粒子物理学简介(知识梳理)
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－
针对训练 1
目前普遍认为，质子和中子都是由被称为 u 夸克 2 和 d 夸克的两类夸克组成的．u 夸克带电荷量为 e，d 夸克 3 1 的带电荷量为－ e，e 为元电荷，下列论断中可能正确的是 3 ( )
A．质子由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
B．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 2个d夸克组成
二、3种典型的粒子加速器 1．直线加速器
一条直线 ． (1)粒子运动轨迹是_________
谐振 关 (2)满足的条件：要保持粒子与高频电场之间的_____ 系．
强度高 ． (3)优点：粒子束的_______
2．回旋加速器 匀速圆周 运动． (1)粒子运动轨迹：在磁场中的_________
等于 粒子回旋的频率． (2)满足条件：高频电源的频率_____ 40 MeV ． (3)优点：粒子被加速到的能量可达_________
2. 夸克的分类
夸克有 6 种， 它们是上夸克、 下夸克、 奇异夸克、 粲夸克、 2 1 底夸克、 顶夸克， 它们带的电荷分别为元电荷的＋ 或－ . 3 3 每种夸克都有对应的反夸克．
精讲细练
【例 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 带电量如下表所示，表中 e 为元电荷.
3．对撞机
对撞 的设备叫对撞机． 能够实现两束相对运动的粒子_____ 同步加速器 中加速，然后射入对撞 工作原理：粒子先在___________ 回旋 在轨道交叉处相互_____ 碰撞，获得较大能量. 机，反向_____
课堂讲义
一、粒子的分类和夸克模型
源自文库
1．粒子的分类 分
参与的相 类 互作用
发现的粒子
高中物理· 选修3-5· 教科版
3.7 粒子物理学简介
知识梳理
一、粒子 1．“基本粒子”不基本
电子 、质 “基本粒子”：直到19世纪末，人们认为光子、_____ 中子 是“基本粒子”，随着科学的发展，一方面逐渐 子、_____
中子 、_____ 质子 、 发现了数以百计的新粒子，它们都不是由_____ 电子 组成的；另一方面科学家又发现质子、中子等本身 _____ 也有自己的复杂的结构．因此，20世纪后半期，就将“基
π＋ 带电量 ＋e
π－ －e
u 2 ＋ e 3
d 1 － e 3
＋
u
－
d
－
2 － e 3
－
1 ＋ e 3
( )
下列说法正确的是 A．π 由 u 和 d 组成 C．π 由 u 和 d 组成
－ － ＋ －
B．π 由 d 和 u 组成 D．π 由 d 和 u 组成
－ －
答案
AD
解析 根据电荷量关系可知， 由于π＋介子带有＋e 的电荷 ＋ 量，又由于π 介子是由一个夸克和一个反夸克组成，根 2 ＋ 据题意可知π 介子(＋ e)应由一个夸克 u＋ e和一个反 3 － 1 － 夸克 d ＋ e组成，A 正确；同理π 介子由夸克 d 和反 3 夸克 u 组成，D 正确．故正确答案为 A、D.
备
注
强
参与强相 质子、中子、 子 互作用 介子、超子
强子有内部结构，由 “夸克”粒子构成 的；强子又可分为介 子和重子
电子、电子中 不参与强 微子、μ子、μ 轻 子 未发现内部结构 相互作用 子中微子、τ 子、τ子中微子 光子、玻色子、胶子 传递各种 光子、中间玻 媒介子 分别传递电磁、弱、 相互作用 色子、胶子 强相互作用
本”去掉，统称_____ 粒子 ．
2．粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子 分为三大类：_____ 强子 、_____ 轻子 和_______ 媒介子 ．
3．夸克模型 (1)夸克模型的提出：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强 夸克 构成的． 子的夸克模型，认为强子是由_____
(2)分类：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、
2 1 ＋ － 顶夸克；它们带的电荷量分别为元电荷的 _____ 3或_____ 3， 反夸克 ． 每种夸克都有对应的_______ 最小单位 ，即存在分数电 (3)意义：元电荷不再是电荷的_________
荷． (4)夸克的“禁闭” 自由 的状态单个出现，这种性质称为夸克的 夸克不能以_____ “禁闭”．
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2个u夸克和1个 d夸克组成 答案 B
质子1 1H 2 1 1 解析 带电荷量为 2× e＋－ e＝e，中子0 n 带电荷 3 3 1 2 量为 e＋2×－ e＝0.可见 B 正确. 3 3
针对训练 1
目前普遍认为，质子和中子都是由被称为 u 夸克 2 和 d 夸克的两类夸克组成的．u 夸克带电荷量为 e，d 夸克 3 1 的带电荷量为－ e，e 为元电荷，下列论断中可能正确的是 3 ( )
A．质子由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
B．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 2个d夸克组成
二、3种典型的粒子加速器 1．直线加速器
一条直线 ． (1)粒子运动轨迹是_________
谐振 关 (2)满足的条件：要保持粒子与高频电场之间的_____ 系．
强度高 ． (3)优点：粒子束的_______
2．回旋加速器 匀速圆周 运动． (1)粒子运动轨迹：在磁场中的_________
等于 粒子回旋的频率． (2)满足条件：高频电源的频率_____ 40 MeV ． (3)优点：粒子被加速到的能量可达_________
2. 夸克的分类
夸克有 6 种， 它们是上夸克、 下夸克、 奇异夸克、 粲夸克、 2 1 底夸克、 顶夸克， 它们带的电荷分别为元电荷的＋ 或－ . 3 3 每种夸克都有对应的反夸克．
精讲细练
【例 1】 已知π ＋介子、π －介子都是由一个夸克(夸克 u 或夸
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克 d)和一个反夸克(反夸克 u 或反夸克 d )组成的，它们的 带电量如下表所示，表中 e 为元电荷.
