从宇宙到夸克_理学思维导图

复习课件
高中物理 第4章 从原子核到夸克 4 粒子物理与宇宙的起源课件 沪教版选修 3-5
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第4章 从原子核到夸克
4．4 粒子物理与宇宙的起源
第4章 从原子核到夸克
1.了解组成物质的粒子． 2.知道粒子的分类及其作 用．(重点) 3.了解宇宙起源的大爆炸假说及恒星的演化． 4．体会宏观世界和微观世界的辩证统一．(难点)
为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太 空中寻找“反物质”．“反物质”是由“反粒子”构成的， “反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电 荷量，但电荷的符号相反，则反氢原子是( ) A．由 1 个带正电荷的质子和 1 个带负电荷的电子构成 B．由 1 个带负电荷的反质子和 1 个带正电荷的正电子构成 C．由 1 个带负电荷的反质子和 1 个带负电荷的电子构成 D．由 1 个不带电荷的中子和 1 个带正电荷的正电子构成 [思路点拨] 正确理解“反粒子”与其对应的“正粒子”的 关系是解决本题的关键．
[解析] 由于爆炸后各星体做的是匀速运动，令宇宙年龄为
T，则星球现距我们的距离为 r＝vT＝HrT，得：T＝H1 .
T＝H1 ＝3×10－2m/（1 s·光年）＝31×s·10光－2年m
＝1× 3×36150× －2×243×63006×002×4×3×361508年＝1×1010 年．
[答案]
1 H
一、物质结构的更深层次
1．粒子世界 (1)在 19 世纪
末
，
人
们
认为
___电__子______ 、
___质__子____
和
__中__子______是组成物质的不可再分的最基本的粒子．用这
个观点成功地解释了各种原子核的一些性质和 ___核__反__应_____的一些规律，原子核中放射出电子，使人们

占 0.7%
主要原料是氘，氘在地球上的储 量非常丰富.1 L 海水中大约有 0.03 g 氘，如果用来进行热核反 应，放出的能量约和燃烧 300 L
汽油相当
速度比较容易进行人工
控制，现在的核电站还都 目前，人们还不能控制
用裂变反应释放核能
拓展 聚变的武器——氢弹
(氢弹爆炸形成的蘑菇云) 氢弹是利用轻核聚变制成的爆炸武器，其构造如图所示．由于轻 核聚变需要几百万度的高温才能进行，所以先利用原子弹爆炸达到这 样高的温度，在高温高压下，进而使核燃料发生核反应，原子弹爆炸 时产生的高温，可以使其中的轻核发生如下核反应：
5 ． 太 阳 能 ： 太 阳 的 主 要 成 分 是 __氢______ ， 太 阳 中 心 温 度 可 达 1.5×107 K，在此高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，太阳 能就来自于太阳内部___聚__变___释放的核能．
二、受控热核反应
1．聚变的优点：第一：轻核聚变产能效率高．第二：地球上聚变 燃料的储量丰富．第三：轻核聚变更为安全、清洁，控制温度，可控
21H＋21H→31H＋11H＋4.0 MeV， 21H＋31H→42He＋01n＋17.6 MeV， 21H＋21H→32He＋01n＋3.25 MeV， 32He＋12H→24He＋11H＋18.3 MeV.
三、粒子和宇宙
1．“基本粒子”不基本 (1)直到 19 世纪末，人们都认为光子、电子、___质__子_______和 ______中_子_____是基本粒子． (2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上 _基_本__粒__子__组成的，并发现___质__子___、__中__子____等本身也有复杂结构． 2．发现新粒子 (1)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． (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___．

阅读感受
《粒子物理学导论》是一本非常优秀的书籍，它以简洁、生动的语言介绍了 粒子物理学的基本概念和最新进展。无论大家是对科学感兴趣的读者，还是希望 深入了解粒子物理学的专业人士，这本书都是一本值得一读的好书。它不仅让我 对粒子物理学有了更深入的理解，也激发了我对这个迷人领域的研究兴趣。
目录分析
目录分析
目录分析
第一章是“粒子物理学的世界”，这一章对粒子物理学进行了总体的介绍， 包括其研究领域、研究方法和研究意义等，为后续深入学习奠定了基础。
目录分析
第二章到第九章，分别从不同的角度详细介绍了粒子物理学的各个方面。其 中，第二章“原子核和放射性”，第三章“粒子的种类和性质”，第四章“量子 力学的基本原理”，第五章“相对论和量子场论”，第六章“基本粒子的标准模 型”，第七章“相对论重离子碰撞和夸克胶子等离子体”，第八章“宇宙粒子和 暗物质”，第九章“粒子探测器和实验技术”，第十章“粒子物理学中的计算机 模拟”。
粒子物理学导论
读书笔记
01 思维导图
03 精彩摘录 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 阅读感受 06 作者简介
思维导图
本书关键字分析思维导图
包括
强子
介绍
宇宙
放射性
理论
结构
粒子物 理学
粒子物理 学
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基本原理
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性质
导论
内容摘要
内容摘要
《粒子物理学导论》是一本介绍粒子物理学基本概念和理论的教材。本书的主要内容涉及粒子的 分类、基本粒子的性质和相互作用、原子核和放射性、强子物理和宇宙中的粒子等。 本书介绍了粒子物理学的概念和基本原理，包括波粒二象性、量子力学的基本原理、狭义相对论 和粒子相互作用的基本理论。接着，本书详细介绍了不同类型的粒子，包括轻子、夸克、胶子、 光子等，并讨论了它们的基本性质和相互作用。本书还介绍了原子核和放射性的基本概念和理论， 包括原子核的结构、原子核衰变和放射性衰变等。 除此之外，本书还介绍了强子物理和宇宙中的粒子的基本概念和理论，包括强子的结构和性质、 宇宙辐射和宇宙中的暗物质等。本书总结了粒子物理学的发展历程和未来发展趋势，并介绍了粒 子物理学在能源、环境和医学等领域的应用。 《粒子物理学导论》是一本全面介绍粒子物理学基本概念和理论的教材，是一本很好的参考书。

