大爆炸的观念以来，通过几十年的努力， 宙学家 们为我们勾画出这样一部宇宙历史：
大爆炸开始时 150－200亿年前，极小体积，极高密度，极高温 度。 大爆炸后10-43秒 宇宙从量子背景出现。 大爆炸后10-35秒 同一场分解为强力、电弱力和引力。 大爆炸后10-5秒 10万亿度， 质子和中子形成。 大爆炸后0.01秒 1000亿度，光子、电子、 中微子为主，质子中子仅占10亿分之一，热平衡态，体系急剧 膨胀，温度和密度不断下降。 大爆炸后0.1秒后 300亿度，中子 质子比从1.0下降到0.61。 大爆炸后1秒 100亿度，中微子向外 逃逸，正负电子湮没反应出现，核力尚不足束缚中子和质子。 大爆炸后13.8秒后 30亿度，氘、氦类稳定原子核（化学元素） 形成。 大爆炸后35分钟后 3亿度，核过程停止，尚不能形成中 性原子。 大爆炸后30万年后 3000度，化学结合作用使中性原 子形成，宇宙主要成分为气态物质，并逐步在自引力作用下凝 聚成密度较高的气体云块，直至恒星和恒星系统。
《粒子和宇宙》 知识清单
《粒子和宇宙》知识清单一、粒子世界1、基本粒子我们所生活的世界是由各种各样的物质组成的，而这些物质又是由更小的粒子构成。
目前已知的基本粒子包括夸克、轻子和规范玻色子。
夸克是构成质子和中子等强子的基本成分。
夸克有六种“味”，分别是上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克和底夸克。
轻子包括电子、μ子、τ子以及它们相应的中微子。
电子是我们最为熟悉的轻子，它围绕着原子核旋转，形成原子的结构。
规范玻色子则负责传递基本相互作用，比如光子传递电磁相互作用，胶子传递强相互作用，W 和 Z 玻色子传递弱相互作用。
2、粒子的特性粒子具有一些重要的特性，如质量、电荷、自旋等。
质量决定了粒子的惯性和引力相互作用；电荷决定了电磁相互作用；自旋则是粒子的一种内在属性。
不同粒子的质量和电荷差异很大。
例如，电子的质量很小，电荷为负；而质子的质量比电子大得多，电荷为正。
粒子的自旋可以是整数或半整数。
自旋为整数的粒子被称为玻色子，自旋为半整数的粒子被称为费米子。
3、粒子的相互作用自然界中存在四种基本相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。
引力相互作用是所有物质之间都存在的一种长程相互作用，但在微观世界中，由于引力非常微弱，通常可以忽略不计。
电磁相互作用在原子和分子的结构以及化学反应中起着关键作用。
它是通过交换光子来实现的。
强相互作用将夸克束缚在质子和中子内部，使原子核保持稳定。
强相互作用的作用范围很小，但强度极大。
弱相互作用则在一些放射性衰变过程中起作用，例如β衰变。
4、粒子加速器为了研究粒子的性质和相互作用，科学家们建造了粒子加速器。
粒子加速器通过电场和磁场将粒子加速到很高的能量，然后让它们相互碰撞，产生新的粒子和现象。
大型强子对撞机（LHC）是目前世界上最强大的粒子加速器之一，它为我们对粒子物理的研究提供了大量宝贵的数据。
二、原子核与核能1、原子核的结构原子核由质子和中子组成。
质子数决定了元素的种类，称为原子序数；质子数和中子数之和称为质量数。
粒子与宇宙总结知识点
粒子与宇宙总结知识点1.宇宙的起源与演化宇宙起源理论中，宇宙大爆炸理论是最为广泛接受的。
在大爆炸之后的宇宙演化中，由于引力的作用，星系、星云等天体开始形成，宇宙中的物质不断聚集，形成了宇宙结构。
在宇宙的演化过程中，由于能量的相互转化和星系之间的相互影响，宇宙的形态不断变化。
2.宇宙成因的粒子宇宙中有很多种粒子，包括了质子、中子、电子等构成原子核的基本粒子，以及光子、中微子等与宇宙辐射与介质有关的粒子。
而在宇宙的形成和演化过程中，高能粒子也扮演着重要的角色。
在宇宙中，由于各种粒子之间的相互作用，不断形成了各种宏观结构，如星体、星系等。
3.基本粒子的发现20世纪初，科学家发现了原子结构，认识到了原子核、电子等基本粒子的存在。
