粒子物理和原子核物理
高考志愿填报建议大学专业解析--粒子物理与原子核物理
粒子物理与原子核物理一、专业介绍1、概述：粒子物理与原子核物理是以国内外的大型高能物理实验为依托，从理论和实验上研究物质最基本的构成、性质及其相互作用的规律。
其中也包括粒子物理探测新技术和新型探测器的研究；粒子物理理论研究中的计算物理新方法的开发和研究。
这些研究将深化我们对物质世界更深层次基本规律的认识。
在21 世纪，以兴建若干大科学工程为标志，国际上粒子物理与核物理学科正在继续蓬勃发展并面临着重大的突破，必将继续对各国的国防、能源、交叉学科等的发展起重要的推动作用。
2、研究方向：粒子物理与原子核物理的研究方向主要有：01.理论核物理02.实验核物理03.高能物理与粒子物理04.应用核物理05.微机应用与核电子学06.中子物理与裂变物理07.核聚变与等离子体物理08.非平衡态统计物理（注：各大院校的研究方向有所不同，以北京大学为例）3、培养目标：本专业培养研究生具有量子场论、粒子物理、核物理和近代数学的坚实的理论基础和专门知识，掌握射线探测技术及利用计算机在线获取数据和分析数据的方法，或能使用计算机进行理论研究。
了解该学科发展动态和前沿进展，能够适应我国经济、科技、教育发展需要，并具有独立从事该学科前沿研究和专业教学的能力。
还应较为熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料，具有开拓进取严谨求实的科学态度和作风。
4、研究生入学考试科目：（1）101思想政治理论（2 )201英语一（3）603普通物理(含力学、热学、电磁学、光学)、604量子力学（4）804经典物理(含电动力学、热力学与统计物理)、809原子核物理报考本专业０１—０６研究方向方向考试科目③限考量子力学，考试科目④中经典物理、原子核物理任选一门；０７—０８研究方向考试科目③限考普通物理，考试科目④限考经典物理。
（注：各大院校的考试科目有所不同，以北京大学为例）5、与之相近的一级学科下的其他专业：理论物理、原子与分子物理、等离子体物理、凝聚态物理、070206声学、光学、无线电物理。
17原子核物理和粒子物理简介
质子、中子、电子
夸克
17-1 原子核的基本性质
一、原子核的质子—中子模型
原子核由质子和中子组成。
质子（P）： e m p 1.007276u 核子
中子（n）：电中性 mn 1.008665u
1u 1.6605655 1027 kg
原子核符号
A 质量数 Z N
超大统一理论： 四种相互作用的统一 有待于验证。
A Z
X
Z 电荷数 X 与Z相应的元素符号
14 7
N
16 8
O
具有相同的质子数而中子数不同的原子核称为同位素。
16 8
O 17O 18O 8 8
1 1
H H H
2 1
3 1
质子、电子和中子符号
1 1 1 H ( 1P ) 0 1
e
1 0
n
原子核的体积总是正比于它的质量数
R R0 A
13
g I I ( I 1 ) N
g I 原子核的g因子
原子核磁矩在某一特殊方向的投影
I gI M I N
z
M I 核磁量子数 M I I , I 1, ,( I 1 ), I
投影最大值
g I I N I
“核磁共振”测定核磁矩
接高频电源 交变磁场
和与电子相联系的反中微子
正电子和一个中微子
1 0 1 0 ~ n1 P 1 e e
+衰变是原子核内质子转变成中子，同时放出一个
1 1
P n e e
1 0 0 1
射线是光子流，
是在衰变或衰变后形成新核时辐射出来的。
放射性衰变过程遵守电荷守恒、质量数守恒、能量守恒、 动量守恒、角动量守恒。
第10章 原子核物理和粒子物理简介
H H
C
2 1
3 1
N
H
15 7
N
O
3 2
4 2
He
He
16 8
17 8 19 9
O F
6 3
Li
7 3
9 4
Li
Be
B
7.016005 9.012186 10.12939 11.009305 12.00000
23 11 63 29
Na Cu
Sn
22.989773 62.929594 119.902198 183.951025 238.04861
M I = I , I − 1,L , −( I − 1), − I
µ I′ = g I I µ N
三、 核磁共振
原子核在磁场中时： 原子核在磁场中时：
∆E = − µ I B cos θ
= −µIz B = − g I M I µN B
接高频电源
交变磁场
N
样品 v B
S 电磁铁
