粒子物理学及其应用学习教材PPT课件

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教科版高中物理选修3-4同步课件第三章粒子物理学简介(选学)

教科版高中物理选修3-4同步课件第三章粒子物理学简介(选学)

课程目标
情景思考
类型一 类型二 类型三
基础知识
重点难点
典型例题
随堂练习
解析:胶子和中间玻色子以及假定的“引力子”被称为媒介子,它们是 四种基本相互作用的传递媒介,共13种.不参与强相互作用的粒子, 被称为轻子,如电子、中微子等共6种,加上它们各自的反粒子,共有 12种.强子是指一切参与强相互作用的粒子,已发现的几百种粒子 大部分都是强子,人们最早发现的强子是质子和中子.故题目所给 的四个选项均正确. 答案:ABCD 题后反思:了解基本的分类情况,有意识地适当记忆,这样才能够快 速准确地解答此问题.
课程目标
情景思考
基础知识
ห้องสมุดไป่ตู้
重点难点
典型例题
随堂练习
类型一 类型二 类型三
夸克模型的认识
【例题2】 目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸
克的两类夸克组成.u 夸克电荷量为2e,d 夸克电荷量为-1e,e 为元电
3
3
荷,下列论断正确的是( )
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
课程目标
情景思考
类型一 类型二 类型三
基础知识
重点难点
典型例题
随堂练习
解析:粒子加速器是用人工方法产生高速粒子的设备,天然放射性 物质放出的粒子能量不高,不能满足科研的需要,人们通过粒子加 速器在目前已经能将电子、质子等带电粒子加速到接近光速,这些 高能量的粒子束成为人们认识物质深层结构的主要工具.通用的粒 子加速器中,按加速粒子的路径分为直线加速器、回旋加速器两种. 答案:ABD 题后反思:加速器是“打碎粒子的工具”,使人们发现了不少新粒子, 人们对微观物质世界的认识也随着加速器的出现在逐步深入.

高中物理第三章7粒子物理学简介(选学)课件教科选修35教科高中选修35物理课件

高中物理第三章7粒子物理学简介(选学)课件教科选修35教科高中选修35物理课件

第十七页,共十九页。
第十八页,共十九页。
内容 总结 (nèiróng)
7 粒子物理学简介(选学)。1.初步(chūbù)了解粒子物理学的基础知识,知道基本粒子的分类及夸克
模型.。2.了解产生高速粒子的设备——加速器.。3.在学习中了解、感受科学发展过程中蕴藏着的科学
No 和人文精神.。(2)回旋加速器是一种用固定频率的高频电场加速在圆弧轨道中运动的带电粒子,以获得
第八页,共十九页。
类型
(lèixí ng)一
类型
(lèixí ng)二
类型
(lèixí ng)三
解析:胶子和中间玻色子以及假定的“引力子”被称为媒介子,它们是四种基本 相互作用的传递媒介,共13种.不参与强相互作用的粒子,被称为轻子,如电 子、中微子等共6种,加上它们各自的反粒子,共有12种.强子是指一切参 与强相互作用的粒子,已发现的几百种粒子大部分都是强子,人们最早 发现的强子是质子和中子.故题目所给的四个选项均正确.
3

23.至今已经发现了
6
种夸克,除
u、d、s
外,还有粲夸克
(c)、底夸克(kuā kè)(b)和顶夸克(t).
第四页,共十九页。
3.加速器
粒子加速器是用人工方法产生高速粒子的设备. 目前通用的加速器有20多种,按加速粒子的路径大致可分为两类:一类是直
线(zhíxiàn)加速器,其中带电粒子沿直线运动;一类是回旋加速器,带电粒子沿 圆弧运动,并反复加速.
7 粒子(lìzǐ)物理学简介(选学)
第一页,共十九页。
1.初步了解粒子物理学的基础知识,知道基本粒子的分类及夸克模型.
2.了解产生高速粒子的设备(shèbèi)——加速器. 3.在学习中了解、感受科学发展过程中蕴藏着的科学和人文精神.