之后，人们借助于高能物理实验，陆续发现了更多的基本粒子，如π介子、Λ子等。
人们通过不断的实验和理论求证，逐渐建立了标准模型，认识到了构成物质的基本粒子是有限的。
4.基本粒子的分类基本粒子可以分为费米子和玻色子两类。
费米子是自旋量子数为 1/2 的粒子，包括了电子、中子、质子等物质组成元素；玻色子则是自旋量子数为 1 的粒子，包括了光子、弱相互作用粒子等。
此外，基本粒子还可以通过强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用进行分类。
5.暗物质和暗能量宇宙中除了我们熟知的物质和辐射，还存在着暗物质和暗能量。
暗物质是一种不与电磁辐射发生作用的物质，它的存在对于解释星系的运动和宇宙的形成有着重要作用；而暗能量是一种密度恒定、负压很大的奇异物质，它的存在曾被用来解释宇宙的膨胀加速。
6.宇宙微波背景辐射宇宙微波背景辐射是宇宙大爆炸之后形成的宇宙射线辐射，它是宇宙辐射中的一个非常重要的组成部分。
通过对宇宙微波背景辐射的观测，科学家可以了解宇宙的早期结构形成和演化的过程，从而验证宇宙大爆炸模型。
7.宇宙加速膨胀宇宙的膨胀是一个长期的研究课题，它对于我们理解宇宙的演化过程有着深远的影响。
在20世纪九十年代初，通过对超新星爆炸的观测，人们发现宇宙的膨胀速度正不断加快，这一现象被称为宇宙加速膨胀。
19-8粒子和宇宙29张ppt
在网上查阅关于粒子和宇宙的相关资料，丰 富自己的课外知识。
情感、态度与价值观 培养探索宇宙、探索自然奥妙的情趣。
1.许多粒子都存在着________等物理性质与 它相同而________等其他性质相反的粒子， 叫做反粒子。
发现的强子。强子又分为介子和重子两类， 同时强子也有内部结构。 ②轻子 轻子是不参与强相互作用的粒子。最早发现
③媒介子
媒介子是传播各种相互作用的粒子，如光子、 中间玻色子、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。
(3)夸克模型 ①夸克的提出
其实，真空中隐藏着巨大的奥秘。在小到不 能再小的微观世界，竟然可以从什么也没有 的真空飞出许多基本粒子来。这样的基本粒 子不计其数，而且它们急匆匆地一会儿生成， 一会儿消失。真空，绝非我们想象中“静止” 的，什么也没有的空间。相反地，真空是一 种正在发生着激烈活动的场所，是不可思议 的奇异环境。
1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸 克模型，认为强子是由夸克构成的。
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夸克所带电荷
夸克所带的电荷量是分数电荷量，即其中电荷量为元
电荷的±13或±23 。例如上夸克的电荷量为＋2e/3，下夸克带 的电荷量为－e/3。
【解析】(1)4 H→ He＋2e＋2νe， Δm＝4mp－mα－2me， ΔE＝Δmc2＝4.14×10－12 J。
(2)m＝ΔPEt mα＝6.1×1039 kg，
氦的含量k＝Mm＝63.1××11004139×100%≈2%。
粒子和宇宙总结知识点
粒子和宇宙总结知识点一、宇宙的起源和演化1. 宇宙大爆炸理论宇宙大爆炸理论是目前被广泛接受的宇宙起源理论。
根据这一理论，宇宙在约138亿年前的一个暴烈的爆炸中诞生。
在这个初始的爆炸中，整个宇宙从一个极其狭小且极其热的点中迅速膨胀，给宇宙留下了我们今天所见的广阔天空和无尽星辰。
宇宙的膨胀是持续不断的，宇宙也一直在演化和扩展。
2. 宇宙的演化宇宙的演化包括了宇宙的形成、变化和发展。
在大爆炸之后，宇宙经历了各种复杂的过程，包括星体的形成和宇宙的膨胀等。
在宇宙的早期阶段，物质是稀薄的、温度极高的，并且存在大量的辐射。
随着时间的推移，宇宙逐渐冷却、膨胀，星体形成，星系形成，恒星熄灭，超新星爆发，黑洞形成等一系列惊人的过程，最终演化成我们今天所见的宇宙。