原子核在磁场中有2I+1个可能的能量 个可能的能量 原子核在磁场中有 调节磁铁的励磁电流， 调节磁铁的励磁电流，使 hν = ∆E 样品的原子核从磁场吸收能量，发生能级跃迁。 样品的原子核从磁场吸收能量，发生能级跃迁。
三、核力和介子
原子核是由核子组成的， 原子核是由核子组成的，而质子之间有 着很强的库仑排斥力存在。 着很强的库仑排斥力存在。在电磁作用和万 有引力的基础上无法解释为什么自然界存在 着大量稳定的原子核。因此， 着大量稳定的原子核。因此，核子之间必须 有很强的吸引力存在，这就是核力。 有很强的吸引力存在，这就是核力。
由于
粒子的能量比较小， 粒子的能量比较小，粒子很难真正
粒子物理与原子核物理
粒子物理与原子核物理
1 粒子物理与原子核物理
粒子物理和原子核物理是现代物理学的重要分支，分别以粒子和
核为研究对象，给我们的理解提供了新的视角和新的途径。
从宏观上说，粒子物理是研究基本粒子结构和相互作用的物理学，专注于构成宇宙物质的物理本质。
它解决宇宙范围的粒子非常致密的
核动力学和量子规范场问题。
它还调查量子液体、量子引力等物理现象。
粒子物理成果也对放射性衰变、核反应的复杂现象提供了重要的
帮助。
原子核物理是研究原子核结构和原子核反应的物理学，主要是通
过研究质子和中子的物理相互作用来揭示原子核的性质，人们所熟知
的核电力、核聚变和核潜力都是原子核物理发展的产物。
此外，原子
核物理也应用于反应堆设计、核能开发、天文观测等领域，在实际应
用中发挥重要作用。
粒子物理和原子核物理都是物理学研究的重要分支，它们以不同
的视角阐释自然界中多样性，能够帮助我们更好的理解现象，创造出
更完整的宇宙模型。
西南科大粒子物理与原子核物理学科专业的介绍
西南科大粒子物理与原子核物理学科专业的介绍西南科大粒子物理与原子核物理学科专业的介绍粒子物理与原子核物理学科是研究粒子（重子、介子、轻子、标准粒子和夸克等）和原子核的性质、结构、相互作用及运动规律；射线束的产生、探测和分析方法与技术；以及同核能利用、核技术应用有关的物理问题。
粒子物理和原子核物理的研究处于整个物理学研究的最前沿，它涉及从微观领域的规律到天体的形成与演化的规律。
粒子物理与原子核物理是人类认识物质世界的前沿和根底学科，是国内学科建立与科学研究的热点，建立好该专业是效劳国家大科学工程、西部国防科技工业的战略需要。
该学科的主要研究方向及研究内容包括：粒子物理学，它研究比原子核更深层次的微观世界中物质的结构、性质，和在很高能量下这些物质相互转化及其产生原因和规律；原子核物理学又称核物理学，它研究原子核的结构和变化规律；射线束的产生、探测和分析该学科的主要技术；以及同核能、核技术应用有关的物理问题。
从研究方法以及研究目的角度分类，该学科的`主要研究方向涉及理论核物理、实验核物理、应用核物理、核天体物理、核聚变与等离子体物理等。
1、核聚变物理与材料研究方向：段涛博士、易勇博士等在863、国家重大专项等工程的支持下，开展了强激光与靶丸相互作用、核辐照效应理论模拟与用于惯性约束聚变靶的光学多层膜（光子晶体组装）、中空微球可控制备等方面的研究，在惯性约束聚变数值模拟和相关材料等研究方面取得阶段性进展；吕会议博士致力于低能核聚变反响在不同金属中的电子屏蔽效应等方面的实验和理论研究；姬彦玲博士重点对超短超强激光脉冲与碳纳米管阵列靶相互作用过程中超热电子的产生过程，以及超热电子在碳纳米管阵列中的定向传输过程进行理论模拟研究。
截至xx年6月，本方向发表各类SCI和重要核心期刊文章30余篇，获各类科研支助经费31万元，其中纵向科研经费26万元。
2、核辐射探测方法与技术研究方向：袁长迎教授在国家自然科学基金、国防科工局、省教育厅等纵横向工程的支持下，开展了光谱分析技术及其应用等方面的研究工作，在光谱实验技术等方面取得明显进展，其中《Theoretical study on radial resonance coupling of cylindrical photoacoustic cells》一文被BioMedLib评选为相关领域内十大最正确论文（top 10）之首。
大学物理原子核物理与粒子物理学
大学物理原子核物理与粒子物理学原子核物理与粒子物理学是大学物理学科中的重要分支之一。
本文将从原子核物理和粒子物理这两个方面进行讨论，首先介绍原子核物理的基本概念和研究内容，然后转向粒子物理的相关知识和发展历程。
一、原子核物理原子核是构成物质的基本粒子之一，它由质子和中子组成。
原子核物理主要研究原子核的结构、性质与相互作用。
原子核物理在核能源、核技术以及医学诊断和治疗等方面具有重要的应用价值。
