人教版高中物理選修-課件-粒子和宇宙-

1、19.8粒子和宇宙19.8粒子和宇宙何為宇何為宙？宇宙上下四方曰宇，古往今來曰宙。何為宇何為宙？宇宙上下四方曰宇，古往今來曰宙。一、“基本粒子”不基本 直到19世紀末，人們都認為原子是組成物質(zhì)的不可再分的最小微粒。盧瑟福（質(zhì)子）道爾頓（原子）湯姆遜（電子）一、“基本粒子”不基本 直到19世紀末，人們查德威克（中子）蓋爾曼（夸克）還有誰？ 于是許多人認為光子、電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子開把它們叫做“基本粒子”。查德威克（中子）蓋爾曼（夸克）還有誰 于是許 然而，隨著科學的進一步發(fā)展，科學家們認識到這些粒子并不“基本”。所以，從20世紀后半期起，就將“基本”二字去掉，統(tǒng)稱為

2、粒子 1995美國費米國家加速器實驗室證實了頂夸克的存在。 然而，隨著科學的進一步發(fā)展，科學家們認識到二、發(fā)現(xiàn)新粒子1947年發(fā)現(xiàn)了K介子和介子。后來還發(fā)現(xiàn)了一些粒子，質(zhì)量比質(zhì)子的質(zhì)量大，叫做超子。 1、人們在對宇宙線的研究中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些新的粒子。1932年發(fā)現(xiàn)了正電子，197年發(fā)現(xiàn)了u子。二、發(fā)現(xiàn)新粒子1947年發(fā)現(xiàn)了K介子和介子。后來還發(fā)現(xiàn)了 2、1932年發(fā)明的加速器，能使帶電粒子加速到很高的能量。（自己造的高速粒子） 許多粒子都存在著質(zhì)量與它相同而電荷及其他一些物理性質(zhì)相反的粒子，叫做反粒子。 2、1932年發(fā)明的加速器，能使帶電粒子加3、按粒子與各種相互作用的關(guān)系，可分為三大類：強

3、子、輕子和媒介子。強子輕子媒介子介子重子電子、電子中微子、子、子中微子、子、子中微子光子，中間玻色子、膠子介子K介子質(zhì)子、中子、超子3、按粒子與各種相互作用的關(guān)系，可分為三大類：強子、輕子和媒三、夸克模型 實驗證明強子是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，1964年提出的夸克模型正明強子由更基本的粒成分組成，這種成分叫做夸克?？淇擞闪N模型：上夸克d、下夸克u 、奇異夸克s、粲夸克c，底夸克b、頂夸克t。三、夸克模型 實驗證明強子是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，1964年提 夸克模型的提出是物理學發(fā)展中的一個重大突破。它指出電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分數(shù)電荷。目前人們對夸克的認識還是很初步的，科學家們直到今天都還未捕捉到

4、自由的夸克?？淇瞬荒芤宰杂傻臓顟B(tài)單個出現(xiàn)，這種性質(zhì)稱為夸克的“禁閉”。能否解放被禁閉的夸克，是21世紀物理學面臨的重大課題之一。 夸克模型的提出是物理學發(fā)展中的一個重大突破。它指出電四、宇宙的演化 物理學中有一個非常有趣的現(xiàn)象：研究微觀粒子物理、量子理論、與研究宇宙的理論竟然相互溝通，相互支持。正如諾貝爾物理學獎學者格拉肖所說：“隱藏在原子內(nèi)心的，是宇宙結(jié)構(gòu)的秘密?！?，那么宇宙到底從何而來呢？四、宇宙的演化 物理學中有一個非常有趣的現(xiàn)象：研究微觀大爆炸理論宇宙從一個“奇點”爆炸產(chǎn)生大爆炸是在無限的宇宙各處同時產(chǎn)生時間的零點大爆炸理論宇宙從一個“奇點”爆炸產(chǎn)生大爆炸是在無限的宇宙各處五、恒星的演