3. 宇宙中的黑暗物质和暗能量宇宙中包含了大量的黑暗物质和暗能量。
黑暗物质是一种不发光的物质，它不与电磁辐射相互作用，也就是说，我们无法直接探测到它。
然而，根据宇宙的观测数据，科学家们估计黑暗物质占据了宇宙绝大部分的质量。
而暗能量则是一种不断推动宇宙膨胀的能量，也是宇宙加速膨胀的原因。
关于黑暗物质和暗能量的研究是现代宇宙学的重要课题，对于我们理解宇宙的结构和演化非常重要。
4. 宇宙中的结构在我们今天的宇宙中，存在着各种各样的结构，包括恒星、行星、星系、星云、超新星等等。
宇宙中最大的结构是星系，星系又由恒星、行星、气体和尘埃等组成，而最小的结构则是微观粒子。
而在更加宏观的层面，宇宙中还存在着超大尺度结构，比如星系团、宇宙大墙等。
了解这些结构对我们理解宇宙的形成和演化有着重要的意义。
二、粒子的结构和分类1. 粒子的基本结构粒子是构成物质的最基本组成部分，它们通过各种相互作用形成了我们所见的一切物质。
根据现代物理学的研究，粒子可以分为基本粒子和复合粒子两种。
基本粒子是构成一切物质的最基本的粒子，而复合粒子则是由基本粒子通过相互作用形成的。
基本粒子包括了夸克、轻子、光子、胶子、弱子等等。
高中物理新课标版人教版选修3-5精品课件：19.8《粒子和宇宙》
底 数
顶 数
d 下夸克
0.00 8
-1/3
u 上夸克
0.00 4
2/3
-1/2 0 +1/3 0 0 0 1/2
1/2 0 +1/3 0 0 0
s 奇夸克 0.15 -1/3 1/2 1/3
-1 -2/3 0 0 0
c 粲夸克 1.5 2/3 b 底夸克 4.7 -1/3
00
0 +1/3 +1 0 0 0 +1/3 0 +1 0
整数 0或1等
不服从
玻色— 爱因斯 坦统计分布
2. 共振态粒子— 寿命极短 （约10-23s）
3. 正粒子、反粒子 正、反粒子物理量的绝对值都相同，但某些物理量 ( 如电荷、磁矩等 ) 的符号相反。
4. 按相互作用分类(＋ —— 参与)
万有引力 电磁力 弱相互作用 强相互作用
引力子
＋
光子
＋
＋
轻子
＋
t 顶夸克 174 2/3
0 +1/3 0 0 +1
d
1/3
1/2
1/3
1/2
3.π+ 介子 电荷 Q 2 e 1 e e
33
(ud) 重子数 B 1 1 0
33
0
奇异数 S 0 自旋 J 1/ 2
同位旋分量 Iz 1
四种基本相互作用
1. 四种基本相互作用的性质
类别 相对强度 力程(m) 作用时间(s) 参与离子
强作用
1
< 10-15
10-23
强子
电磁作用 ~10-2
长程
10-20 ~ 10- 强子 轻子 光
粒子和宇宙知识点总结
粒子和宇宙知识点总结1. 粒子的基本概念粒子是构成物质的基本单位，是一种微观粒子。
粒子是物质的组成部分，它们的不同组合形成了不同种类的物质。
在标准模型中，粒子被分为了费米子和玻色子两大类。
2. 费米子和玻色子费米子是一类基本粒子，其自旋量子数为1/2。
费米子的特点是满足费米-狄拉克统计，即同一种费米子不能占据同一量子态。
电子、中微子等都是费米子。
玻色子是另一类基本粒子，其自旋量子数为整数。
玻色子的特点是满足玻色-爱因斯坦统计，即任意多个玻色子可以占据同一量子态。
光子、介子等都是玻色子。
3. 标准模型标准模型是物理学中对基本粒子和它们之间相互作用的理论框架。
标准模型总共包含了12种费米子和5种玻色子，其中费米子分为了夸克、轻子和中微子三类，玻色子则包括了光子、胶子、W和Z玻色子以及赝标量玻色子。
4. 粒子加速器粒子加速器是一种用来加速微观粒子的装置，它将粒子进行加速并以极高的速度进行碰撞。
粒子加速器的发展对于粒子物理学的研究具有重要意义，例如在LHC（大型强子对撞机）上曾发现了希格斯玻色子。
5. 强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用标准模型中的粒子之间相互作用分为了强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用三种。
