高中物理之粒子和宇宙知识点

高中物理之粒子和宇宙知识点

1、“基本粒子”不基本

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，又认为它们是组成物质的基本粒子．现在已发现粒子有400余种，有些也具有复杂的内部结构。

2、发现新粒子

（1）新粒子：20世纪30年代人们对宇宙射线的研究发现一些新粒子，人们用高能加速器进行实验发现更多新粒子，1932年发现了正电子，1937年发现μ子，1947年发现K介子和π介子及以后的超子、反粒子等。

3、夸克模型

4、宇宙的演化

研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论是相互沟通，相互支撑的，从大爆炸开始的不同时间里，对应的温度不同，组成宇宙的物质不相同。

5、恒星的演化

当温度降到3000 K时，中性原子组成的宇宙尘埃在万有引力作用下，尘埃收缩凝集，引力势能转化为内能，温度升高，开始发光形成了恒星，当恒星核能耗尽时，进入末期，恒星的末期形态主要有：白矮星、中子星或黑洞。

“基本粒子”不基本

（1）19世纪末，许多人认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本粒子。

（2）从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的新粒子，它们不是由质子、中子、电子组成的。

（3）科学家进一步发现质子、中子、电子等本身也是复合粒子，且还有着复杂的结构。

（4）研究粒子的主要工具粒子加速器和粒子探测器是研究粒子物理的主要工具。

粒子的分类

（1）按自旋分类

（2）共振态粒子—寿命极短（约10-23s）

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。

按相互作用分类

轻子（共12种）

强子分类

夸克模型

（1）夸克的提出

许多实验事实表明，强子是有内部结构的.1964年提出的夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克。（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、底夸克、顶夸克。每种夸克都有对应的反夸克。

（3）夸克模型的意义

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。

宇宙的演化

宇宙——从何而来？大爆炸理论（The Big Bang Theory）宇宙从一个“奇点”爆炸产生，大爆炸是在无限的宇宙各处同时产生时间的零点

1．宇宙的演化

20世纪40年代，在大量天文学家观测的基础上，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，当温度下降到几千摄氏度时，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．恒星的演化

密度很低的星际物质逐渐形成星云，大块的星云由于引力作用而收缩逐渐凝成原恒星。

原恒星继续收缩，温度不断升高，发生热核反应，当热核反应产生的斥力和引力作用达到平衡时，恒星不再收缩，进入相对稳定阶段。

当核能源供应不足时，恒星的稳定状态遭到破坏，引力作用又开始大于斥力，星体又开始收缩，温度升高，发光能力增强，光度增加，外部膨胀，表面积增大，但表面温度降低，看上去呈红色，这时恒星便演化为红巨星或新星。

当恒星核能耗尽时，就进入末期．恒星的末期形态主要有三种：白矮星、中子星或黑洞。