高中物理 第四章 第七節(jié)《小粒子與大宇宙》課件 粵教選修3-5

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歡迎進(jìn)入物理課堂 第七節(jié) 小粒子與大宇宙 知識(shí)點(diǎn)1粒子分類 1 強(qiáng)子 強(qiáng)子是參與 的粒子 質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn) 的強(qiáng)子 中子 介子和超子也是強(qiáng)子 2 輕子 輕子是 的粒子 最早發(fā)現(xiàn)的輕子是電子 后來(lái)發(fā)現(xiàn)了電子中微子 子和 子中微子 子和 子中微子 強(qiáng)相互作用 不參與強(qiáng)相互作用 而微觀粒子中壽命最短的只有10 2 物質(zhì)世界的時(shí)間尺度 約從10 3 媒介子 媒介子是 的粒子 如光子 中間玻色子 膠子 光子是傳遞電磁相互作用的粒子 中間玻色子是傳遞弱相互作用的粒子 膠子是傳遞強(qiáng)相互作用的粒子 核子之間的作用力屬于強(qiáng)相互作用 知識(shí)點(diǎn)2從粒子壽命到宇宙年齡 時(shí)間跨度1 時(shí)間跨度 1 物質(zhì)世界中年齡最長(zhǎng)的是宇宙的年齡 其數(shù)量級(jí)約1018s 25 s 25 s到1018s 跨越了將 近43個(gè)數(shù)量級(jí) 傳遞各種相互作用 2 統(tǒng)一場(chǎng)論 微觀粒子與宏觀宇宙的統(tǒng)一 物理學(xué)向微觀和宏觀兩個(gè)領(lǐng)域的研究今天得到了初步統(tǒng)一 物理學(xué)完整 對(duì)稱的和諧美在這里得到充分體現(xiàn) 物理學(xué)中研究最大對(duì)象和最小對(duì)象的兩個(gè)分支 宇宙學(xué)和粒子物理學(xué)就奇妙地銜接在一起 猶如一條巨蟒咬住了自己的尾巴 知識(shí)點(diǎn)3宇宙演化 1 對(duì)于宇宙的時(shí)空結(jié)構(gòu) 運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和物體演化的理論描述 稱為宇宙模型 在各種宇宙模型中 大爆炸宇宙模型是一種被普遍接受的模型 也得到了不少觀測(cè)事實(shí)的支持 2 大爆炸宇宙模型認(rèn)為 宇宙起源于大約150億年前的一次大爆炸 在宇宙大爆炸的開(kāi)始 有的只是極高溫的熱輻射和其中隱現(xiàn)的高能粒子 其后逐漸誕生出星球 星系 脈沖星 超新星 黑洞以及被稱為類星體的遙遠(yuǎn)發(fā)光體等 宇宙還在不停地向外擴(kuò)張 答案 1 8 1047J 1 在天體演變的過(guò)程中 超紅巨星發(fā)生 超新星爆炸 后 會(huì)有氣體塵埃以云霧的形式向四面八方噴出 而爆炸之后剩余的星體核心部分 可以形成中子星 中子星是通過(guò)中子之間的萬(wàn)有引力作用結(jié)合而成的球狀星體 結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜 具有極高的密度 1 中子星中存在著一定量的質(zhì)子和電子 這是因?yàn)樽杂蔂顟B(tài)的中子很不穩(wěn)定 容易發(fā)生衰變生成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子 請(qǐng)寫(xiě)出該核反應(yīng)方程式 并計(jì)算在該核反應(yīng)中釋放的能量為多少焦耳 題型1 對(duì)基本粒子的認(rèn)識(shí) 例題 雙選 下列說(shuō)法正確的是 A 目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)媒介子 輕子和夸克三類粒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)B 自然界存在的能量守恒定律 動(dòng)量守恒定律及電荷守恒定律 對(duì)基本粒子不適用C 反粒子與其對(duì)應(yīng)的粒子相遇時(shí) 會(huì)發(fā)生湮滅現(xiàn)象D 強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子 質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子 解析 目前還未發(fā)現(xiàn)媒介子 輕子和夸克三類粒子的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 故A錯(cuò) 自然界存在的能量守恒定律 動(dòng)量守恒定律及電荷守恒定律 對(duì)基本粒子也適用 故B錯(cuò) 反粒子帶等量異種電荷 反粒子與其對(duì)應(yīng)的粒子相遇時(shí) 會(huì)發(fā)生湮滅現(xiàn)象 故C對(duì) 強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子 質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子 故D正確 答案 CD 規(guī)律總結(jié) 現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)的基本粒子達(dá)幾百種 按照粒子與各相互關(guān)系 可以將粒子分為三大類 媒介子 輕子和強(qiáng)子 輕子無(wú)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子 媒介子是傳遞各種相互作用的粒子 如光子 1 雙選 下列關(guān)于基本粒子的說(shuō)法正確的是 BD A 現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)的基本粒子達(dá)幾百種 它們都有各自的復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)B 質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)子 它有一定的內(nèi)部結(jié)構(gòu)C 電子 電子中微子 子 光子都是輕子D 每種粒子都有相應(yīng)的反粒子 表明物質(zhì)世界存在一種正 反對(duì)稱性解析 輕子無(wú)內(nèi)部結(jié)構(gòu) 光子不是輕子 題型2 宇宙大爆炸模型 例題 根據(jù)宇宙大爆炸理論 在宇宙形成之初是 粒子家族 盡顯風(fēng)采的時(shí)期 那么在大爆炸之后最早產(chǎn)生的粒子是 A A 夸克 輕子 膠子等粒子B 質(zhì)子和中子等強(qiáng)子C 光子 中微子和電子等輕子D 氦核 氘核等輕核解析 最早產(chǎn)生的粒子應(yīng)該是最小微粒 不可再分的 2 雙選 下列說(shuō)法正確的 AC A 黑洞是一個(gè)封閉的視界 是廣義相對(duì)論預(yù)言的一種特殊天體B 可以通過(guò)望遠(yuǎn)鏡來(lái)看黑洞C 黑洞是含有巨大能量和質(zhì)量的宇宙實(shí)體D 黑洞是不存在的 是人們想象的解析 黑洞是一個(gè)封閉的視界 是廣義相對(duì)論預(yù)言的一種特殊天體 它本身不發(fā)光 任何強(qiáng)大的望遠(yuǎn)鏡都看不見(jiàn)黑洞 黑洞是含有巨大能量和質(zhì)量的宇宙實(shí)體 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全