高中物理《粒子的波动性和概率波》教学课件

高中物理《粒子的波动性和概率波》教学课件
光子能量和动量为 E h P h
上面两式左边是描写粒子性的 E、P;右边是描写
波动性的 、。 h 将光的粒子性与波动性联系起来。
1923年,德布罗意最早想到了这个问题,并且大胆 地设想,人们对于光子的波粒二象性会不会也适用于 实物粒子。
一切实物粒子都有具有波粒二象性。? 4
能量为E、动量为p的粒子与频率为v、波
17.3 粒子的波动性 17.4 概率波
1
经典的粒子和经典的波
1:经典的粒子的基本特征 ⑴粒子有一定的空间大小、一定的质量和电荷量、不连续 ⑵ 粒子的运动遵从牛顿第二定律 ⑶粒子有确定的位置、速度以及时空中确定的轨道。
2:经典的波的基本特征 ⑴在空间具有连续性 ⑵ 具有一定的频率、波长、具有时空的周期性
mv
X射线波段
13
小结:
一、德布罗意的物质波
E
h
h
P
二、德布罗意波的实验验证
1. 电子衍射实验1 戴维逊-革末实验 G.P.汤姆逊(电子
2. 电子衍射实验2 衍射实验。
三、物质波的应用 电子显微镜
14
二、德布罗意波的实验验证
X 射线照在晶体上可以产 生衍射,电子打在晶体上也能 观察电子衍射。
1. 电子衍射实验1
18
19
电子显微镜
20
电子显微镜下的薰衣草叶子
21
电子显微镜下的纳米纤维
22
电子显微镜下的红细胞
23
电子显微镜下的二分裂
24
3.量子围栏(Quantum Corral)中的驻波
1993年克罗米(M·F·Corrie)等人用扫描电子显微 镜技术,把铜(111)表面上的铁原子排列成半径为 7.13nm的圆环性量子围栏,并观测量到了围栏内的同 心圆柱状驻波,直接证实了物质波的存在.

粒子物理学及其应用PPT课件

粒子物理学及其应用PPT课件

理论的统一,以解决当前物理学面临的基本问题。
发展更精确的实验技术和方法
升级和建设高能物理实验设施
为了探测更小的粒子和更弱的相互作用力,需要更高的实验能量和更精确的探测器技术。 未来的研究将致力于升级和建设更先进的高能物理实验设施,以提高实验的精度和灵敏度 。
发展新的实验方法和数据分析技术
随着技术的发展和数据的积累,需要发展新的实验方法和数据分析技术,以更有效地提取 实验数据中的有用信息,并提高实验结果的可靠性和精确度。
量子场论是描述微观粒子(如电子、光子、夸克等)行为的物理学理论框架。 它基于量子力学和狭义相对论,通过引入场的概念,描述了粒子之间的相互作 用。
相对论
相对论是爱因斯坦提出的经典理论,包括狭义相对论和广义相对论。狭义相对 论解释了没有引力作用的时空观念,而广义相对论则描述了引力的本质是由物 质引起的时空弯曲。
利用粒子物理学原理,研究核聚变和 核裂变等新能源技术。
医学影像技术
利用粒子物理学原理,发展医学影像 技术和放射治疗技术。
粒子物理学与其他学科的交叉研究
宇宙学
研究宇宙起源、演化等问题的学 科,与粒子物理学在基本理论和
实验技术上有很多交叉。
生物学
研究生物大分子的结构和功能,与 粒子物理学在蛋白质结构和药物设 计等方面有交叉。
实验方法包括散射实验、衰变实验、对撞机实验等,这些实 验方法为粒子物理学的发展提供了重要的实验证据和理论支 持。
基本粒子及其性质
02
物质粒子和传播子
物质粒子
物质粒子是组成物质的基本单位 ,包括电子、质子、中子等。它 们具有电荷和质量,是构成原子 和分子的基础。
传播子
传播子是传递力的粒子,如光子 、介子和胶子等。它们负责传递 电磁力、强核力和弱核力等基本 相互作用力。

粒子物理基础 ppt课件

粒子物理基础  ppt课件

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10
世界由什么组成?如何组成?最后答案
We have answered the questions, "What is the world made of?" and
"What holds it together?“
The world is made of 6 quarks and 6 leptons. Everything we see is a conglomeration of quarks and leptons. There are four fundamental forces and there are force carrier particles associated with each force
Electromagnetic
45
相互作用的统一理论
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46
什么是对称性
经过某种变换之后,物理规律保持不变,这就是 物理规律的对称性。
如果一个操作使系统从一个状态变到另一个与之 等价的状态,或者说,状态在此操作下不变,我 们就说这系统对这个操作是对称的,而这个操作 叫作这系统的一个对称操作.
二十世纪的主要成就
➢ 相对论与时空观念 狭义相对论,高速运动粒子 广义相对论,引力理论,宇宙学
➢ 量子力学 波粒二象性,微观粒子
➢ 量子场论 描述物理世界的基本语言
➢ 标准模型 物质的基本组成和基本相互作用
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40
基本相互作用
➢引力相互作用 ➢电磁相互作用 ➢强相互作用
强大的核力维持原子核的稳定性 ➢弱相互作用
• 诗曰:君不见黄河之水天上来, 奔流到海不复回?
君不见高堂明镜悲白发, 朝如青丝暮成雪?

