第五章5“基本”粒子—新教材人教版高中物理选择性必修第三册课件.pptx

1、5.“基本”粒子学习目标 1.知道电子、中子、质子并不是组成物质的最基本的粒子。2.知道粒子的分类及其作用,了解夸克模型。3.知道夸克是组成强子的成分。思维导图必备知识自我检测1.“基本粒子”不基本(1)19世纪末,人们认为原子是组成物质的不可再分的最小微粒。(2)后来认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子,并称为“基本粒子”。随着科学的进一步发展,科学家们逐渐发现了数以百计的不同种类的新粒子,它们并不能看作由质子、中子、电子组成的,另外又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。所以,从20世纪后半期起,就将“基本”二字去掉,统称为粒子。必备知识自我检测2.发现新粒子与

2、夸克模型(1)反粒子实验中发现,存在着这样一类粒子,它们的质量、寿命、自旋等物理性质与过去已经发现的粒子相同,而电荷等其他性质相反,这些粒子叫作反粒子。例如,电子的反粒子就是正电子。(2)粒子的分类强子:参与强相互作用的粒子,质子和中子都是强子。轻子:不参与强相互作用的粒子,最早发现的轻子是电子。规范玻色子:是传递各种相互作用的粒子,如光子、中间玻色子、胶子。希格斯玻色子:希格斯玻色子是希格斯场的量子激发。(3)夸克模型的提出1964年提出的夸克模型,认为强子是由更基本的夸克组成的。必备知识自我检测1.正误判断(1)质子、中子、电子都是不可再分的基本粒子。()(2)质量、寿命、自旋等物理性质相

3、同,而电荷量相等电性相反的粒子称为反粒子。()(3)按照夸克模型,电子所带电荷不再是电荷的最小单元。()(4)夸克的带电荷量是电子电荷量的整数倍。()(5)轻子的质量一定轻。()(6)核子之间的核力是胶子传递的。()(7)轻子是不参与强相互作用的粒子。()(8)夸克有6种,它们所带电荷分别为元电荷的+23或-13。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件必备知识自我检测2.(多选)关于人们

4、发现的新粒子,下列说法正确的是()A.许多粒子都有自己的反粒子B.电子属于轻子C.质子属于强子D.光子属于轻子解析根据粒子的分类、粒子与反粒子的描述知A、B、C正确;光子属于规范玻色子,D错误。答案ABC第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件必备知识自我检测3.(多选)下列关于夸克模型的说法正确的是()A.强子是由更基本的成分夸克组成的B.夸克的电荷量分别为元电荷的C.每种夸克都有对应的反夸克D.夸克能以自由的状态单个出现解析夸克不能以自由的

5、状态单个出现,D错误,A、B、C正确。答案ABC第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件必备知识自我检测4.2002年,美国科学杂志评出的“2001年世界十大科技突破”中,有一次是加拿大萨德伯里中微子观测站的结果,该站揭示了中微子失踪的部分中微子在运动过程中转化为一个子和一个子。在上述研究中有以下说法,正确的是()若发现子和中微子的运动方向一致,则子的运动方向与中微子的运动方向一定相反若发现子和中微子的运动方向一致,则子的运动方向与中微子的运动

6、方向可能一致若发现子和中微子的运动方向相反,则子的运动方向与中微子的运动方向一定一致若发现子和中微子的运动方向相反,则子的运动方向与中微子的运动方向可能相反A.B.C.D.解析中微子在转化为子和子的前后过程中满足动量守恒定律。答案B第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究随堂检测粒子的发现和分类情境探究对粒子的认识下图为粒子发展示意图:(1)为什么现在将“基本”二字去掉,统称为粒子?(2)为什么说夸克模型是物理学发展中的一个重大突破?要点提

7、示(1)随着科学的发展,科学家们发现了很多的新粒子都不是由质子、中子、电子组成的,又发现质子、中子等本身也有自己的复杂结构。所以现在将“基本”二字去掉,统称为粒子。(2)夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破,它指出电子电荷不再是电荷的最小单元,即存在分数电荷。第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究随堂检测知识归纳1.新粒子的发现及特点新粒子反粒子(正电子)子K介子与介子超子发现时间1932年1937年1947年20世纪40年代后基本