1.1 原子核的结构原子核由质子和中子组成，质子带有正电荷，中子不带电荷。
原子核的结构可以用核子数和中子数来描述，在同位素的不同核素中，质子数和中子数的比例不同。
1.2 原子核的性质原子核具有很高的密度和巨大的能量，是原子的稳定核心。
原子核的质量集中在一个极小的空间内，而质子之间相互排斥，需要强相互作用力维持原子核的稳定性。
1.3 原子核的相互作用原子核之间存在相互作用力，主要包括静电作用力和强相互作用力。
静电作用力是负责核内粒子之间的排斥力，而强相互作用力是保持核内粒子结构相对稳定的主要力。
二、粒子物理学粒子物理学研究微观世界的基本粒子，以及它们之间的相互作用和性质。
粒子物理学对于理解宇宙的起源、宇宙组成和基本力的统一理论等方面有着重要的贡献。
2.1 基本粒子粒子物理学将基本粒子分为两类：费米子和玻色子。
费米子包括质子、中子、电子、中微子等，它们符合费米-狄拉克统计，满足泡利不相容原理。
而玻色子包括光子、希格斯玻色子等，它们符合玻色-爱因斯坦统计。
2.2 粒子之间的相互作用粒子之间的相互作用可以通过四种基本相互作用来描述：引力、电磁力、弱相互作用和强相互作用。
这四种相互作用决定了物质的性质和基本力的运作机制。
2.3 粒子物理的发展历程粒子物理学的发展经历了多个重要阶段，从射线的发现、质子和中子的发现，到粒子加速器的建立和基本粒子的进一步研究，最终形成了今天的标准模型。
三、应用与展望原子核物理与粒子物理学在科学研究和技术应用方面具有广泛的前景和潜力。
物理学中的原子核和粒子物理学
物理学中的原子核和粒子物理学在物理学中，原子核和粒子物理学都是极其重要的领域。
这两个领域的研究对于我们理解宇宙的本质和各种物质的性质都非常重要。
下面将详细介绍这两个领域的研究内容和进展。
一、原子核物理学原子核是由质子和中子组成的，是构成原子的最基本的部分。
原子核物理学的研究主要集中在原子核的结构、反应和衰变等方面。
原子核的结构原子核的理论模型主要有三种：液滴模型、壳模型和集体模型。
液滴模型认为原子核是由一个液滴组成的，而壳模型则认为原子核的质子和中子按照一定的能级排布在壳层上。
最新的观测结果表明，原子核的结构存在着精细的奇异性，如奇偶不对称性、同位旋等现象。
原子核的反应原子核的反应主要指原子核与其他原子核或粒子的相互作用。
包括核聚变、核裂变、放射性衰变等反应。
其中核聚变和核裂变是广泛应用于能量领域的重要反应。
原子核的衰变原子核的衰变可以分为放射性α衰变、β衰变和γ衰变。
其中α衰变指原子核放出氦离子，β衰变指质子或中子转变为另一种粒子的现象。
衰变过程中会发出放射线，其中γ射线是电磁波，是无电荷的高能粒子，具有穿透力强的特点。
二、粒子物理学粒子物理学研究的是宇宙中的基本粒子，以及它们之间的相互作用。
它的主要目标是研究物质的基本结构、相互作用和演化历史，进而理解宇宙的本质。
基本粒子粒子物理学界定了物质的基本组成部分，即夸克、轻子、介子和重子。
其中夸克是建立物质的基本粒子，而轻子则是物质中和夸克相对的基本粒子，也就是电子，介子是纠缠在核子之间的一条相互作用中介粒子，也就是π介子。
重子包括质子和中子，它们是由夸克组成的带电核子。
相互作用相互作用是粒子物理学研究的另一重要内容。
主要有强相互作用、电磁相互作用、弱相互作用和引力相互作用。
其中，强相互作用和弱相互作用只在近距离下发生作用，而电磁相互作用则是电荷间的相互作用。
引力相互作用则是超大质量物体之间的相互作用。
演化历史粒子物理学也关注宇宙的演化历史。
在大爆炸之后，宇宙产生了大量的夸克和反夸克，并最终形成了核子。
粒子物理与原子核物理 学位
粒子物理与原子核物理学位
粒子物理与原子核物理是研究微观世界的两个学科领域。
粒子物理研究微观世界的基本粒子和它们之间的相互作用。
通过
实验室中的高能加速器和探测器，科学家可以研究质子、中子、电子
等基本粒子的性质和行为。
粒子物理的研究对于揭示宇宙的起源和结
构具有重要意义。
原子核物理是研究原子核的性质和相互作用的学科。
原子核由质
子和中子组成，它们通过核力相互吸引而保持稳定。
原子核物理研究
核反应、放射性衰变、核能等现象，应用于核能源、放射治疗等领域。
粒子物理与原子核物理在国际上有广泛的合作与交流。
科学家们
通过合作进行实验和理论研究，推动了这两个领域的发展。
粒子物理
与原子核物理的研究已经取得了许多重要的成果，为人类认识宇宙和
应用核技术提供了重要支持。
获得粒子物理与原子核物理学位需要深入学习与掌握相关的理论
知识和实验技术。