强相互作用负责束缚夸克形成成体粒子，弱相互作用负责一些核反应，而电磁相互作用则是光的传播原理。
6. 超对称性超对称性是一种理论，它将费米子和玻色子通过对称性联系了起来。
超对称性猜测了一种新的粒子种类，并试图解释暗物质的性质。
在标准模型之外，超对称性也成为了一种重要的研究方向。
二、宇宙知识点总结1. 太阳系结构太阳系是太阳及其周围天体的总称，太阳系构成了我们所处的宇宙中的一部分。
太阳、行星、卫星、小行星、流星和彗星等都是太阳系的组成部分。
2. 星系结构星系是由恒星、行星、星际气体、尘埃等组成的天体系统，它是宇宙中的基本组成单位。
在宇宙中，星系以银河系、仙女座星系、大麦哲伦星系等为代表。
3. 宇宙中的粒子宇宙中存在着各种类型的粒子，包括了电子、质子、中子等基本粒子。
19.8 粒子和宇宙 课件(人教版选修35)
15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年9月下午10时19分21.9.1722:19September 17, 2021
16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021年9月17日星期五10时19分57秒22:19:5717 September 2021
类别 强作用 电磁作用 弱作用 引力作用
相对强度 1
~10-2 ~10-13 ~10-39
力程(m) < 10-15 长程 < 10-17 长程
作用时间(s) 10-23
10-20 ~ 10-16 ~ 10-8
参与离子 强子
强子 轻子 光子 强子 轻子 一切物质
相互作用是通过交换一定粒子实现的
作用类型 引力作用 电磁作用 交换粒子 引力子 光子
夸克
质量
电 荷
e
自 旋
重 子 数
同 位 旋
同位 旋分
量
奇 异 数
超荷
粲 数
底 数
顶 数
d 下夸克
0.00 8
-1/3
u 上夸克
0.00 4
2/3
-1/2 0 +1/3 0 0 0 1/2
1/2 0 +1/3 0 0 0
s 奇夸克 0.15 -1/3 1/2 1/3
-1 -2/3 0 0 0
c 粲夸克 1.5 2/3 b 底夸克 4.7 -1/3
1/2 (Ω超子 3/2)
费密子
K 介子和各种超子称为奇异粒子。试验中发现以下现象 协同产生: 一个超子总是和一个或几个K介子同时产生。
奇异粒子协同产生的过程极快(约为10-23s), 表明是在强 相互作用下进行的；而衰变过程很慢(寿命约为10-8 ～ 10-10s)， 表明是在弱相互作用下进行的。
粒子和宇宙课件
04
粒子和宇宙的研究方法
实验观测
总结词
实验观测是研究粒子和宇宙的重要手段之一，通过直 接观察和测量粒子的属性和行为，以及宇宙中的天文 现象，可以获取大量关于粒子和宇宙的信息。
详细描述
实验观测涉及各种高能物理实验和天文观测。在高能 物理实验中，科学家利用粒子加速器和探测器观测和 测量粒子的属性和行为，例如电子、质子、中子等基 本粒子的质量和电荷等基本物理量。在天文观测中， 科学家利用望远镜、卫星等观测设备观测宇宙中的天 体和天文现象，例如星系、恒星、行星、黑洞、暗物 质等。通过这些观测，科学家可以了解宇宙的起源、 演化和结构。
宇宙对粒子的影响
粒子演化
宇宙中的温度、压力、密度等环 境因素影响着粒子的演化过程， 使粒子在不同的条件下形成不同
的物质形态。
粒子分布
宇宙中的物质分布和演化影响着粒 子的分布，如星系的形成和演化过 程中，粒子的分布和运动状态也随 之发生变化。
粒子性质
宇宙中的环境因素也影响着粒子的 性质，如电子在原子中的能级和跃 迁方式，以及粒子的自旋和电荷等。
03
粒子和宇宙的关系
粒子在宇宙中的作用
01
02
03
构成物质
粒子是构成物质的基本单 位，宇宙中的所有物质都 是由粒子构成的。