8、特点质量与相对应的粒子相同而电荷等其他性质相反比质子的质量小质量介于电子与核子之间其质量比质子大第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究随堂检测2.粒子的分类 分类参与的相互作用 发现的粒子备注强子参与强相互作用质子、中子、介子、超子强子有内部结构,由夸克构成轻子不参与强相互作用电子、电子中微子、子、子中微子、子、子中微子未发现内部结构规范玻色子传递各种相互作用光子、中间玻色子、胶子光子、中间玻色子、胶子分别传递电磁、弱、强相互作用希格斯玻

9、色子希格斯玻色子是这几种基本粒子中最后一个被发现的第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究随堂检测实例引导例题 目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。u夸克所带的电荷量为 e,d夸克所带的电荷量为-e,e为元电荷,下列论断中可能正确的是()A.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成C.质子由1个u夸克和2个d夸克组

10、成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成答案B 第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究随堂检测变式训练在衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性质十分特别,因此在实验中很难探测。1953年,莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统,利用中微子与水中 的核反应,间接地证实了中微子的存在。可以判定,中微子的质量数和电荷数分别是。(填写选项前的字母)A.0

11、和0 B.0和1 C.1和0D.1和1第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究随堂检测(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体后,可以转变为两个光子(),即 。已知正电子和电子的质量都为9.110-31 kg,反应中产生的每个光子的能量约为 J。解析(1)发生核反应前后,粒子的质量数和电荷数均不变,据此可知中微子的质量数和电荷数都是0,A项正确。(2)产生的能量是由于质量亏损。两个电子转变为两个光子之后,质量变

12、为零,则E=mc2,故一个光子的能量为 ,代入数据得 =8.210-14 J。正电子与水中的电子相遇,与电子形成几乎静止的整体,故系统总动量为零,所以如果只产生一个光子是不可能的,因为此过程遵循动量守恒定律。答案(1)A(2)8.210-14第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究随堂检测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.强子都是带电粒子C.夸克模型是探究轻子结构的理论D.夸克模型说

13、明电子电荷不再是电荷的最小单位解析由于质子、中子是由不同夸克组成的,它们不是最基本的粒子,不同夸克构成强子,有的强子带电,有的强子不带电,故A、B错误。夸克模型是研究强子结构的理论,不同夸克带电不同,分别为 ,说明电子电荷不再是电荷的最小单位,故C错误,D正确。答案D第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究随堂检测2.(多选)下列说法正确的是()A.目前还未发现轻子的内部结构B.自然界存在着的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律,对基本

14、粒子不适用C.反粒子与其对应的粒子相遇时,会发生湮灭现象D.强子是参与强相互作用的粒子,质子是最早发现的强子解析现代实验中还没有发现轻子的内部结构,故A正确;能量守恒定律等对基本粒子也适用,故B错误;反粒子与其相应的粒子带等量异种电荷,反粒子与其对应的粒子相遇时会发生湮灭现象,故C正确;质子是最早发现的强子,故D正确。答案ACD第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究随堂检测3.20世纪30年代以来,人们在对宇宙射线的研究中,陆续发现了一些

15、新的粒子,K介子和介子就是科学家在1947年发现的。K-介子的衰变方程为K-0+-,其中K-介子和-介子带负电,电荷量等于元电荷的电荷量,0介子不带电。如图所示,一个K-介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中,其轨迹为图中的圆弧虚线,K-介子衰变后,0介子和-介子的轨迹可能是()第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件探究随堂检测解析0介子不带电,在磁场中不偏转,-介子带负电,在磁场中洛伦兹力的作用下做匀速圆周运动,再根据左手定则及动量守恒判定知,A正确。答案A第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件第五章5.“基本”粒子2020-2021学年新教材人教版（2019）高中物理选择性必修第三册课件