学位课程包括量子力学、场论、核物理学、高能物
理学等。
学生还需参与科研项目和实验室实践，为将来从事科研或应
用工作打下扎实的基础。
总之，粒子物理与原子核物理是两个关键的学科领域，对于人类
理解宇宙和应用核技术具有重要作用。
获得这个学位需要全面学习相
关知识和技能，并积极参与研究与实践。
最新第7章-原子核与粒子物理PPT课件
衰变条件
ii． 衰变：
MX MY
Z AXZ A 1Ye
E ( m X m Y m e ) c 2 ( M X M Y 2 m e ) c 2
iii．电子俘获（K俘获，L俘获）
Z AXeZ A 1Y
原子核俘获一个核外轨道上的电子转变为另一个核的过程
衰变的本质：衰变时一个中子转变为质子或反之，而 轨道俘获其本质就是俘获轨道电子而转变为中子。
0
238 238t
0
N0235 e0.836t N238
0
t 59(亿年）
2. 衰变
Z AXA Z42Y4 2He
m(m Xm Ym )
m X M X Z m em Y M Y ( Z 2 ) m em M H e 2 m e
衰变能
E ( m X m Y m ) c 2 ( M X M y M H e ) c 2
4. 衰变
原子核通过发射光子 从激发态跃迁到较低能态 的过程
X* X
E EiEj h
§7.５ 原子核反应
原子核反应：用具有一定能量的粒子轰击一个原子核，使其 放出某种粒子而转变为新原子核的过程。
(1) 历史上第一个人工核反应
174 N24H e18O 711H (２) 第一个在加速器上实现的核反应
p 12 C 13 N 13 N 13 C e v p 13 C 14 N p 14 N 15 O 15 O 15 N e v p 15 N 12 C
4p 2e2v2.6 7MeV
关于太阳：引力约束等离子体。每天燃烧的氢，相当于每秒爆炸900亿颗百万吨级的 氢弹。碳循环周期 6x106年，质子循环周期 3x109年。太阳外层温度6000K, 中 心温度15,000,000K。
第十六章原子核物理和粒子物理简介
5
原子核的磁矩μI与核自旋角动量PI的关系(仿电子自旋
假设)，可以写成
e e h g P g I ( I 1 ) g ( I 1 ) ( 1 6 . 3 ) I I I I I I N 2 m 2 m 2 p p
式中gI称为原子核的g因子.μI在某一特殊方向的投影 为
造成质量亏损的原因是核子在结合成原子核时，由于
它们之间核力的强烈作用，使体系能量降低，从而释 放出一定的能量，相应的质量也减少了.
12
根据相对论质能关系ΔE＝Δmc2，如果质量亏损
Δm＝1u，则对应的能量改变为
2 2 7 2 E 1 u c 1 . 6 6 0 5 6 5 51 0 k g c
2
实验发现原子核的体积总是正比于它的质量数A.如果 把原子核看成球体，其半径R与质量数A的关系为
R R A 0
1 / 3
( 1 6 . 1 )
式中R0是常数，由实验测定为R0＝1.20×10－15 m.这 表明原子核的体积与核质量数成正比，由此得到的结 论是：在一切原子核中，核物质的密度是一个常数， 可以算出核物质密度ρ＝2.29×1017 kg· m－3.
17
16.2.3 放射性衰变定律
设有某种放射性同位素样品，单独存在时，某时刻t 样品中有N个核.在t～t＋dt时间内有dN个核发生衰变， dN应与dt成正比，与t时刻的核数N成正比，则
d N N d t
d N 或 d t N
( 1 6 . 1 4 )
式中λ是表征衰变快慢的比例常数，叫做衰变常数.负 号表示原子核数在减少.设t＝0时N＝N0，将式(16.14) 积分，得
粒子物理与原子核物理博士毕业
粒子物理与原子核物理博士毕业摘要：1.粒子物理与原子核物理的概述2.粒子物理与原子核物理博士的研究领域与内容3.粒子物理与原子核物理博士毕业生的就业前景4.我国粒子物理与原子核物理研究的发展与成果正文：粒子物理与原子核物理属于物理学的一个重要分支，主要研究物质最基本的组成单位——粒子的性质和行为。
粒子物理研究范围包括了夸克、轻子、强子等基本粒子的结构、性质和相互作用，以及宇宙起源和演化等诸多问题。
原子核物理则关注原子核的组成、性质和变化规律，探讨核反应、核结构、核力等问题。
粒子物理与原子核物理博士研究生在攻读博士学位期间，需要深入研究这一领域的相关理论和技术，探索新的物理现象和规律。
他们的研究领域包括粒子物理实验、理论物理、核物理实验、核理论等。
博士研究生需要完成一定的课程学习，参加学术会议，并在导师的指导下完成一篇高质量的博士论文。