北师大九年级物理下册 《探索微观世界的历程》粒子和宇宙PPT教学课件

北师大九年级物理下册 《探索微观世界的历程》粒子和宇宙PPT教学课件
实验与探究
19世纪下半叶,人们 研究稀薄气体放电现象时 发现,当放电管内气体足 够稀薄时,阴极就发射出 一种射线,称为阴极射线.
阴极射线管
第十页,共二十六页。
电子的发现
1897年,英国的物理 学家汤姆孙发现,阴极射线 在电场或磁场的作用下可发 生偏转,方向与带负电的粒 子相同,表明这是一种带负 电的粒子流,后来人们称这 种粒子为电子.
第十八页,共二十六页。
纳米技术
纳米科技的思想源自于美国物理学家费恩曼的一次演讲.
1986年发明的扫描隧道显微镜使观察和操纵原子变为了 现实.IBM公司与中国科学院也分别于1990年和1999年展示了原 子的操纵技术.
纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术,它是 在0.10至100纳米(即十亿分之一米)尺度的空间内,研究电子、 原子和分子运动规律和特性的崭新技术.
纳米零件
纳米薄膜
第二十二页,共二十六页。
课堂小结
1.宇宙是由物质组成的,物质由分子、原子组成. 2.人类探索原子的构造的历程. 3.原子结构 (1)分子是由原子组成的. (2)原子是由原子核和核外电子组成的. (3)原子核是由质子和中子组成的. (4)夸克组成了所有质子、中子、介子、超子. 4.纳米技术及其应用.
第二十三页,共二十六页。
3.对应各种元素,存在着各种原子,元素的差异就在于它们的原
子是不同的.原子是元素保持化学性质不变的不可再分的最小单元.
第七页,共二十六页。
原子、分子、物质
1811年,意大利的科学家阿伏伽德罗进一步指出,物质 一般不是直接由原子组成,而是由几个原子相结合的分子构 成的.
第八页,共二十六页。
原摄用 子的场 图钨离 样针子
却占整个原子质量的99.94

大学物理教程12.4 一维无限深势阱中的粒子ppt课件

大学物理教程12.4 一维无限深势阱中的粒子ppt课件

ih
n (x,t) t
En
n
( x, t )
中,可得粒子的能级
En
n2
π2h2 2mL2
(1)当n=1时,对应基态的能量为
E1
h2 2mL2
当n=5时为第4激发态,对应的能量为
E5
52 E1
25h2 2mL2
第12章 量子力学基础
12.4 一维无限深势阱中的粒子
(2)波函数的模平方即粒子的几率密度为
(x) 2 dx 1
定态波函数为
(
x)
2 sin nπ x, LL
0,
第12章 量子力学基础
C 2 L
0 x L 0 x, x L
12.4 一维无限深势阱中的粒子
粒子在阱内的波函数为
V(x)
i Et
i (x,t) (x)e h
2
sin
i
kxe h
Et
L


1 2i
2
(eikx
eikx
0a
R
B
2
(k 2 k'2 )2 sinh 2 k'a
A (k 2 k'2 )2 sinh 2 k'a4k 2k'2
透射系数
T
C2 A
4k 2k'2
(k 2 k'2 )2 sinh 2 k'a4k 2k'2
RT 1
表明:粒子入射到势垒上时,有被反射的几率, 亦有穿过势垒透射几率——隧道效应(势垒贯穿)
U
(
x)
U0 0,
,
0 xa x 0, x a
U=U0
E<U0 U= 0