5、化宇宙塵埃密集的塵埃星云團恒星（太陽）誕生萬有引力越來越大溫度升高生了？五、恒星的演化宇宙塵埃密集的塵埃星云團恒星（太陽）誕生萬有引恒星繼續(xù)升溫 這顆星繼續(xù)收縮、繼續(xù)升溫。當溫度超過10K時，氫通過熱核反應(yīng)成為，釋放的核能主要以電磁波的形式向外輻射。輻射產(chǎn)生的向外的壓力與引力產(chǎn)生的收縮壓力平衡，這時星體穩(wěn)定下來。恒星在這一階段停留的時間最長。太陽目前正處于這一階段的中期，要再過50億年才會轉(zhuǎn)到另一個演化階段。恒星繼續(xù)升溫 這顆星繼續(xù)收縮、繼續(xù)升溫。當溫過了50億年 當恒星核心部分的氫大部分聚變?yōu)榘币院?，核反?yīng)變?nèi)?，輻射壓力下降，星核在引力作用下收縮。這時引力勢能產(chǎn)生的熱將使溫度升得更高，于是發(fā)

6、生了核聚合成碳核的聚變反應(yīng)。類似的過程一波接一波地繼續(xù)下去，出現(xiàn)了氧、硅，直到鐵等更重的元素。恒星在這個階段要經(jīng)歷多次膨脹與收縮、光度也會反復變化。人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版過了50億年 當恒星核心部分的氫大部分聚變?yōu)榘焙阈堑臍w宿白矮星為小質(zhì)量恒星的死亡方式。天體物理的研究表明，如果恒星的質(zhì)量小于1.4倍太陽質(zhì)量，它會演変為白矮星，即體積很小，但質(zhì)量不太小的恒星。人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT

7、)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版恒星的歸宿白矮星為小質(zhì)量恒星的死亡方式。天體物理的研中子星 如果恒星的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的1.4-2倍，更強大的壓力使得原子被“壓碎”，電子和質(zhì)子被壓在一起，整個恒星成為中子組成的天體，叫做中子星。人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版中子星 如果恒星的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的1.4-2倍黑洞 當恒星的質(zhì)量更大時，其內(nèi)部的任何物質(zhì)都

8、無法抵抗巨大引力產(chǎn)生的壓力，物質(zhì)被“壓”成了更為神奇的天體黑洞。人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版黑洞 當恒星的質(zhì)量更大時，其內(nèi)部的任何物質(zhì)都無法 最后的歸宿人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版 最后的歸宿人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒華人科學家在粒子物理學領(lǐng)域的杰出貢獻科

9、學足跡 一批華人料學家在粒子物理領(lǐng)城有著眾多舉世矚目的重大貢獻。 在所有粒子物理發(fā)展史專著上都會提到華人科學家趙忠堯，王昌、楊振寧，李政道、吳健雄丁章中等的成果。他們是粒子物理天穹上耀眼的巨星。 趙忠堯院士于1929-1930年發(fā)現(xiàn)硬射線在重元素中的反常吸收。 王漁昌院士1942年提出證實中微子存在的一種實驗方案:觀察輕原子K俘獲過程中的核反沖半年后，美國物理學家阿倫照此方案進行實驗，找到了中微子。王昌還預(yù)言在100億電子伏特質(zhì)子同步加速器上有可能找到反超子，并于1959年找到了一個與反西格瑪負超子有關(guān)的事例。 1956年，楊振寧和李政道提出，在弱相互作用過程中宇稱不守恒，并提出了實驗驗證的建

10、議1957年，吳健雄領(lǐng)導的小組在Co的衰變中證実了宇稱不守恒的論斷。不久，宇稱不守恒在其他弱作用過程中也得到了證實。為此，李道、楊振寧獲得1957年的諾貝爾物理學獎。 1974年，丁筆中領(lǐng)導的小組發(fā)現(xiàn)了一種新的粒子。這種粒子有兩個奇怪的性質(zhì)。質(zhì)量大，大約是質(zhì)子質(zhì)量的33倍，壽命長，比一般介子的壽命長500倍這個發(fā)現(xiàn)證實了人們對存在第四夸克一C(架)奪克的預(yù)測。美國科學家里克特也在這一年獨立地發(fā)現(xiàn)了這種粒子，丁肇中與里克特共獲1976年的諾貝爾物理學獎。這種新粒子被命名為J/粒子。作業(yè):意找華人科學家在粒子物理領(lǐng)域的史多成果和事，在課堂上交流。人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙

11、(共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版華人科學家在粒子物理學領(lǐng)域的杰出貢獻科學足跡 一玻爾海森伯德布羅意愛因斯坦洛侖茲居里夫人普朗克康普頓泡利薛定諤維夏菲爾特福勒布里淵波恩威爾遜理查德森古耶朗之萬狄拉克頓德爾赫爾岑克萊默斯布拉格朗梅爾德拜庫德森皮卡德亨利奧特艾倫費斯特人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版玻爾海森伯德布羅意愛因斯坦洛侖茲居里夫

12、人普朗克康普頓泡利薛定問題與練習解答：解：1、請設(shè)計和繪制一個合理的表格，在表格中填上相關(guān)的內(nèi)容，全面概括你對粒子分類的了解。強子輕子媒介子介子重子電子、電子中微子、子、子中微子、子、子中微子光子，中間玻色子、膠子介子K介子質(zhì)子、中子、超子人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版問題與練習解答：解：1、請設(shè)計和繪制一個合理的表格，在表格中2、制作一個或兩個方框圖，描述宇宙演化和恒星演化的過程。解： 大爆炸夸克、輕子、膠子等強子時代輕子時代核合成

13、時代電子與質(zhì)子符合成氫原子形成恒星和星系 恒星演化過程的方框圖：宇宙塵埃星云團恒星誕生氫核聚合成氦核氫核聚合成碳核其他聚變過程無聚變反應(yīng)、形成白矮星或中子星或黑洞人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版2、制作一個或兩個方框圖，描述宇宙演化和恒星演化的過程。解：課堂小結(jié)一、“基本粒子”不基本 1、光子、電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子開把它們叫做“基本粒子”。2、隨著科學的進一步發(fā)展，統(tǒng)稱為粒子。二、發(fā)現(xiàn)新粒子1、對宇宙線的研

14、究中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了正電子、u子、K介子、介子、超子。2、利用加速器研究，發(fā)現(xiàn)了反粒子。3、按粒子與各種相互作用的關(guān)系，可分為三大類：強子、輕子和媒介子。人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版課堂小結(jié)一、“基本粒子”不基本 1、光子、電子、質(zhì)子和中子是三、夸克模型 實驗證明強子是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，叫做夸克?？淇擞闪N模型：上夸克d、下夸克u 、奇異夸克s、粲夸克c，底夸克b、頂夸克t。四、宇宙的演化 大爆炸理論宇宙從一個“奇點”爆炸產(chǎn)生，大爆炸是在無限

15、的宇宙各處同時產(chǎn)生時間的零點。五、恒星的演化宇宙塵埃密集的塵埃星云團恒星（太陽）誕生萬有引力越來越大溫度升高繼續(xù)升溫穩(wěn)定期歸宿人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版人教版高中物理選修3-5課件： 19.8粒子和宇宙 (共25張PPT)【PPT優(yōu)秀課件】-精美版三、夸克模型 實驗證明強子是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的，叫做夸克?？?.某林場中繁殖力極強老鼠種群數(shù)量的增長會受密度制約2.魚塘中某種魚的養(yǎng)殖密度不同時,單位水體該魚的產(chǎn)量有可能相同3.物體的兩個分運動是直線運動，則它們的合運動一定是直線運動4.若兩個互成角度的分運動分別是勻速直線運動和勻加速直

16、線運動，則合運動一定是曲線運動5.科學家在對黃化豌豆幼苗切段的實驗研究中發(fā)現(xiàn)，低濃度的生長素促進細胞的伸長，但生長素濃度增高到一定值時，就會促進切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反過來又抑制了生長素促進切段細胞伸長的作用。6.科學家在對黃化豌豆幼苗切段的實驗研究中發(fā)現(xiàn)，低濃度的生長素促進細胞的伸長，但生長素濃度增高到一定值時，就會促進切段中乙烯的合成，而乙烯含量的增高，反過來又抑制了生長素促進切段細胞伸長的作用。7.先用低倍鏡找到葉肉細胞，然后換用高倍鏡觀察。注意觀察葉綠體隨著細胞質(zhì)流動的情況，仔細看看每個細胞中細胞質(zhì)流動的方向是否一致致。8.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)以類似于“出芽”的形式形成具有膜的小泡，小泡離開內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，移動到高爾基體與高爾基體融合，成為高爾基體的一部分。高爾基體又以“出芽”方式形成小泡，移動到細胞膜與細胞膜融合，成為細胞膜的一部分。9.使細胞具有一個相對穩(wěn)定的內(nèi)部環(huán)境。在物質(zhì)的運輸與交換及信息傳遞中起