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授课内容：§8粒子和宇宙班级：高二实验班教材版本：人教版工作单位：江苏省启东中学大宇宙中国人自己拍摄到的月球与地球共存的照片太阳系银河系哈勃拍摄到的某些遥远天体照片我国在建的最大射电望远镜直径500m，世界最大，预计2016年底完工小粒子电子显微镜下的原子图SiO2放大图（玻璃）“基本粒子”为什么不基本？反粒子质量、寿命、自旋等物理性质与过去已经发现的粒子相同，而电荷等其他性质相反，这样的粒子叫反粒子。*电子的反粒子是正电子*质子的反粒子是反质子*中子有反粒子吗？*光子的反粒子是它自身*结论：任何粒子都有它的反粒子做一做用表格给粒子分个类粒子分类强子轻子媒介子介子重子电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子光子、中间玻色子、胶子π介子κ介子质子、中子、超子*参与强相互作用的粒子称为强子*质子、中子都是强子，质子是最早发现的强子。强子又分为介子和重子。*强子有内部结构*轻子是不参与强相互作用的粒子，目前没有发现内部结构。*媒介子是传递各种相互作用的粒子。如光子传递电磁相互作用，中间玻色子传递弱相互作用，胶子传递强相互作用，引力子传递万有引力作用。一些关于粒子的要点小组讨论（1）宇宙从一个奇点开始爆炸了，该会出现怎样的场景？宇宙演化过程的示意图：大爆炸→夸克、轻子、胶子→强子时代→轻子时代→核合成时代→电子与质子复合氢原子→形成恒星和星系*若黑洞被证实是不存在的，则大爆炸理论将被完全推翻小组讨论（2）太阳是恒星，恒星是怎样形成的？恒星演化过程的示意图：宇宙尘→星云团→恒星诞生→氢核聚合成氦核→氦核聚合成碳核→其他聚变过程→无聚变反应，形成白矮星或中子星或黑洞小组讨论（3）同学们，早期的宇宙为什么会成了粒子物理学研究的对象？巨蟒咬住自己的尾巴拓展：模型介绍一夸克与标准模型标准模型的基本观点六十年代以来，物理学关于粒子世界物质结构和运动基本规律有的认识有了重大的突破。形成了粒子物理的标准模型。在标准模型中，目前认为是点粒子的同层次粒子分为三大类，计62种。媒介子，又称规范玻色子，共13种，是基本相互作用的媒介粒子。传递电磁相互作用的光子有1种；传递强相互作用的胶子有8种，传递弱相互作用的中间玻色子有3种，引力子1种。费米子，包括轻子12种和夸克36种。希格斯粒子，又称上帝粒子，1种。上述62种粒子中，60种实验上已肯定，但引力子和该死的粒子还未有完全确定。*即使上帝粒子被找到，这并不是人们对物质基本结构的终极认识。普遍的看法是，占宇宙99%的暗物质、暗能量恐怕就难以纳入这标准模型的框架。拓展：模型介绍二量子场理论量子场理论的基本观点现代的量子场论认为，每种粒子都一种与之对应的场存在。场没有不可入性，各种不同粒子的场互相重叠，充满整个空间。场能量的最低态称为基态，场的激发态表现为出现相应的粒子，不同的激发态表现为粒子数目和状态的不同。场处于基态时没有粒子出现。所有的场都处于基态时，表现为物理真空。所以场是比粒子更基本的物质形态。无论是处于基态或处于激发态的场，都可以与其他场发生相互作用；粒子间的相互作用和转化，乃是场之间相互作用的结果。作业与思考一、必做题1、整理粒子分类表格。2、写出宇宙演化和恒星演化的一般过程。3、写出一些粒子的反粒子。二、选做题1、找一找支持宇宙大爆炸理论的证据。2、地球是怎样形成的。3、启东中学知名校友陈宇翱和量子通信是怎么回事？4、给加速器找找前世今生。参考资料1、人教版教材及教参2、网络3、新概念高中物理（赵凯华编著）江苏省启东中学物理组20150622