传递力
粒子在宇宙中传递各种力， 如电磁力、弱力、强力等， 这些力影响着宇宙中物质 的相互作用和演化。
维持平衡
粒子在宇宙中通过相互反 应和转化，维持着各种平 衡状态，如电子和质子的 数量平衡。
粒子的分类
根据其来源和性质，粒子可以分为多 种类型，如原子核粒子、强子、轻子 和光子等。
粒子还可以根据其电荷和重子数进行 分类，如带电粒子、中性和重子等。
198 粒子和宇宙 学案.doc
19.8粒子和宇宙【知识要点】1.“基本粒子”不基本1897年汤姆生发现电子，1905年爱因斯坦提出光子说，1919年卢瑟福发现质子, 1932年查德威克发现中子。
于是人们认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。
2.发现新粒子20世纪3 0年代以来，人们对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。
思考下面的问题：（1）从宇宙线中发现了哪些粒子？发现了正电子，u子，k介子，“介子，超子。
（2）什么是反粒子？质量、寿命、自旋等物理性质与过去发现的粒子相同，而电荷等其他性质相反, 这些粒子叫做反粒子。
（3）现在可以将粒子分为哪几类？分为在类：强子、轻子、媒介子。
强子：参与强相互作用的粒子。
强子又分为介子和重子两类。
轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子。
有电子、电子中微子、u子、u子中微子、T子、T子中微子这6种。
媒介子：是传递各种相互作用的粒子。
如光子、中间玻色子、胶子。
3.夸克模型1964年提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克。
. 夸克有哪几种？有什么特征？C1）上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸•克。
2 1（2）夸克带电荷为元电荷的+兰或-丄倍3 34.宇宙的演化、恒星的演化阅读教材并初步了解宇宙演化的发展过程。
上夸克J 下夸克|奇夸克AN 兀-由u 和〃组成 兀-由"和d 组成（强子｛质子、 参与强作用中子卜夸克 「电子 粒丿轻子J 电子中微子 子］（6种）| u 子和卩子中微子I 丁子和丁子中微子粲夸克底夸克顶夸克【典型例题】例1：已知兀+介子、兀介子都是由一个夸克（夸克U 或夸克67）和一个反夸克（反 夸克"或反夸克R ）组成的，它们的带电荷量如下.表所示，表中e 为元电荷。
+ 兀 兀_ U d U d带 电量 +e2 + — e3 1 —e 3 2 --- e 3 + le 3下列说法正确的是（-）B. 兀+由"和d 组成解析：根据各种粒子带电情况，“的带应为u 和 d （“ + ”或“・”） 所以选“AD”例I 2、目前普遍认为，质子和中子都由被称为u 夸克和d 夸克的两类夸克组成，u 夸克带 电量为2e/3, d 夸克带电量为-e/3, e 为元电荷，则下列论断可能的是（）A. 质子由1个U 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成B. 质子由2个P 夸克和1个d 夸克组成，中子由1个P 夸克和2个d 夸克组成中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成 中子由1个u 夸克和2个d 夸克组成 中子由2个u 夸克和1个d 夸克组成 中子由1个u 夸克和1个d 夸克组成 ）A.B. C. D. 7、 A. B. C. D. 8、 粒子的符号是（ ）A. :HeB. ；HeC. j HeD. ；HeC. 质子由1个p 夸克和2个d 夸克组成，中子由2个p 夸克和1个d 夸克组成D. 质子由2个u 夸克和1个d 夸克组成,中子由1个P 夸克和1个d 夸克组成答案:匚|【巩固练习】1、 19 世纪末，人们认为光子、 _______________ 、 ______________ 和 ______________ 是 组成物质的不可再分的最基本的粒子，20世纪后半期，科学家发现组成原子核的 和 ___________ 等也有着自己的复杂结构，于是基本粒子不再"基本"。