3．对撞机
对撞 的设备叫对撞机． 能够实现两束相对运动的粒子_____ 同步加速器 中加速，然后射入对撞 工作原理：粒子先在___________ 回旋 在轨道交叉处相互_____ 碰撞，获得较大能量. 机，反向_____
课堂讲义
一、粒子的分类和夸克模型
源自文库
1．粒子的分类 分
参与的相 类 互作用
发现的粒子
高中物理· 选修3-5· 教科版
3.7 粒子物理学简介
知识梳理
一、粒子 1．“基本粒子”不基本
电子 、质 “基本粒子”：直到19世纪末，人们认为光子、_____ 中子 是“基本粒子”，随着科学的发展，一方面逐渐 子、_____
中子 、_____ 质子 、 发现了数以百计的新粒子，它们都不是由_____ 电子 组成的；另一方面科学家又发现质子、中子等本身 _____ 也有自己的复杂的结构．因此，20世纪后半期，就将“基
π＋ 带电量 ＋e
π－ －e
u 2 ＋ e 3
d 1 － e 3
＋
u
－
d
－
2 － e 3
－
1 ＋ e 3
( )
下列说法正确的是 A．π 由 u 和 d 组成 C．π 由 u 和 d 组成
－ － ＋ －
B．π 由 d 和 u 组成 D．π 由 d 和 u 组成
－ －
答案
AD
解析 根据电荷量关系可知， 由于π＋介子带有＋e 的电荷 ＋ 量，又由于π 介子是由一个夸克和一个反夸克组成，根 2 ＋ 据题意可知π 介子(＋ e)应由一个夸克 u＋ e和一个反 3 － 1 － 夸克 d ＋ e组成，A 正确；同理π 介子由夸克 d 和反 3 夸克 u 组成，D 正确．故正确答案为 A、D.
备
注
强
参与强相 质子、中子、 子 互作用 介子、超子
强子有内部结构，由 “夸克”粒子构成 的；强子又可分为介 子和重子
电子、电子中 不参与强 微子、μ子、μ 轻 子 未发现内部结构 相互作用 子中微子、τ 子、τ子中微子 光子、玻色子、胶子 传递各种 光子、中间玻 媒介子 分别传递电磁、弱、 相互作用 色子、胶子 强相互作用
本”去掉，统称_____ 粒子 ．
2．粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子 分为三大类：_____ 强子 、_____ 轻子 和_______ 媒介子 ．
3．夸克模型 (1)夸克模型的提出：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强 夸克 构成的． 子的夸克模型，认为强子是由_____
(2)分类：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、
2 1 ＋ － 顶夸克；它们带的电荷量分别为元电荷的 _____ 3或_____ 3， 反夸克 ． 每种夸克都有对应的_______ 最小单位 ，即存在分数电 (3)意义：元电荷不再是电荷的_________
荷． (4)夸克的“禁闭” 自由 的状态单个出现，这种性质称为夸克的 夸克不能以_____ “禁闭”．
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2个u夸克和1个 d夸克组成 答案 B
质子1 1H 2 1 1 解析 带电荷量为 2× e＋－ e＝e，中子0 n 带电荷 3 3 1 2 量为 e＋2×－ e＝0.可见 B 正确. 3 3