粒子物理学导论

粒子物理学导论

阅读感受
《粒子物理学导论》是一本非常优秀的书籍,它以简洁、生动的语言介绍了 粒子物理学的基本概念和最新进展。无论大家是对科学感兴趣的读者,还是希望 深入了解粒子物理学的专业人士,这本书都是一本值得一读的好书。它不仅让我 对粒子物理学有了更深入的理解,也激发了我对这个迷人领域的研究兴趣。
目录分析
目录分析
目录分析
第一章是“粒子物理学的世界”,这一章对粒子物理学进行了总体的介绍, 包括其研究领域、研究方法和研究意义等,为后续深入学习奠定了基础。
目录分析
第二章到第九章,分别从不同的角度详细介绍了粒子物理学的各个方面。其 中,第二章“原子核和放射性”,第三章“粒子的种类和性质”,第四章“量子 力学的基本原理”,第五章“相对论和量子场论”,第六章“基本粒子的标准模 型”,第七章“相对论重离子碰撞和夸克胶子等离子体”,第八章“宇宙粒子和 暗物质”,第九章“粒子探测器和实验技术”,第十章“粒子物理学中的计算机 模拟”。
粒子物理学导论
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
思维导图
本书关键字分析思维导图
包括
强子
介绍
宇宙
放射性
理论
结构
粒子物 理学
粒子物理 学
粒子
基本概念
物理
导论
原子核
相互作用
基本原理
教材
性质
导论
内容摘要
内容摘要
《粒子物理学导论》是一本介绍粒子物理学基本概念和理论的教材。本书的主要内容涉及粒子的 分类、基本粒子的性质和相互作用、原子核和放射性、强子物理和宇宙中的粒子等。 本书介绍了粒子物理学的概念和基本原理,包括波粒二象性、量子力学的基本原理、狭义相对论 和粒子相互作用的基本理论。接着,本书详细介绍了不同类型的粒子,包括轻子、夸克、胶子、 光子等,并讨论了它们的基本性质和相互作用。本书还介绍了原子核和放射性的基本概念和理论, 包括原子核的结构、原子核衰变和放射性衰变等。 除此之外,本书还介绍了强子物理和宇宙中的粒子的基本概念和理论,包括强子的结构和性质、 宇宙辐射和宇宙中的暗物质等。本书总结了粒子物理学的发展历程和未来发展趋势,并介绍了粒 子物理学在能源、环境和医学等领域的应用。 《粒子物理学导论》是一本全面介绍粒子物理学基本概念和理论的教材,是一本很好的参考书。

大学物理ppt课件完整版

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物理学的发展历史
01
02
03
古代物理学
以自然哲学为主要形式, 探讨自然现象的本质和规 律,如古希腊的自然哲学。
经典物理学
以牛顿力学、电磁学等为 代表,建立了完整的经典 物理理论体系。
现代物理学
以相对论、量子力学等为 代表,揭示了微观世界的 奥秘和宇宙大尺度的结构。
大学物理课程的目的和要求
1 2
掌握物理学的基本概念和原理
放射性衰变
阐述了α衰变、β衰变、γ衰变等放射性衰变过程及 其规律。
粒子物理简介
介绍了基本粒子、相互作用、粒子加速器等基本 概念。
THANKS
感谢观看
麦克斯韦-安培定律
将磁场的变化与电场联系起来,是电磁场理论的基础。
麦克斯韦电磁场理论
麦克斯韦方程组 描述电磁场的基本规律,包括高 斯定律、高斯磁定律、法拉第电 磁感应定律和麦克斯韦-安培定律。
电磁波的应用 如无线电通信、雷达、微波炉等。
电磁波 由变化的电场和磁场相互激发而 产生的在空间中传播的电磁振荡。
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目 录
• 绪论 • 力学 • 热学 • 电磁学 • 光学 • 近代物理学基础
01
绪论
物理学的研究对象
物质的基本结构和相互作用
研究物质的基本组成、性质以及相互作用,包 括微观粒子和宏观物体之间的相互作用。
物质的运动和变化规律
研究物质在不同条件下的运动状态、变化过程 以及相应的物理量之间的关系。
热力学第二定律
热力学第二定律的表述
热力学第二定律指出,不可能从单一热源取热使其完全转换为有用的功而不产生其他影响。也就是说,热 机的效率不可能达到100%。
卡诺定理和热力学温标

粒子物理学及其应用-精选文档

粒子物理学及其应用-精选文档
π介子的质量约等于电子质量的275倍。 后来又发现了比核子还要重得多的介子, 连同核子称为重子。 介子和重子统称强子。
Π 介子理论认为: 核子之间存在一种核力场,强相互作用 是通过交换介子传递的。 汤川由相对论波动方程出发,给出了两 核子之间的相互作用势能公式:
mr e V r g2 r
31 m 9 . 109534 10 kg e
电子带负电荷
e 1 . 60217733 49 10 c
19
⑵ 正电子的发现 1928年,狄拉克从理论上预言了正电 子的存在; 1932年安德森在宇宙射线中发现了正 电子。 正电子的质量与电子相等。 正电子带与电子等量的正电荷。
三、夸克
1、强相互作用和强子 核子(中子和质子)间存在着很强的吸 引力——强相互作用。强相互作用的特 点是: 15 ① 短程力(力程为 10 m ) 很强(约为电磁力强度的100倍) 2 3 很快(作用时间约 10 s ) ② 与电荷无关 ③ 具有饱和性
1935年日本物理学家汤川为了解释强相互 作用的传递方式,提出了π介子理论。
4、夸克的颜色 夸克具有不同的颜色——红、黄、蓝 (不是实际的颜色,仅是借用),颜色 实际上是一种量子数,三种颜色代表夸 克的三种状态。 5、 c、b、t夸克的发现(略)
四、四种基本相互作用
1、弱相互作用 微观粒子间除了存在电磁作用和强作用 外,还存在着一种弱相互作用。 关于பைடு நூலகம்相互作用的研究: 1934年费米提出β衰变理论;1956年 李政道、杨振宁提出弱相互作用中宇称 不守恒理论;1958年费曼等人提出了弱 作用V-A理论;格拉肖-温伯格-萨拉姆提 出弱电统一理论,进一步揭示弱相互作 用的本质。
2、四种基本相互作用的比较

