高三物理粤教版小粒子与大宇宙PPT教学课件

三、统一场论
物理学向微观和宇观两个领域的研究今天得到了初步统 一，物理学完整、和谐美在这里又得到了充：分体现．“物理 学中研究最大和最小对象的两个分支…宇宙学和粒子物理学就 奇妙地衔接在一起，犹如一条怪蟒咬住自己的尾巴．”
• 一、关于粒子
•
• 因为所谓的“基本粒子”，本身也是复合粒子，它们也还 有着自己的复杂的结构.科学家们后来发现了很多新粒子,更进 一步证明了这一点.
课堂练习
1、目前普遍认为，质子和中子都由被称为μ夸克和d 夸克的两类夸克组成，μ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（ B ） A．质子由1个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸 克和2个d夸克组成 B．质子由2个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸 克和2个d夸克组成 C．质子由1个μ夸克和2个d夸克组成，中子由2个μ夸 克和1个d夸克组成 D．质子由2个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸 克和1个d夸克组成
3．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）C
A.α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强。 B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的 穿透能力。
C.γ射线一般伴随着α和β射线产生，它的穿透能力最强。 D.γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱。
• 4．下列关于重要的物理史实的说法中正确的是（ B ）
• A．卢瑟福在用粒子轰击金箔的实验中发现了质子，
• B．爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说，
• C．查德威克在用粒子轰击铍核的实验中发现了中子，
• D．居里夫人首先发现了天然放射现象。
宇宙演化过程的理解
子 粒 与空间跨度 宇 粒宙 子半 尺径 度约 约 1100为 2为 175mm
宙 宇时间跨度 宇 粒宙 子年 存龄 在约 时 101为 间 8s 短10的 25s为
【知识要点】
一、小粒子与大字宙的空间跨度
1．宇宙的起源 20世纪40年代，在大量天文学观测的基础上，物理学家提出了宇 宙演化的大爆炸假说．它的主要观点是，宇宙是由一个超高温、 超高密度的“原始火球"发生大爆炸而开始的．然后经历了从热到 冷的演化，在这个时期里，宇宙不断地膨胀(也称暴胀)，宇宙物质 从密到稀。当温度下降到几千度时，宇宙间主要是气态物质．后 来气体逐渐凝聚成气云，并且进一步收缩形成各种各样的恒星体 系，成为我们今天看到的宇宙天体． 2．微观粒子 直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质的不可再分的最小微 粒，后来发现了电子、质子和中子．随着科学家们的研究逐步发 现了400多种不同的新粒子，它们不是质子、中子、电子组成的， 又发现质子、中子等本身是复合粒子，并且还有着自己的复杂结 构，所以电子、质子、中子并不是组成物质世界的基本粒子．
说明：对微观粒子分类如下表所示：
分类 强子
轻子
媒介 子
参与的相互作用
强相互作用
不参与强相互作 用
各种相互作用
发现的粒子
质子、中子、介子、超 子
电子、电子中微子、μ子 μ子中微子、т子、т子中
微子ห้องสมุดไป่ตู้光子、玻色子、胶子
备注
质子是最早发现的强子 强子有内部结构 无内部结构
光子传递电磁相互作用 玻色子传递弱相互作用 胶子传递强相互作用
2、介子衰变方程为：→π-+πo其中介子和π-介子带负 的基元电荷，πo介子不带电，如图所示，一个介子沿 垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧Ap， 衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧pB,两轨迹在p点相 切，它们半径Rk-与Rπ-之比为2：1（πo介子的轨迹未 画出）由此可知π-的动量大小与πo的动量大小之比为 （） C A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：6
• 20世纪以来，人类陆续发现了正电子、μ子、k介子和π介 子、超子等更微小的粒子，它们“个头”很小，有的稳定存 在，有的寿命极短.
• 二、对宇宙大爆炸模型的正确理解
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• 1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙 最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片 向四面八方散开，形成了我们的宇宙.美籍俄国天体物理学家 伽莫夫第一次将广义相对论融入到宇宙理论中，提出了热大 爆炸宇宙模型:宇宙开始于高温、高密度的原始物质，最初的 温度超过几十亿度，随着温度的继续下降，宇宙开始膨胀.
3．空间跨度 人类认识的空间可以分为三个层次：我们日常生活的空间
为宏观层次，分子、原子大小发更小的空间为微观层次，地 球大气层外浩淼的宇宙为字观层次．从微观空间到字观空间 约从10-5到1027 m，共跨越了大约42个数量级．
二、小粒子与大宇宙的时间跨度
宇宙的寿命约为1018s，微观粒子的寿命最短的只有10-25 s，可见物质世界的时间尺度，约从018s到10-25s，共跨越了 将近43个数量级．
粤教版选修3-5
第四章 原子核
第七节 小粒子与大宇宙
【学习目标】
1．知识与技能 (1)初步了解恒星的演化． (2)初步了解粒子物理学的知识．
2．过程与方法 使学生对宇宙和粒子物理研究及前景有所了解，培养
学生对科学的兴趣以及探索精神．
3．情感、态度与价值观 受科学哲学思想的启迪，感受科学的和谐美．
【学习重点】