粒子物理与原子核物理博士毕业生在完成学业后，可以选择在科研院所、高等院校、企事业单位等多个领域就业。
他们可以在粒子物理实验、核物理实验、核能工程等领域从事科研、教学或技术开发工作。
此外，他们也可以运用所学的专业知识，在科技管理、科技咨询、科普传播等领域发挥作用。
我国在粒子物理与原子核物理研究领域取得了举世瞩目的成果。
近年来，我国科学家在高能物理、核物理、天体物理等多个领域进行了深入研究，不断拓展人类对自然界的认知边界。
例如，中国科学院高能物理研究所的研究团队在西藏羊八井ASgamma 实验中，发现了一种新的基本粒子——中性微子。
此外，我国还积极参与国际合作项目，如欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）实验等，展现了中国在粒子物理与原子核物理研究领域的实力和担当。
总之，粒子物理与原子核物理博士毕业生在完成学业后，可以在多个领域发挥所学专业知识，为我国科学研究和技术发展做出贡献。
原子核物理学和粒子物理学的发展
原子核物理学和粒子物理学的发展? 1 .历史概述原子物理学起源于放射性的研究，是19 世纪末兴起的崭新课题。
在这以前，人类对这个领域毫无所知。
从事这项研究的物理学家，他们既没有史料可查，更没有理论可循，全靠自己用新创制的简陋仪器进行各种实验和观察，从中收集数据，总结经验，寻找规律，探索前进的方向，在原有的基础上不断开拓新的领域。
原子核物理学的历史至今还不到一百年，但是发展很快。
如果以 1932年中子等发现作为核物理学真正诞生的标志，则从1896年到 1932年之前，可以说是核物理学的前期。
这30多年中间，新发现层出不穷，大大丰富了微观世界的知识宝库，但是基本上还处于经验阶段，1933年以后，原子核理论才逐渐形成，各种核模型提了出来，大量实验为“基本”粒子的性质提供依据。
及至四、五十年代，核能的开发和利用，大大地促进了核物理学的进展，高能粒子的研究发展成粒子物理学。
?2 . 放射性的发现和研究(1 放射性的发展 21895年底，伦琴将他的第一篇描述X射线的论文《初步相信:一种新射线》和一些X射线拍摄的照片分别寄给各国著名学者。
其中有一位是法国的彭加勒，他是著名的数学物理学家，当时任法国科学院院士，对物理学的基础研究和新进展非常关心，积极参与各种物理问题(例如阴极射线本性)的争论。
法国科学院每周有一例会，物理学家在会上报告各自的成果并进行讨论。
1896年1月20日彭加勒参加了这天的例会，他带去了伦琴寄给他的论文和照片，展示给与会者看。
正好在这个会上有两位法国医生。
将他们拍到的人手X射线照片提交科学院审查。
这件事大大激励了在场的物理学家亨利.贝克勒尔，他问这种射线是怎样产生的,彭加勒回答说，也许是从阴极对面发荧光的那部分管壁发出的，荧光和X射线可能是出于同一机理。
不过他不太有把握。
第二天，贝克勒耳就开始试验荧光物质在发荧光的同时会不会发出X射线。
可是试来试去，却没有任何迹象。
正当贝克勒耳准备放弃试验时，又读到彭加勒的一篇科普文章介绍X射线，文中又一次提到荧光和X射线可能同时产生的看法。
粒子物理与原子核物理 (学科代码：070202)
粒子物理与原子核物理（学科代码：070202）一、培养目标本学科培养德、智、体全面发展，在粒子物理和原子核物理、核固体物理和核技术应用等方面具有坚实的理论基础和实验技能，了解本学科发展前沿和动态，具 有独立开展本学科科学研究工作能力的高层次人才。
学位获得者应能承担高等院校、科研院所及高科技企业的教学、科研及开发管理等工作。
二、研究方向1. 粒子物理、2. 原子核物理、3. 核固体物理、4. 核技术应用三、学制及学分按照研究生院有关规定。
四、课程设置英语、政治等公共必修课和必修环节按研究生院统一要求。
学科基础课和专业课如下所列。
基础课：PH05101★高等量子力学(A)★（4） PH05102 近代物理进展（4）PH24210 核技术应用（4） PH14202★量子场论(I)★（4）PH14203★粒子物理(I)★（4） PH25201★对撞物理★（4）PH25202★核与粒子物理实验方法★（4）专业课：PH24211 粒子探测技术（4） PH24212 核与粒子物理导论（4） PH24213 计算物理学（4） PH24214 原子核理论（4）PH25210 实验的数据处理（4） PH25211 射线成像原理（4）PH25212 正电子固体物理（2） PH25701 高级物理实验（2）PH25214 高能粒子碰撞的事例产生,模拟和重建（3）PH14201 