高中物理198粒子和宇宙教案新人教版选修35
粒子和宇宙★新课标要求〔一〕知识与技能1．了解构成物质的“根本粒子〞及粒子物理的开展史2．初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一〔二〕过程与方法1．感知人类〔科学家〕探究宇宙奥秘的过程和方法2．能够突破传统思维重新认识客观物质世界〔三〕情感、态度与价值观1．让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创立和谐社会的必要性。
2．培养学生的科学探索精神。
★教学重点了解构成物质的粒子和宇宙演化过程★教学难点各种微观粒子模型的理解★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。
★教学用具：1．Internet 网络素材、报刊杂志、影视媒体等。
2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件〔基于网络环境〕播放等。
★课时安排课时★教学过程〔一〕引入新课教师：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。
宇宙学中大爆炸论的根本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的根本粒子。
问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？学生：构成物体的最小微粒为“原子〞〔不可再分〕。
点评：从宇宙的起源角度去引起对物质构的粒子的了解，激发学生的兴趣，积极答复。
教师：其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。
20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。
问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？学生回忆并答复：现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。
点评：引起学生回忆旧知识并稳固知识。
〔二〕进行新课1．“根本〞粒子“不〞根本教师：1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。
继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子〞是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“根本粒子〞。
那么随着科学技术的开展“它们〞还是不是真正意义上的“根本〞粒子呢？学生思考并惊奇。
点评：因为学生所能了解的最小粒子只有这些，所以这节课引起了学生的兴趣。
八年级物理讲义-----粒子与宇宙
八年级物理讲义-----------从粒子到宇宙知识点一．分子动理论及其应用： 1、物质是由分子组成的。
分子若看成球型，其直径以10-10m 来度量。
2、一切物体的分子都在不停地做无规则的运动①扩散：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。
②扩散现象说明：A 分子之间有间隙。
B 分子在做不停的无规则的运动。
③固、液、气都可扩散，扩散速度与温度有关。
④分子运动与物体运动要区分开：扩散、蒸发等是分子运动的结果，而飞扬的灰尘，液、气体对流是物体运动的结果。
