《粒子物理》教学大纲
学时：51 学分：3 适用专业：物理学
一、课程的性质、目的和任务
本课程是物理学专业的选修课，设置课程目的是增加学生的专业基础知识，为今后从事科研工作打下基础。通过本课程的学习，了解粒子物理学发展的基本情况，以及粒子物理学对于近代物理和近代科技的发展起的作用，培养学生的科学素质和科学精神。
二、课程教学的基本要求
（1）了解粒子物理所研究的基本内容和粒子物理研究前沿领域的概况，培养学生的现代意识和科学远见；
（2）掌握粒子物理学的基本概念和基本规律。培养掌握科学知识的方法；
（3）掌握应用粒子物理学理论分析和处理问题的手段和方法，培养科学研究的方法。
三、课程教学内容
第一部分 核子和反核子物理学，核力问题
（一）低能核子-核子相互作用与核力
1．引言
2．核力的介子理论概念,费因曼图
3．(N-N)相互作用势的唯象选择,氘核基础理论
4．散射理论的概念
5．低能(T<20MeV)核子-核子相互作用
（二）高能和超高能核子-核子相互作用
1．高能(Tn>100MeV)核子-核子相互作用
2．超高能核子间的相互作用
（三）核子结构
1．最初的实验
2．核形状因子
3．核子形状因子
（四）反核子和反原子核
1．电荷共轭原理,反核子的基本特性
2．反质子 3．反中子
4．反核子与物质的相互作用
5．反原子核
说明：
本章的重点是(N-N)相互作用势的唯象选择,氘核基础理论、核形状因子、电荷共轭原理,反核子的基本特性，部分内容可以从简或不讲。
第二部分 粒子和共振态
引言
基本粒子发现史
宇宙射线物理学
（五）轻子
1．电子和正电子
2．电子磁矩
3．正电子素,C宇称
4．电子中微子和反中微子
5．μ子
6．μ子中微子和反中微子
7.μ子与物质的相互作用
8.τ轻子和τ中微子
（六）兀介子
1．带电兀介子的性质
2．中性殛介子性质
1. 2.»» Lepton 1. Mass and Width: esp. neutrino oscilla onnot massless
2. Charge
3. Spin: 1/2 helicity and helicity conserva on
4. Magne c moments: g=2 (g-2 exp.)
5. Lepton number and lepton conserva on
1.
2. Isospin:
3. Quark Model
4. Gell-man-Nishijima
Ïã×íõÇîY=B+S
5.
A
B
C
6.
7.
()
1. Mass
2. Charge
3. Spin: 1/2
4. Magne c moments (anomalous)
5. Parity: °ã²ããõï
+1-1 6. ²°õ»õ» ~10exp(-8)sec ; p
7. Isospin: 1/2
8. Baryon number
9.
10.
()
1. Mass
2. Charge: ðõ
3. Spin: 0
4. Parity: -1
5. õ
6. Isospin: 1(õð)
7. 0
8.
9.
1.
2.
(ôðôoôðô) 1.
S=-1: ôðôo;S=-2: ðô
2. ð; ;õð
3. Parity:+1
4.
(K
ÕõÕðÕÕð) 1.
S=1:ÕõôÕð;S=-1: ÕôÕð
2.
ÕõÕð,ÕðÕ; ÕõÕ, ÕðÕð
3. Parity:-1
4.
Briet-Wigner
1. decuplet(Ö°ãíîõ),
2. Ö°ãð:,
; Ö°ãï:ôôðôoôÕôðôoôÕôð
山东大学物理学院 马磊
序
高能物理的粒子物理学，作为一个学科来开发起始于1950年左右，当时高能加速器和探测器开始建造；此后，对高能物理问题更可以进行定量的研究。定量研究是物理学发展的关键；新现象的发现只不过是问题的开始，规律性的关系是从定量研究中产生的。
在头一、二十年，发现了大量的新粒子（大部分是“共振态”粒子）和许多其他新现象，以及一些规律性的关系。在最近一、二十年，主要是对一些重大问题进行了更加深刻和更加本质的研究，特别是对有关强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用，以及它们之间相互关系的了解，有了很重要的发展。
这里应该指出，新假说的提出是在实验研究不断取得进展的基础上，推动理论研究不断向更深一层发展的结果。例如：在强相互作用中有关强子内部结构方面，层子模型假说与实际情况的尖锐矛盾，使量子色动力学得以产生，从而引入了“颜色”和胶子的概念。反过来，量子色动力学必须受系统的实验事实来加以检验，丁肇中和其他几个实验小组所得的“三喷注”现象曾给量子色动力学理论一个有力的支持，同时也增强了寻找胶子的决心。被击出来的自由态层子也在能量越来越高的加速器上不断地在寻找。又如，在弱相互作用方面，为要解决在宇称不守恒基础上建立的弱作用理论与实验的尖锐矛盾，提出了弱电统一理论和中间玻色子。近年来，国际上一些实验小组的结果只是与理论近似的一致。最近莫玮小组进行了一个统计高的没有强作用参加的电子、中微子弹性碰撞的实验研究，结果是令人信服地对弱电统一理论给予了支持。中间玻色子也在能量越来越高的加速器上不断寻找[注]。最后一个例子是正、负电子彼此相距多远时它们的内部结构才能显示出来，因而量子电动力学才遇到困难？丁肇中实验组在研究胶子的同时，对此也进行了精密的探索。他们的实验结果表明，在有效能量达到三百六十亿电子伏特，并在五千万亿分之一厘米的小范围内，电子还没有显示出内部的结构，因而量子电动力学还是适用的。要解决这个问题还需要继续提高实验的能量。
粒子的世界
对宇宙的探索
[键入文档副标题]
发现宇宙中的基本粒子
FXCY
2010-12-3
2
学科简介.................................................................................................................................. 2
学科分类.................................................................................................................................. 3
理论分析.................................................................................................................................. 3
发展阶段.................................................................................................................................. 5
第一阶段（1897～1937） ................................................................................................ 5
第二阶段（1937～1964） ................................................................................................ 6