物理学中的群论（4）PH15301 现代数学物理方法（4） PH15303 量子场论(Ⅱ)（4） PH15304 粒子物理(Ⅱ)（4）PH15305 广义相对论与宇宙学（4） PH15306 规范场理论(I)（4）PH15312 量子信息理论基础（4） PH15313 规范场理论(Ⅱ)（4）PH55201 高等固体物理（5） PH55203 固体物理实验方法(I)（4）NU05101 核科学与技术概论（4） NU15201 加速器物理学（4）MS15206 纳米材料学（3）PH26201 量子色动力学（4） PH26202 超对称理论（4）PH16201 高等量子场论(I)（4） PH16202 高等量子场论(Ⅱ)（4） PH16205 标准模型与中微子物理（4） PH56207 固体的表面与界面（3） 备注：带★号课程为博士生资格考试科目。
粒子物理与原子核物理ppt
主编 赵近芳 王登龙
第五篇
——CONTENTS——
量子论
第15章
第16章
第17章
量子物理基础 原子核物理和粒子物理简介 新技术的物理基础
第16章 原子核物理和粒子物理简介 目录
——CONTENTS——
1 原子核的基本性质 2 原子核的放射性衰变 3 粒子物理简介
第16章 原子核物理和粒子物理简介
期和平均寿命。
解 根据衰变定律 N＝N0e－t ,t＝300 s 时有 (1－43.2%) N 0＝N 0e－t
所以 0.568＝e－t
＝1
t
ln
1 0.568
＝0.001
88
s－1
T1＝
2
ln2
＝
0.693
T1＝
2
ln2
＝368
s
＝ 1 ＝532 s
放射性同位素的应用：计算地质年代，放射性医疗、诊断，放射性
人类探索构成物质的基本单元的过程
电子 原子核
物质
中子
质子
夸？克
原子
第16章 原子核物理和粒子物理简介
原子核物理研究对象：原子核的力的性质、核结构、核反应、 核衰变以及核技术在许多领域中的应用。
粒子物理研究对象：粒子的性质、结构、粒子间相互作用和转 化的规律。
16.1
原子核的基本性质
返回
16.1.1 原子核的质子 - 中子模型
原子核
质子（p） （氢核）+e 中子（n） 不带电
核子
质子 + 中子 原子核 电子 -
原子核示意图
16.1.1 原子核的质子——中子模型
质量数 A 质子数 Z 中子数 N 具有相同质子数 Z 和相同中子数 N 的一类原子核称为一种核素。 具有相同的质子数 Z 而不同中子数 N 的原子核称为同位素。
原子核与粒子物理学
原子核与粒子物理学原子核与粒子物理学是研究原子核、基本粒子及它们之间相互作用的科学领域。
通过研究原子核的结构以及基本粒子的性质和行为，科学家们揭示了物质的微观本质，推动了人类对宇宙的认知。
本文将从原子核的构成、基本粒子的分类以及粒子物理实验技术等方面进行介绍。
一、原子核的构成原子核是一个非常小而紧密的结构，位于原子的中心。
它由质子和中子组成，质子带有正电荷，中子则是中性的。
质子和中子合称为核子，质子和中子的质量几乎相等。
原子核中质子的数量决定了元素的种类，而质子和中子的总数决定了原子核的质量数。
二、基本粒子的分类在粒子物理学中，基本粒子被分为两大类：费米子和玻色子。
费米子包括质子、中子、电子、中微子等，它们都遵循费米-狄拉克统计，具有一样为半整数的自旋。
而玻色子有光子、胶子、希格斯玻色子等，它们遵循玻色-爱因斯坦统计，具有一整数的自旋。
三、粒子物理实验技术粒子物理实验技术是探索微观世界的关键。
其中，加速器是最常用的实验设备之一。
研究者们利用加速器将带电粒子加速到极高的速度，然后让这些粒子与靶物质相互作用，探测由此产生的粒子和各种物理现象。
探测器是另一个重要的实验装置，它可以记录和测量粒子的性质、轨迹和能量等信息。
四、粒子物理的重大发现通过不断的实验和研究，粒子物理学取得了诸多重大发现。
其中之一就是标准模型的建立。
标准模型是解释元素构成和基本粒子之间相互作用的理论框架，它包括夸克、轻子、规范玻色子等基本粒子，并成功地预测了希格斯玻色子的存在。
希格斯玻色子的发现使得科学家们对基本粒子的质量起源有了更深入的理解。
五、粒子加速器实验的未来展望随着科技的飞速发展，粒子物理实验技术也在不断创新。
未来，人们对粒子加速器的需求将更加迫切。
超大型强子对撞机的建设将成为下一个重要的里程碑，它将产生更高能量的粒子碰撞，并有望揭示更深层次的物理规律。
结语原子核与粒子物理学的研究为我们揭示了宇宙微观世界的奥秘。
