内蒙古巴彦淖尔市第一中学高中物理 19.8 变粒子和宇宙学案 新人教选修3-5VIP免费

内蒙古巴彦淖尔市第一中学高中物理19.8变粒子和宇宙学案新人教选修3-5学习目标1．了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史2．初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一学习重点了解构成物质的粒子和宇宙演化过程学习难点各种微观粒子模型的理解自主学习一、粒子的概念1．“基本粒子”不基本(1)传统的“基本粒子”：光子、______、质子和______．(2)“基本粒子”不基本的原因①科学家们逐渐发现了数以百计的__________的新粒子．②科学家们又发现质子、中子等本身也有自己的_______________________________．2．发现新粒子(1)新粒子：1932年发现了________，1937年发现______，1947年发现K介子和π介子及以后的超子、反粒子等．(2)分类：按照粒子与各种相互作用的关系分为：强子、轻子和________．3．夸克模型(1)夸克模型的提出：1964年美国物理学家提出了强子的夸克模型，认为强子是由______构成的．(2)分类：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克；它们带的电荷量分别为元电荷的____________或____________，每种夸克都有对应的________．(3)意义：电子电荷不再是电荷的__________，即存在分数电荷．特别提醒夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”.二、宇宙及恒星的演化1．宇宙演化根据大爆炸理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期．在大爆炸之后逐渐形成了夸克、轻子和______等粒子，随后经过______时代、______时代、________时代．继续冷却，质子、电子、原子等与______分离而逐步组成恒星和星系.2．恒星的演化(1)恒星的形成：大爆炸后，宇宙尘埃在万有引力作用下形成________，进一步凝聚使引力势能转变为______，温度升高，直到发光，于是______诞生了．(2)恒星的演变：核聚变反应，层级递进地在恒星内发生，直到______________不再发生时，恒星的__________达到极大．(3)恒星的归宿：恒星最终归宿与恒星的质量大小有关．当恒星的质量小于1.4倍太阳质量时，演变为________；当恒星的质量是太阳质量的1.4倍～2倍时，演变为______________；当恒星的质量更大时，演变为______．典型例题例1、已经证实，质子、中子都是由称为上夸克和下夸克的两种夸克组成的，上夸克带电为e，下夸克带电为－e，e为电子所带电量的大小．如果质子是由三个夸克组成的，且各个夸克之间的距离都为l，l＝1.5×10－15m．试计算质子内相邻两个夸克之间的静电力(库仑力)．[解题指导]质子带＋e的电量，故它是由2个上夸克和1个下夸克组成的．按题意，三个夸克必位于等边三角形的三个顶点处，这时上夸克与上夸克之间的静电力应为Fuu＝k＝k.代入数值，得Fuu＝46N，为斥力．上夸克与下夸克之间的静电力为Fud＝k＝k.代入数值，得Fud＝23N，为引力．答案：上、上夸克之间为46N的斥力；上、下夸克之间为23N的引力自我检测1．关于粒子，下列说法正确的是()A．电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子B．强子都是带电的粒子1C．夸克模型是探究三大类粒子结构的理论D．夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位2．正电子是电子的反粒子，它跟普通电子的电量相等，而电性相反．科学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质.1997年初和年底，欧洲和美国的科学研究机构先后宣布，他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步．你推测反氢原子的结构是()A．由一个带正电荷的质子与一个带负电荷的电子构成B．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成C．由一个不带电的中子与一个带负电荷的电子构成D．由一个带负电荷的质子与一个带负电荷的电子构成3.图19－7－3中子内有一个电荷量为＋e的上夸克和两个电荷量为－e的下夸克，一简单模型是三个夸克都在半径为r的同一圆周上，如图19－7－3所示．如图19－7－4所示的四幅图中，能正确表示出各夸克所受静电作用力的是()图19－7－4参考答案自主学习：一、1.(1)电子中子(2)不同种类复杂结构2.(1)正电子μ子(2)媒介子3.(1)夸克＋－反夸克(3)最小单元二、1.胶子强子轻子核合成光子2.(1)星云团内能恒星(2)各种热核反应中心密度(3)白矮星中子星黑洞自我检测1...