备课资料（1 重力 基本相互作用）VIP免费

备课资料一、四种基本的相互作用1.引力相互作用所有具有质量的物体之间的相互作用，表现为吸引力，是一种长程力，力程为无穷.其规律是牛顿万有引力定律，更为精确的理论是广义相对论.在四种基本相互作用中最弱，远小于强相互作用、电磁相互作用和弱相互作用，在微观现象的研究中通常可不予考虑，然而在天体物理研究中起决定性作用.按照近代物理的观点，引力作用是通过场或通过交换场的量子实现的，引力场的量子称为引力子.2.电磁相互作用带电物体或具有磁矩物体之间的相互作用，是一种长程力，力程为无穷.宏观的摩擦力、弹性力以及各种化学作用实质上都是电磁相互作用的表现.其强度仅次于强相互作用，居四种基本相互作用的第二位.电磁作用研究得最清楚，其规律总结在麦克斯韦方程组和洛伦兹力公式中，更为精确的理论是量子电动力学.量子电动力学是物理学的精确理论，按照量子电动力学，电磁相互作用是通过交换电磁场的量子（光子）而传递的，它能够很好地说明正反粒子的产生和湮没，电子、μ子的反常磁矩(见粒子磁矩)与兰姆移位等真空极化引起的细微电磁效应，理论计算与实验符合得非常好.电磁相互作用引起的粒子衰变称为电磁衰变.最早观察到的原子核的γ跃迁就是电磁衰变.电磁衰变粒子的平均寿命为10-20——10-16s.3.弱相互作用最早观察到的原子核的β衰变是弱作用现象.弱作用仅在微观尺度上起作用，其力程最短，其强度排在强相互作用和电磁相互作用之后居第三位.其对称性较差，许多在强作用和电磁作用下的守恒定律都遭到破坏（见对称性和守恒定律），例如宇称守恒在弱作用下不成立.弱作用引起的粒子衰变称为弱衰变，弱衰变粒子的平均寿命大于10-13s.4.强相互作用最早认识到的质子、中子间的核力属于强相互作用，是质子、中子结合成原子核的作用力，后来进一步认识到强子是由夸克组成的，强作用是夸克之间的相互作用力.强作用最强，也是一种短程力.其理论是量子色动力学，强作用是一种色相互作用，具有色荷的夸克所具有的相互作用，色荷通过交换8种胶子而相互作用，在能量不是非常高的情况下，强相互作用的媒介粒子是介子.强作用具有最强的对称性，遵从的守恒定律最多.强作用引起的粒子衰变称为强衰变，强衰变粒子的平均寿命最短，为10-24——10-20s，强衰变粒子称为不稳定粒子或共振态.二、关于重量可以这样说，人们对重量的熟悉程度要强于对质量的熟悉程度.但长期以来，由于重量的定义也具有多种表述，结果在物理学等方面，使重量这个概念变得含混不清.综观现行的物理教材和参考书，关于重量的定义也有多种表述.第一种为：“重量是一种力，它是由地球吸引而产生的，是使物体产生重力加速度的原因.”第二种为：“重量就是重力.”第三种为：“重量是物体对水平支持物的压力或物体对竖直悬挂绳子的拉力.”第四种为：“重量就是重力的大小.”以上重量的第一、第二、第三种表述都给重量赋予了力的含义.但第一、第二种表述说明重量的力性属于万有引力，而第三种表述说明重量的力性属弹性力；重量的第四种表述扬弃了重量的力性，它既保留了重量和重力的数量关系，又克服了重量作为一种力所带来的缺陷和麻烦（指与引力、重力相混淆）.重量既然作为重力的量度，就能用弹簧秤直接来测得物体所受的重力大小.物体重量的多种定义，哪一种好些？这个问题历来是有争议的.但是，由于定义本来是认为的，是为了便于解释问题而指出的.重要的是，若采用某一种表述作定义,那么，有关的现象就用心爱心专心应当用这个定义所规定的含义去解释，不能前后矛盾.现行中学物理教材采用“重量就是重力”的定义，尽管如此，但习惯上只说“重力的分解”，而不说“重量的分解”；只说“物体有重量”，而不说“物体有重力”；只说“重力加速度”而不说“重量加速度”.从以上重量定义的多种表述可以看出，重量仅在物理学上就已含多种意义了，若考虑到重量一词在日常生活中的运用，其含义就更多了.譬如，日常生活中，我们购买粮食、水果等物品时，常说他们的重量是多少克或多少千克，这里说的重量实际上是质量，另外，千克和克都是质量的单位.重量术语的多重意义，给教学、科研、图书出版以及国际交往等带来很多不便....