群论及其在粒子物理中的应用

群论及其在粒子物理中的应用

群论,作为数学的一个分支,主要研究的是对称性、不变性和变换等概念。 在物理学中,这些概念同样至关重要。通过群论的方法,我们可以更好地理解和 描述粒子的性质和行为。例如,通过群论,我们可以了解到不同种类的粒子如何 在相互作用中保持其固有的特性。
在书中,作者高崇寿以其独特的视角,将群论与粒子物理学紧密结合,展现 了这一理论在物理学中的广泛应用。从基本粒子的分类,到量子场论中的对称性, 再到强子物理中的许多现象,群论都在其中发挥了核心作用。通过具体的实例和 详细的解释,这本书使读者更好地理解了群论在物理学中的重要性。
内容摘要
这一部分详细介绍了量子场论的基本原理,并解释了如何使用群论方法来研究量子场论中的问题, 如对称性、守恒定律等。本书还讨论了群论方法在量子计算和量子信息中的应用,这些应用展示 了群论在量子领域中的重要性和广泛性。 《群论及其在粒子物理中的应用》这本书是一本关于群论及其在物理学中应用的重要参考书籍。 它不仅提供了深入的理论知识,还通过具体实例展示了群论在解决实际问题中的威力。对于从事 物理学、数学和相关领域的研究人员来说,这本书无疑是一本宝贵的资源。
作者简介
作者简介
这是《群论及其在粒子物理中的应用》的读书笔记,暂无该书作者的介绍。
感谢观看
《群论及其在粒子物理中的应用》这本书的摘录展示了群论在物理学中的广 泛应用和重要性。通过使用群论,我们可以从更高的角度理解自然界的规律,从 而更好地探索未知的物理现象。这本书对于对物理学和数学感兴趣的人来说是一 本必读的经典著作。
阅读感受
阅读《群论及其在粒子物理中的应用》是一次非常独特的学术体验,这本书 以其深入浅出的方式,介绍了群论这一重要的数学工具在粒子物理学中的应用。 作为物理专业的学生,我在阅读过程中收获了许多新的知识和观点,对于物理学 和数学的关系有了更深入的理解。

教科版高中物理选修3-5:《粒子物理学简介(选学)》课件-新版

教科版高中物理选修3-5:《粒子物理学简介(选学)》课件-新版

根据以前所有的理论,这个峰是不应该存在的.这说明我们发现 了一种全新的夸克.这种新粒子有很特别的性质:第一,它们质 量比其他所有已知的粒子都重;第二,它的寿命比其他所有已知 粒子的寿命长1 000倍.这意味着什么呢?大家知道,如果所有人 在世界上活到100岁左右,但你突然发现一个村子里的人能活到10 000岁,这就表示这些人可能有特别的性质.当然,有了这第四种 夸克,你就可以问有没有第五种、第六种——至今为止,已发现了 六种.
丁肇中:寻找宇宙中的基本粒子 如何寻找宇宙中最基本的粒子呢?我用四个故事向大家介绍 一下,这些故事是我在过去的年里所亲自经历的.
第一个故事是测量电子的半径.现代电磁学的理论认为电子 的半径为零.1964年,美国的麻省理工学院和哈佛大学建造了一个 当时最大的加速器,这个加速器周长为1 000英尺(1英尺为0.304 8 m).当时来自哈佛大学和康乃尔大学的世界上很有名的专家,在 这个加速器里做一个很重要的实验,实验结果同时证明量子电动 力学是错误的,电子是有半径的.这是一个非常重要的实验.1966 年,我在德国用不同的方法重新做了这个实验,结果发现电子的 半径确实小到不可测量,电子是没有半径的.实验的结果和理论 的预期的比值等于1,即是说电子的半径等于零,也就是说以前许 多专家所做的实验结果是错误的.
B.质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸 夸克组成
C.质子由 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 D.质子由 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 解析 题目中给出的信息是 u 夸克与 d 夸克的带电荷量,据质子11 H 带一个元电荷的电荷量及中子10n 不带电,分析可知 B 项正确. 答案 B