通过了解原子核的构成，分类基本粒子，了解粒子物理实验技术以及了解粒子物理的重大发现和未来展望，我们能够更好地理解物质的本质和宇宙间的相互作用。
原子物理学：原子结构核物理和粒子物理学
原子物理学：原子结构核物理和粒子物理学原子物理学：原子结构、核物理和粒子物理学原子物理学是研究物质的微观结构及其相互作用的学科。
它包含了原子结构、核物理和粒子物理学三个重要方面，为我们深入了解宇宙世界的奥秘提供了基础。
本文将从这三个方面介绍原子物理学的基本原理和研究内容。
一、原子结构原子是物质的最基本单位，它由原子核和围绕核旋转的电子组成。
根据波尔的量子理论，电子只能在具有确定能级的轨道上运动，当电子跃迁到更低能级时会释放出能量，反之吸收外界能量会使电子跃迁到更高能级。
这种跃迁释放或吸收的能量正好对应着物质的发射光谱或吸收光谱。
由于原子的特殊结构，不同的元素拥有不同的原子结构，各自具有独特的光谱特征。
通过光谱分析，我们可以确定元素的存在、组成和性质，这对于天文学、化学以及其他领域的研究都具有重要意义。
二、核物理核物理研究的是原子核的结构和性质，它涉及到原子核的组成、稳定性、衰变以及核反应等内容。
尤其是核反应在能源开发和核技术应用方面具有巨大的潜力。
核反应是指通过改变原子核的结构使其发生转变的过程。
其中最著名的就是核裂变和核聚变。
核裂变是指重原子核分裂为两个较轻的核，伴随着巨大的能量释放。
核聚变则是轻原子核聚集在一起形成较重的核，同样伴随着大量的能量释放。
核裂变和核聚变对于核能的利用具有重大意义，可以提供清洁、高效的能源。
三、粒子物理学粒子物理学是研究基本粒子和它们之间相互作用的学科。
自从20世纪以来，通过强大的加速器和探测器，人类已经发现了许多基本粒子，如电子、质子、中子等。
粒子物理学的重要突破是发现了基本粒子之间的相互作用的基本力，包括电磁力、弱力和强力。
其中，电磁力负责原子核外的电子云与其他粒子之间的相互作用；弱力参与了核反应中的一些变化；而强力则负责核内质子和中子之间的相互作用。
通过粒子物理学的研究，我们可以进一步了解物质的本质，探究宇宙的起源和演化，甚至推动科学技术的发展。
总结：原子物理学的三个方面：原子结构、核物理和粒子物理学，共同构成了人类对于宇宙微观世界的认知。
粒子物理与原子核物理博士毕业
粒子物理与原子核物理博士毕业粒子物理与原子核物理是现代物理学中的两个重要分支，它们研究的对象包括了宇宙中微观的基本粒子和原子核结构及其相互作用性质。
作为这两个领域的一名博士毕业生，我深刻理解到这两个领域的重要性和挑战。
粒子物理是研究物质最基本的构成部分，即基本粒子之间的相互作用和力的传递方式。
在过去的几十年里，粒子物理领域取得了巨大的成就，包括了发现了一些新的基本粒子，如夸克、电子和中微子等。
此外，还发现了一些新的粒子性质和相互作用规律，比如弱相互作用和强相互作用等。
粒子物理的研究有助于我们更深刻地理解宇宙的起源和演化，也为人类创造了许多新的技术和应用。
原子核物理则是研究原子核内部的结构和性质，以及其与外界环境的相互作用。
原子核是物质的稳定组成部分之一，了解和掌握原子核的基本性质对于开发新型材料、推动核能应用和研究宇宙的形成和演化都具有重要意义。
目前，原子核物理的研究方向包括了核衰变、核裂变、核聚变等一系列核反应的基本规律和应用前景。
在我的博士研究中，我主要关注了粒子物理和原子核物理领域的一些前沿问题，比如基本粒子的质量与能量、强相互作用力的本质、重离子碰撞实验以及核反应的概率模型等。
通过实验数据的采集和理论模型的构建，我努力探索了一些新的物理现象和规律，也为相关领域的进一步研究和应用做出了一些贡献。
作为一名粒子物理与原子核物理领域的博士毕业生，我深知这两个领域的研究需要扎实的理论基础和严格的实验技术，也需要对于新技术和新方法的不断探索和尝试。
未来，我还希望能够继续深入这两个领域的研究，不断拓展自己的学术视野，也为人类社会的发展和进步做出更多的贡献。
总的来说，粒子物理与原子核物理是现代物理学中的两个核心领域，它们对于人类社会的发展和进步具有重要意义。
我将继续致力于这两个领域的研究和探索，希望能够为人类的科学事业和社会发展作出更多的贡献。
粒子物理与原子核物理专业硕士研究生培养方案
粒子物理与原子核物理专业硕士研究生培养方案一、培养目标我们要明确培养目标。
这个专业的研究生，不仅要具备扎实的理论基础，还要有丰富的实践经验和创新能力。
因此，我们的目标是培养具有国际视野、能够独立开展科学研究、具备解决实际问题能力的高层次人才。
二、课程设置1.基础课程：包括高等量子力学、粒子物理学、原子核物理学、场论基础等。