2．微小粒子等从大到小的排序是：分子、原子、质子、中子、、电子 夸克。
三．探索宇宙1．太阳是银河系中数千亿颗恒星中的一颗普通的恒星。
与银河系紧靠的是 仙女星系 ，它距我们超过200万光年。
地球是银河系中太阳的行星，月亮是地球的卫星。
2．卢瑟福建立了原子行星模型，汤姆逊发现了电子，查德威克发现了中子。
卢瑟福发现了质子，盖尔曼提出了夸克的设想。
3．光年（l.y ）是长度单位。
光年是指光在真空中行进一年所经过的距离，我们把地球到太阳的平均距离称为一个天文单位（1 AU ）。
4．当一列火车迎面开来时，听到的汽笛声音音调升高，当它远离我们而去时，听到的汽笛声音调明显降低，这叫多普勒效应；谱线红移这一现象说明星系在远离我们而去。
例题 1“乌鸦喝水”的故事你不陌生吧．如图14所示，若有一只容积为3×104m 3的瓶内盛有0.2kg 的水，一只口渴的乌鸦每次将一块质量为10g 的小石子投入瓶中，当乌鸦投入了25块相同的小石子后，水面升到瓶口，求： （1）瓶内石块的总体积； （2）石块的密度．能力训练 一．选择1．下列关于分子的说法,正确的是（ ） A ．分子是组成物质的最小微粒B ．分子是物体不能再分的最小微粒C ．分子是组成物质的仍能保持其化学性质的最小微粒D ．以上说法都不对2．有四种物质：①细胞，②电子，③原子，④质子．按从大到小排列的顺序是 ( ) A ．①②③④ B ．①③④② C ．②①④③ D ．②④③①3．电子、中子和质子是组成原子的基本微粒，它们的不同之处是( )A．电子带负电，中子不带电，质子带正电B．电子带负电，中子带正电，质子不带电C．电子带正电，中子不带电，质子带负电D．电子带负电，中子和质子均带正电4．下列现象中，说明分子不停地做无规则运动的是（）A．糖块放入水中，水变甜了B．洒水车将水喷洒在地面上C．扫地时，在阳光下看到灰尘在空中飞舞D．沙粒放入水中，水变浑浊了5．通常把青菜腌成咸菜需要几天时间，而把青菜炒熟，使之具有咸味，仅需几分钟。
粒子和宇宙教案
粒子和宇宙教案教案：粒子和宇宙导语：在物理学中，粒子物理学是研究基本粒子和它们之间相互作用的学科，而宇宙学则关注的是宇宙的起源、演化与结构。
本教案将介绍粒子物理学和宇宙学的基本概念和关系，并提供相关实验和活动来帮助学生更好地理解这些概念。
学习目标：1. 了解基本粒子的概念和分类；2. 了解宇宙的起源和演化；3. 了解粒子物理学与宇宙学的关系；4. 进行实验和活动，加深对粒子物理学和宇宙学的理解。
教学内容：1. 基本粒子的分类a. 引导学生了解什么是基本粒子；b. 介绍基本粒子的分类，包括费米子和玻色子；c. 示例：通过配合图表和实物模型，让学生理解不同类型的基本粒子。
2. 宇宙的起源和演化a. 简要介绍宇宙大爆炸理论；b. 解释宇宙中的星系、恒星和行星的形成；c. 示例：观察星系和行星的照片，让学生理解宇宙的演化过程。
3. 粒子物理学与宇宙学的关系a. 解释宇宙中的粒子如何相互作用；b. 解释黑洞、暗物质和暗能量的概念；c. 示例：展示实验数据和数学模型，说明粒子物理学对宇宙学的重要性。
4. 实验和活动a. 实验：使用阴影摄影板观察放射性衰变，了解粒子衰变的过程；b. 活动：让学生设计一个宇宙模型，展示宇宙的起源和演化过程；c. 实践：观察天体、星系的照片，学生亲身体验宇宙的广阔和神秘。
课堂讲解：1. 关键概念的解释和说明；2. 利用示意图、实物模型和实验展示让学生感性认识粒子物理学和宇宙学。
学生实践：1. 学生进行实验和活动，加深对粒子物理学和宇宙学的理解；2. 学生通过观察和设计宇宙模型，提高对粒子物理学和宇宙学的学习兴趣。
课堂讨论：1. 学生就粒子物理学和宇宙学的关系进行讨论；2. 学生交流实践过程中的观察和体验。
小结：通过本节课的学习，我们了解了基本粒子的分类、宇宙的起源和演化，以及粒子物理学与宇宙学的关系。
通过实验和活动的实践，我们深入体验了粒子物理学和宇宙学的奥妙。
在今后的学习中，我们将继续深入探索粒子物理学和宇宙学的知识。