高二物理带电粒子在匀强电场中的运动PPT课件一等奖新名师优质课获奖比赛公开课

高二物理带电粒子在匀强电场中的运动PPT课件一等奖新名师优质课获奖比赛公开课

此粒子能从C处射出,则A、B间旳电压应为
(A )
d 2mv02
A. ql 2
lmv0
C. qd
l 2mv02
B. qd 2
D.
qmv0 ql
A ++++++++
O
d
Vo
--------
B
C
三、 加速和偏转一体
例6.如图所示,在真空中竖直放置一对金属板x
和x’,加电压U1;水平放置一对金属板Y和Y’,板 间距离为d。加电压U2,一电荷量为-q质量为m 旳带电粒子从x极板由静止出发。试分析带电粒
1 2
mv
2
0
qU
例题1:火热旳金属丝能够发射电子。在金属 丝和金属板间加以电压U=2500V,发射出旳电 子在真空中被加速后,从金属板旳小孔穿出。 电子射出后旳速度有多大?设电子刚从金属丝 射出时旳速度为零。
解:电子电荷量为e,根据动能定理可得
1 mv2 qU 2 v 2eU
me
2 1.6 1019 2500
Y+ + + + + + 1、受力分析:
粒子受到竖直向下旳
q
d
v0
U 电场力F=Eq=qU/d
2、运动规律分析:
-Y′ - -L - - -
粒子作类平抛运动。
Y+ + + + + +
x方向:匀速直线运动
vx v0 L v0t
q
d
v0
U
Y方向:初速度为零旳
y
匀加速直线运动
- - - - - - Y′ L

2017粒子学习班专家介绍PPT参考课件

2017粒子学习班专家介绍PPT参考课件

吴锦昌
教授、博士生导师,苏 州市立医院肿瘤科主任, 苏州市肿瘤临床医学中 心带头人,从事肿瘤精 准放化疗、生物免疫治 疗和综合治疗的临床和 基础研究35余年
科研工作
承担国家科技部“863”子课题1项、主持国家自然科学基 金1项及辽宁省科委重大科技攻关项目,国内外杂志发表 论文70余篇,主编、参编专业书籍三部
社会任职
中华医学会放射肿瘤学分会委员 辽宁省医学会放射肿瘤学分会侯任主委 中国生物医学工程学会精确放疗学组常委
. 9
李玉亮
主任医师,医学博士,山东大学硕士研究生导师,山东大学第 二医院介入医学科主任
业务专长
头颈部肿瘤综合治疗、肺癌、食管癌、前列腺癌、直肠癌、 椎体肿瘤、软组织肿瘤综合治疗和各种复发、转移癌的微 创治疗
科研工作
承担国家自然科学基金项目,获得多项科研基金的资助; 发表学术论文300余篇,SCI收录30余篇
社会任职
中国抗癌协会肿瘤微创治疗专业委员会常委 中国老年学学会老年肿瘤专业委员会常委 中国医学影像技术研究会超声分会委员 . 北京放射肿瘤学分会主任委员
. 2
张福君
中山大学肿瘤防治中心影像与微创介入 Nhomakorabea心,教授、主任 医师、博士研究生导师
业务专长
CT导向下肿瘤放射性粒子植入治疗,肿瘤微波、射频消融 治疗,肿瘤HIFU治疗,血管介入治疗、分子靶点近红外荧 光显像等。
科研工作
主持多项重要的临床研究项目,主持国家自然基金两项, 在多个具有广泛影响力的国际杂志上发表研究论文,获 2009 “国内最具影响的百篇文章”
. 10
张开贤
主任医师,济宁医学院教授,山东滕州市中心人民医院肿 瘤科主任
业务专长
擅长影像引导下的肿瘤微创治疗,开展的食管粒子支架剂 量学研究、微波消融联合骨水泥成形术治疗椎体转移瘤、 3D打印共面模板引导胰腺癌粒子植入术

“基本”粒子(高中物理教学课件)

“基本”粒子(高中物理教学课件)