这些课程是研究生的基石，要求学生深入理解基本原理，为后续研究打下坚实基础。
2.专业课程：涵盖核结构理论、核反应理论、粒子物理实验方法、核技术应用等。
这些课程旨在拓宽学生的知识面，提升专业素养。
3.实践课程：包括实验室实践、科研训练、学术交流等。
通过这些课程，学生能够将理论知识与实际操作相结合，提高动手能力和创新能力。
三、科研训练1.课题研究：鼓励学生参与导师的科研项目，从实际问题出发，开展课题研究。
这既能锻炼学生的科研能力，也能为我国粒子物理与原子核物理领域的发展贡献力量。
2.学术交流：定期组织学术报告、研讨会等活动，邀请国内外专家进行学术交流。
这有助于学生拓宽视野，了解国际前沿动态。
3.科研竞赛：鼓励学生参加各类科研竞赛，如“挑战杯”、“大学生科研计划”等。
通过竞赛，激发学生的创新意识，培养团队合作精神。
四、国际交流与合作1.国际学术会议：鼓励学生参加国际学术会议，与国外同行进行交流与合作。
这有助于提升学生的国际视野，拓宽研究思路。
2.联合培养：与国外知名高校开展联合培养项目，为学生提供国际化的学习环境。
3.短期访学：选拔优秀学生赴国外知名高校进行短期访学，学习先进科研方法和技术。
五、毕业要求1.学术论文：要求学生在毕业前发表一篇学术论文，以体现其科研能力。
2.科研报告：提交一份详细的科研报告，反映学生在课题研究过程中的成果和思考。
3.学术道德：严格遵守学术道德规范，确保论文质量。
这个培养方案，就像一艘飞船，载着学生们驶向粒子物理与原子核物理的广阔天地。
在这里，他们可以尽情探索未知，追求科学真理，为实现我国科技强国的梦想贡献自己的力量。
第十六章原子核物理与基本粒子简介ppt课件
四个常见的重要轻核聚变反应
2 1
H
21H23
He
01n
3.25MeV
2 1
H
2 1
H31
H11H
4.0MeV
2 1
H
31H
4 2
He
1 0
n
17.6MeV
2 1
H
3 2
He42
He11H
18.3MeV
以上四个反应的总效果是
说明
621H 242 He 211H 201n 43.15MeV
(1) 1kg 的氘核聚变时，放出的能量是 1 kg 铀裂变时放出能
++
四、强子结构的夸克模型
强子结构夸克模型 (1964年 )
重子 介子
三个夸克组成 夸克和反夸克组成
下夸克 d 上夸克 u 奇夸克 s 粲夸克 c 底夸克 b 顶夸克 t
夸克
质量
电荷 e
自 旋
重 同 同位 子 位 旋分 数旋 量
奇 异 数
超荷
粲底顶 数数数
d 下夸克 0.008 -1/3 u 上夸克 0.004 2/3
独立地在一个静止的平均势场中运动的假设过于简化。 3. 集体模型
在50年代初，丹麦物理学家玻尔等人提出了在考虑单粒子 独立运动的同时，还必须考虑原子核发生转动和振动等集 体运动的新模型 —— 集体模型，或称为综合模型。
16.3 原子核的结合能 裂变和聚变
一、原子核的结合能
1. 原子核质量亏损 原子核质量小于组成核的所有核子静止质量之和，二
时释放出极大能量。
例
235 92
U
吸收一个中子，一个可能的反应过程
235 92
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理科相对工科来说就业前景还不是很好，如果要考物理本专业就要读到博士，然后去研究所工作，物理主要分光学，凝聚态，原子核物理，分子原子等专业，南京大学，北京大学，中科院物理研究所，还是不错的选择！如果考工科可以考电子，通信，光学工程，电磁场与微波技术，微电子等等，这些专业除了光学工程现在看来还不是很好就业，其余的专业都很好找工作的！电子可以去西电，电子科技大，通信可以去北邮，南邮，东南，电磁场与微波技术可以去上海交大，东南，微电子去复旦!考工科是要考数学一的，很难！如果不好的话就要早准备了！祝你成功！
它们之间的关系非常密切，只是研究对象有些许不同。
理论物理是研究物理学各个分科的基础理论部分的，
原子核物理理论是研究原子核物理中的基础理论，区别于实验和应用。
所以它也属于理论物理的范围。
粒子物理分为实验和理论两种研究方法，其中粒子物理理论的研究也属于理论物理，而且，粒子物理理论是整个理论物理的核心。
粒子宇宙学是将对粒子物理的研究和宇宙学结合起来，探讨宇宙学和粒子物理共同关心的问题，也涉及到整个物理学面临的基本问题。
粒子宇宙学是一个很迷人的学科。
强子物理理论研究的对象当然就是强子了，是粒子物理的一个前沿领域。
与自然界的更深层次夸克密切相关。
总的说起来，这些领域构成基础物理学的最核心地带，也是最前沿地带。