第一部分 教材梳理
第十章 从粒子到宇宙
※思维导图
※考纲要求
1. 物质的组成.（认识） 2. 原子的核式模型；人类探索微观世界的历程. （认识） 3. 人在探索太阳系及宇宙的历程. （认识） 4. 物质世界从微观到宏观的尺度. （认识）
※考点梳理
考点1 粒子和宇宙 1. 原子的结构： （1）原子的核式模型:美国科学家卢瑟福通过_散__射__实 验提出了原子的核式模型(也称为行星模型). 他认为原 子中央有一个极小体积的带__正__电的原子核，却集中了 原子几乎全部的_质__量___，电子在核外较大的空间绕原子 核高速旋转.
6. (2018年)常见的物质由分子组成，分子由_原__子_组成； 夏日荷花盛开飘来阵阵花香，这是__扩__散__现象；清晨 荷叶上的两颗露珠接触后成为了更大的一颗水珠，表 明分子之间存在__引___力.
（2) 原子核式结构： ①原子核是由带正电的_质__子___和不带电的_中__子__组成 的. 在中性原子中带正电的 质__子__ 和带负电的_电__子__ 数量上相等，因此整个原子是不带电的. ②质子和中子是由更小的_夸__克__组成的. 2. 宇宙的尺度：总星系、_银__河__系__ 、_太__阳__系__、地月 系、地球、月亮. 注意：光年是_长__度__单位，符号是___l_._y_.__. 它表示 __光__在__一__年__中__所__经__过__的__路__程_______.
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成。2021/8/312021/8/312021/8/312021/8/318/31/2021 •14、谁要是自己还没有发展培养和教育好，他就不能发展培养和教育别人。2021年8月31日星期二2021/8/312021/8/312021/8/31 •15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年8月2021/8/312021/8/312021/8/318/31/2021 •16、教学的目的是培养学生自己学习，自己研究，用自己的头脑来想，用自己的眼睛看，用自己的手来做这种精神。2021/8/312021/8/31August 31, 2021 •17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。2021/8/312021/8/312021/8/312021/8/31

uā
kè
定义
)
半衰期
决定因素
第四页，共33页。
计数器
从
探测射线(shèxiàn)的方云法室(yún shì)
原
乳胶照相
子
利用它的射线
应用
核
放射性的应用和防护
到
夸
作为示踪原子 防护
克
粒子物理与宇宙的起源
(k
第五页，共33页。
专题(zhuāntí)整合区
一、识记(shí jì)物理学史 二、半衰期及衰变次数(cìshù)的计算 三、原子核物理与动量、能量相结合的综合问题
第二十九页，共33页。
12 3 45
5．静止的镭核( R2a2)6发生α衰变生成氡核( Rn)，如2果22(rúguǒ)衰变中放出的能
88
86
量都转化为α粒子和氡核的动能，则：
(1)写出衰变方程；
解析(j衰iě 变xī)方程为：28268Ra→28226Rn＋42He. 答案(d2á8268àRna)→28226Rn＋24He
解析 因为它们在匀强磁场中的运动(yùndòng)方向与
磁场方向垂直，所以轨道半径R＝ mv，但 qB
衰变时放出的α粒子与氡原子核都带正电荷， 且动量大小相等，则它们在匀强磁场中做圆 周运动(yùndòng)的轨迹是一对外切圆(如图所示)，
第三十二页，共33页。
12345
轨道(guǐdào)半径和粒子所带电荷量成反比RRR：αn＝qqRαn＝413.
αβ射射线线→→高α粒速子电流子→流氦→原电子离核本→领高较电α离 粒子本弱领 γ射线→高能量光子→高穿透本领
第十页，共33页。
例1 下列说法中正确的是( C) D A．玛丽·居里首先提出原子的核式结构模型 B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了质子(zhìzǐ) C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子 D．贝可勒尔发现原子核有复杂结构

弁言
导读
宇宙体系
三 一
二
四
附录一 上帝与自然哲学
附录二
注释
பைடு நூலகம்
读书笔记
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本书关键字分析思维导图
宇宙
弁言
文献
生命力
版权
世界
插图
牛顿
体系
太阳系 语言
里程碑
力学
版本
信息
著作
过程
价值
发展
01 弁言
03 宇宙体系 05 附录二
目录
02 导读
04
附录一 上帝与自然哲 学
06 注释
19世纪下半叶，英国伟大的科学家牛顿，在当时生产实践和实验的基础上，集前人力学知识之大成，奠定了 古典力学的基本体系，把力学这一门古老的学科，推到了一个新的高度。牛顿将万有引力定律应用到太阳系，将 宇宙间天体运行的动因归之于“第一推动力”，就解决了太阳系中各个行星的运动问题。虽然后来的科学的实践 证明，牛顿力学并不是科学上的“终极理论”，但丝毫不可否认，它是科学发展过程中的一座重要的里程碑。至 今具有重要的文献价值。这部伟大的著作，在世界各国用不同的语言出版过无数的版本。具有永恒的生命力。