二.粒子的分类
现在已经发现的粒子达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:电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子 中微子。现代实验还没有发现轻子的内部结构。
这颗星继续收缩、继续升温。当温度超过107K时,氢通过热核 反应成为氦,释放的核能主要以电磁波的形式向外辐射。辐射产 生的向外的压力与引力产生的收缩压力平衡,这时星体稳定下来。 恒星在这一阶段停留的时间最长。太阳目前正处于这一阶段的中 期,要再过50亿年才会转到另一个演化阶段。
当恒星核心部分的氢大部分聚变为氦以后,核反应变弱,辐射 压力下降,星核在引力作用下再次收缩。这时引力势能产生的热 将使温度升得更高,于是发生了氦核聚合成碳核的聚变反应。类 似的过程一波接一波地继续下去,出现了氧、硅,直到铁等更重
例2. 根据宇宙大爆炸的理论,在宇宙形成之初是“粒子家 族”尽显风采的时期,那么在大爆炸之后最早产生的粒子 是( A ) A.夸克、轻子、胶子等粒子 B.质子和中子等强子 C.光子、中微子和电子等轻子 D.氦核、氚核、氦子等轻核
例3.宇宙诞生过程中,产生如下粒子:①光子、中微子、
电子等大量轻子;②氘核、氚核、氦3、氦核等轻核;③
三.宇宙的演化
物理学中有一个非常有趣的现象:研究微观世界的粒子物理、
量子理论,与研究宇宙的理论竟然相互沟通、相互支撑。正如诺 贝尔物理学奖获得者格拉肖所说:“隐藏在原子内心的,是宇宙 结构的秘密。”
根据宇宙大爆炸的理论,在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显 风采的时期。在大爆炸之后约10-44s,那时的温度为1032K,产生了 夸克、轻子、胶子等粒子。大爆炸后约10-6s,温度下降到1013K左 右,夸克构成了质子和中子等强子,成为强子时代。再晚一些时 候,温度下降到1011K时,只剩下少量夸克,而自由的光子、中微 子和电子等轻子大量存在,此时代称为轻子时代。当温度下降到 109K时,中子和质子结合成氘核,并很快生成氦核,同时有氚核、 氦3等轻核及其他轻核生成,此时成为核合成的时代。目前宇宙中 存在的大部分氦是那时形成的。大爆炸1万年之后,温度降到了 104K,此时的宇宙由电子、质子和氦核的混合电离气体组成。当 温度降到3000K时,电子与质子复合成为中性的氢原子。继续冷 却,质子、电子、原子等与光子分离而逐步组成恒星和星系。
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第三篇 粒子物理学及其应用
第三篇
粒子物理学及其应用
一、基本粒子概念的发展和粒子的 分类 二、轻子 三、夸克 四、四种基本相互作用 五、粒子探测器 六、粒子物理的应用
ห้องสมุดไป่ตู้ 一、基本粒子概念的发展和粒子的分类
1、基本粒子概念的发展 ⑴ 古代对物质结构的猜想 我国夏朝:金、木、水、火、土五行学说 古希腊:水、火、土、空气组成物质 (德谟克利特)提出了原子论(公元前3世纪) ⑵ 近代对物质结构的认识 道尔顿的原子论:每一种元素都代表一种特 定的原子,不同元素的原子的性质不同。
4、夸克的颜色 夸克具有不同的颜色——红、黄、蓝 (不是实际的颜色,仅是借用),颜色 实际上是一种量子数,三种颜色代表夸 克的三种状态。 5、 c、b、t夸克的发现(略)
四、四种基本相互作用
1、弱相互作用 微观粒子间除了存在电磁作用和强作用 外,还存在着一种弱相互作用。 关于弱相互作用的研究: 1934年费米提出β衰变理论;1956年 李政道、杨振宁提出弱相互作用中宇称 不守恒理论;1958年费曼等人提出了弱 作用V-A理论;格拉肖-温伯格-萨拉姆提 出弱电统一理论,进一步揭示弱相互作 用的本质。
1、强相互作用和强子 核子(中子和质子)间存在着很强的吸 引力——强相互作用。强相互作用的特 点是: 15 ① 短程力(力程为 10 m ) 很强(约为电磁力强度的100倍) 很快(作用时间约 10 23 s ) ② 与电荷无关 ③ 具有饱和性
1935年日本物理学家汤川为了解释强相互 作用的传递方式,提出了π介子理论。
3、中微子 在研究β衰变时,对能量守恒定律产 生怀疑时提出的。1931年,泡里认为, 在β衰变过程中,同时发射了一个质量 很小(质量为零或接近零)的中性粒子, 后来费米将它称为中微子。这样,原子 核β衰变过程中就保持了能量和动量守 恒。例如,中子的衰变过程可表示为
n p e e

