7.2探索更小的微粒2/3/2023學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握原子內(nèi)部組成的知識(shí)，形成空間想象的能力。

2/3/2023微觀

尺度范圍10-15m揭示物質(zhì)結(jié)構(gòu)之謎2/3/2023

古代樸素的元素論

單質(zhì)元素論：水；氣；火；數(shù)。

多元素論：土、火、氣、水。

中國(guó)古代：《元?dú)庹摗?/p>

“凡物之精，比則為生。下生五谷，上為列星，

流于天地之間,謂之鬼神，藏于胸中，謂之圣人，

是故名氣。”

——管子.內(nèi)業(yè)篇——

2/3/2023

《五行說(shuō)》

一曰水、二曰火、三曰木、四曰金、五曰土。《周易》天地生兩儀，兩儀生四象，四象生八掛。八八六十四掛可以解釋萬(wàn)物。2/3/2023司母戊鼎

殷代的青銅鼎重875公斤，高1.328米，長(zhǎng)

1.16米，寬0.79米，是殷王文丁為祭祀其母

（名戊）而鑄，為我國(guó)商周時(shí)代青銅器之冠。2/3/2023北京西郊臥佛寺的臥佛

元代至治元年（1321年）銅鑄釋迦牟尼臥象，長(zhǎng)5.3米，重54噸，鑄造精巧，體態(tài)自然。2/3/2023秦始皇陵大型銅車馬

馬、人、車的大小為實(shí)物的一半，詡詡?cè)缟?/3/2023

近代原子論

到19世紀(jì)末，共發(fā)現(xiàn)100多種元素。道爾頓提出《原子論》，認(rèn)為物質(zhì)由原子組成，原子是組成物質(zhì)的最小微粒。原子是不能分割的。

門捷列夫排出元素周期表

2/3/2023元素周期表

H

TimHelveyHe

Li

Be

Solids固體ManMadeElementsB

C

N

O

F

Ne

Na

Mg

Gases氣體Liquids液體Al

Si

P

S

Cl

Ar

K

Ca

Sc

Ti

V

Cr

Mn

Fe

Co

Ni

Cu

Zn

Ga

Ge

As

Se

Br

Kr

Rb

Sr

Y

Zr

Nb

Mo

Tc

Ru

Rh

Pd

Ag

Cd

In

Sn

Sb

Te

I

Xe

Cs

Ba

La

Hf

Ta

W

Re

Os

Ir

Pt

Au

Hg

Tl

Pb

Bi

Po

At

Rn

Fr

Ra

Ac

Unq

Unp

Unh

Uns

UnoUneUunUuuUubUutUuqUupUuhUusUuoCe

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

Th

Pa

U

Np

Pu

Am

Cm

Bk

Cf

Es

Fm

Md

No

Lr

2/3/2023現(xiàn)代

微粒大分子原子原子核質(zhì)子中子夸克

（m）10-8—10-910-1010-1410-1510-19

1897年J·J湯姆孫（英）發(fā)現(xiàn)電子（帶負(fù)電）

1911年盧瑟福

提出原子的核式模型（行星模型）

1914年盧瑟福把氫原子核叫做“質(zhì)子”

1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子

1938年9月約里奧-居里夫婦用中子

轟擊鈾實(shí)現(xiàn)了核裂變。

1939年玻爾解釋了核裂變。

1945年原子彈爆炸

1952年氫彈研制成功

下一頁(yè)2/3/2023

加速器

★1928年（英）柯克勞夫特和華爾頓制成電壓倍增器，使質(zhì)子能量加速到0.4MeV，

獲1951年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

★

1939年(美)加州大學(xué)勞侖茲提出回旋加

速器，可使質(zhì)子加速達(dá)20MeV

★

1946年(美）加州大學(xué)建成同步加速器

200-400MeV

美、蘇同步加速器700-800MeV

對(duì)撞機(jī)

正—負(fù)電子對(duì)撞質(zhì)子—反質(zhì)子對(duì)撞

質(zhì)子—質(zhì)子對(duì)撞電子—質(zhì)子對(duì)撞

2/3/2023回旋加速器2/3/2023德國(guó)重粒子加速器實(shí)驗(yàn)室2/3/2023

我國(guó)質(zhì)子直線加速器的加速腔2/3/2023粒子的分類

近40年來(lái)發(fā)現(xiàn)的新粒子有數(shù)百種

(注：括號(hào)內(nèi)為穩(wěn)定粒子數(shù))

粒子類別

名稱符號(hào)

規(guī)范粒子

光子γ電磁作用的承擔(dān)者W+、W-、Z0弱相互作用的承擔(dān)者輕子

電子e-、e+電子中微子υe-、υe+μ子μ-、μ+μ子中微子υμ-、υμ+

τ子τ-、τ+τ子中微子υτ-、υτ+

強(qiáng)子

重

子

質(zhì)子p中子nΛ超子Λ∑超子∑+、∑-、

∑0Ω超子Ω-┆介子

π介子π+π-π0K介子K0K0K0SK0Lη介子2/3/2023

強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的探討——夸克理論

★

1964年(美)

蓋爾曼和茨維格分別提出夸克理論

強(qiáng)子由夸克組成，夸克帶分?jǐn)?shù)電荷。

★1965—1966年

中國(guó)高能物理研究所提出層子模型。

粒子類別規(guī)范粒子輕子

強(qiáng)子共計(jì)介子

重子已發(fā)現(xiàn)已確認(rèn)46+6100(13)149+149(10+10)414(49)已發(fā)現(xiàn)未確認(rèn)0059(2)157+157(1+1)373(4)共計(jì)412159(15)612(22)787(53)2/3/2023名稱上夸克下夸克奇異夸克粲夸克底夸克頂夸克符號(hào)udscbt電荷2/3-1/3-1/32/3-1/32/3質(zhì)量(MeV)471501.34.6？質(zhì)子、中子可由上夸克和下夸克組成

質(zhì)子：pu、u、d中子：nu、d、d2/3/2023

兩種夸克不足以解釋所有的重子和介子

（介子由二個(gè)夸克組成），提出s夸克。

★

1974年丁肇中小組發(fā)現(xiàn)

J/ψ粒子（介子），質(zhì)

量相當(dāng)大，壽命長(zhǎng)，引

入第4種夸克—C夸克。

★1977年又發(fā)現(xiàn)粒子，

揭示了第5種夸克的存

在—b夸克。

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2/3/2023

根據(jù)對(duì)稱性分析，似乎存在第6