⑶ 现代对物质结构认识的飞跃 1911年,卢瑟福的原子核式结构模 型——原子由原子核和电子组成; 1932年,确认中子的存在——原子核 由中子和质子组成;(三种基本粒子) 1932年,安德森发现正电子;µ 子、 л 介子和第一个奇异粒子被发现; 20世纪50年代以后,夸克的发现—— 构成物质的基本粒子共有12种,包括6种 轻子和6 种夸克。至目前,尚未发现这12 种粒子有内部结构。
V(r)称为汤川势,式中m为介子质量,g 代表核力强度,r是两核子之间的距离
2、强子超多重态(略) 3、夸克模型 重子由三个夸克组成,介子由一个夸 克和一个反夸克组成;反重子由三个反 夸克组成。 夸克有三种:上夸克、下夸克和奇异 夸克,以及它们的反夸克。 夸克必须是费米子。 夸克模型对许多实验结果作出了满意 的解释。
1942年,我国物理学家王淦昌提出了 探测中微子的方案。美国物理学家艾伦 根据这个方案,从实验上证实了电子中 微子存在。1956年,莱茵斯等人在实验 上检测到脱离了发射源的传播中的电子 中微子(这才是电子中微子存在的直接 证据)。 后来又发现了μ子中微子。并有间接证 据证明有τ子中微子。
三、夸克
2、四种基本相互作用的比较
3、量子电动力学与规范理论 量子电动力学(QED)是关于带电粒子 通过电磁场发生电磁相互作用的理论学 说,是在经典电磁场理论、狭义相对论 和量子力学的基础上建立起来的。 自由粒子Dirac方程
2 (i ic mc ) 0 t
在QED中,运动方程在带电粒子波函 数的定域相位变换下保持不变,称为规 范不变性,在数学上属于Abel群,用U (1)表示。 1954年,杨振宁和Mills将Abel群的规 范不变理论推广到非Abel规范场中,得 到称为SU(2)非Abel场,后来人们称之 为杨-Mills场。 规范场理论已发展成为现代粒子物理 基础理论的具有普遍性的重要组成部分。
me 9.109534 10
31
kg
电子带负电荷
e 1.602177334910
19
c
⑵ 正电子的发现 1928年,狄拉克从理论上预言了正电 子的存在; 1932年安德森在宇宙射线中发现了正 电子。 正电子的质量与电子相等。 正电子带与电子等量的正电荷。
2、μ子和τ子的发现 μ子有带负电的和带正电的两种,不参 与强相互作用。质量比质子重207倍。 μ 子和电子具有相同的性质,但不可能以 一种简单的方式衰变成单个电子。 τ子是1975年在美国电子对撞机上发现 的。它的质量比许多重子的质量还要大 得多。带一个单位电荷。
4 、弱电统一理论 1967—1968年温伯格和萨拉姆在格拉 肖工作的基础上,提出弱电统一理论: 像电磁作用是通过规范场——电磁场 (光子)来传递一样,弱相互作用也是 由规范场来传递的。可以用SU(2) ×2U(1)群作为统一描述弱相互作用和 电磁作用的规范群。
5、量子色动力学(QCD) 量子色动力学是解释强相互作用的规范 理论。 QCD理论认为:夸克特有的颜色可以看 作夸克之间强相互作用的荷,称为色荷。 夸克之间的强相互作用是通过交换8种电 中性而带色的无质量的胶子来传递的。 色荷和胶子在强相互作用中的地位分别 相当于电磁作用中的电荷和光子。 近年来,已有一些实验结果支持量子 色动力学。
π介子的质量约等于电子质量的275倍。 后来又发现了比核子还要重得多的介子, 连同核子称为重子。 介子和重子统称强子。
Π介子理论认为: 核子之间存在一种核力场,强相互作 用是通过交换介子传递的。 汤川由相对论波动方程出发,给出了 两核子之间的相互作用势能公式:
V r g 2 e mr r
2、基本粒子的分类 ⑴ 轻子 ⑵ 夸克 ⑶ 规范粒子 ⑷ Higgs粒子(未发现)
二、轻子 轻子——不参与强相互作用的粒子。 6种轻子按其发现的年代和性质,分 为三代;轻子同一代之间才发生相互作 用。
三代轻子的电荷和质量
1、电子的发现 ⑴ 电子是最早发现的基本粒子。1897 年汤姆逊在测定阴极射线粒子荷质比时 发现。 电子的静止质量为
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