叫三聲夸克公開課課件

1、叫 三 聲 夸 克n物質(zhì) 分子 原子 原子核 質(zhì)子，中子（基本粒子的強(qiáng)子） 夸克n還有盒子嗎？習(xí)題：物質(zhì)結(jié)構(gòu) 電子（-） n物質(zhì) 分子 原子 質(zhì)子（+） 原子核 中子 夸夸 克克 夸克是兼有強(qiáng)相互作用和弱相互作用的夸克是兼有強(qiáng)相互作用和弱相互作用的粒子?？淇耸走x是從理論上推導(dǎo)出來的，以粒子。夸克首選是從理論上推導(dǎo)出來的，以后才陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。最后一個(gè)夸克后才陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。最后一個(gè)夸克-頂夸克于頂夸克于1995年初年初才被發(fā)現(xiàn)。才被發(fā)現(xiàn)?？淇擞锌淇擞?種，劃分為種，劃分為3對，分別是上夸克對，分別是上夸克(U)和下夸克和下夸克(D)，奇異夸克，奇異夸克(S)和粲夸克和粲夸克(C)，以及頂夸克以及頂夸克(T

2、)和底夸克和底夸克(B)。 微觀世界量子力學(xué)的發(fā)展今日夸克微觀世界量子力學(xué)的發(fā)展今日夸克19世紀(jì)接近尾聲的時(shí)候，瑪麗世紀(jì)接近尾聲的時(shí)候，瑪麗居里打開了原子的大門，證明原子不是物質(zhì)居里打開了原子的大門，證明原子不是物質(zhì)的最小粒子。很快科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了兩種亞原子粒子：電子和質(zhì)子。的最小粒子。很快科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)了兩種亞原子粒子：電子和質(zhì)子。1932年，年，詹姆斯詹姆斯查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，這次科學(xué)家們又認(rèn)為發(fā)現(xiàn)了最小粒子。查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，這次科學(xué)家們又認(rèn)為發(fā)現(xiàn)了最小粒子。 20世紀(jì)世紀(jì)30年代中期發(fā)明了粒子加速器，科學(xué)家們能夠把中子打碎成質(zhì)子，年代中期發(fā)明了粒子加速器，科學(xué)家們能夠把中子打碎成質(zhì)子，把

3、質(zhì)子打碎成為更重的核子，觀察碰撞到底能產(chǎn)生什么。把質(zhì)子打碎成為更重的核子，觀察碰撞到底能產(chǎn)生什么。20世紀(jì)世紀(jì)50年代，年代，唐納德唐納德格拉澤（格拉澤（Donald Glaser）發(fā)明了）發(fā)明了“氣泡室氣泡室”，將亞原子粒子加速，將亞原子粒子加速到接近光速，然后拋出這個(gè)充滿氫氣的低壓氣泡室。這些粒子碰撞到質(zhì)子到接近光速，然后拋出這個(gè)充滿氫氣的低壓氣泡室。這些粒子碰撞到質(zhì)子（氫原子核）后，質(zhì)子分裂為一群陌生的新粒子。這些粒子從碰撞點(diǎn)擴(kuò)散（氫原子核）后，質(zhì)子分裂為一群陌生的新粒子。這些粒子從碰撞點(diǎn)擴(kuò)散時(shí)，都會(huì)留下一個(gè)極其微小的氣泡，暴露了它們的蹤跡?？茖W(xué)家無法看到時(shí)，都會(huì)留下一個(gè)極其微小的氣泡，

4、暴露了它們的蹤跡?？茖W(xué)家無法看到粒子本身，卻可以看到這些氣泡的蹤跡。粒子本身，卻可以看到這些氣泡的蹤跡。 氣泡室圖像上這些細(xì)小的軌氣泡室圖像上這些細(xì)小的軌跡（每條軌跡表明一個(gè)此前未知的粒子的短暫存在）多種多樣，數(shù)量眾多，跡（每條軌跡表明一個(gè)此前未知的粒子的短暫存在）多種多樣，數(shù)量眾多，讓科學(xué)家既驚奇又困惑。他們甚至無法猜測這些亞原子粒子究竟是什么。讓科學(xué)家既驚奇又困惑。他們甚至無法猜測這些亞原子粒子究竟是什么。 默里蓋爾曼1929年出生于曼哈頓，是個(gè)名副其實(shí)的神童。3歲時(shí)，他就能心算大數(shù)字的 夸克之父蓋爾曼乘法；7歲拼單詞比賽贏了12歲的孩子；8歲時(shí)的智力抵得上大部分大學(xué)生?？墒牵趯W(xué)校里他感

5、到無聊，坐立不安，還患有急性寫作障礙。雖然完成論文和研究項(xiàng)目報(bào)告對他而言很簡單，他卻很少能完成。 盡管如此，他還是順利地從耶魯大學(xué)本科畢業(yè)，先后在麻省理工學(xué)院、芝加哥大學(xué)（為費(fèi)米）工作，在普林斯頓大學(xué)（為奧本海默）工作。24歲時(shí)，他決定集中精力研究氣泡室圖像里的奇怪粒子。通過氣泡室圖像，科學(xué)家可以估測每個(gè)粒子的大小、電荷、運(yùn)動(dòng)方向和速度，但是卻無法確定它們的身份。到1958年，有近100個(gè)名字被用來鑒別和描述這些探測到的新粒子。 默里蓋爾曼認(rèn)為，如果應(yīng)用關(guān)于自然的幾種基本概念，就可能會(huì)弄清楚這些粒子。他先假定自然是簡單、對稱的。他還假定像所有其他自然界中的物質(zhì)和力一樣，這些亞原子粒子是守恒的（

6、即質(zhì)量、能量和電荷在碰撞中沒有丟失，而是保存了下來）。 諾貝爾獎(jiǎng)得主李政道教授的講演稿。特別指出諾貝爾獎(jiǎng)得主李政道教授的講演稿。特別指出“所有強(qiáng)作用的粒子都是由夸克組成的，但是所有強(qiáng)作用的粒子都是由夸克組成的，但是我們卻不能把單個(gè)夸克分離出來。我們卻不能把單個(gè)夸克分離出來?！崩钫腊牙钫腊芽淇丝淇?或?qū)幼踊驅(qū)幼?是否存在稱作一個(gè)至今未解開的是否存在稱作一個(gè)至今未解開的謎。謎。在中國展開的這場爭論，引起了國際科學(xué)在中國展開的這場爭論，引起了國際科學(xué)界的注意。崔君達(dá)教授的文章界的注意。崔君達(dá)教授的文章SU3理論中夸理論中夸克假設(shè)是不需要的一文，發(fā)表在克假設(shè)是不需要的一文，發(fā)表在1999年第年第4

7、期的美國強(qiáng)子雜志上，并被收入本千年期的美國強(qiáng)子雜志上，并被收入本千年中懸而未決的科學(xué)基礎(chǔ)問題文集，被美國國中懸而未決的科學(xué)基礎(chǔ)問題文集，被美國國會(huì)圖書館收藏。會(huì)圖書館收藏。課上思考一n材料1：古希臘認(rèn)為：物質(zhì)不可以無限分割。n材料2：古代中國認(rèn)為：“一尺之棰，日取其半，萬事不竭。”n請同學(xué)們思考：物質(zhì)可以無限分割嗎？有一天，我們是否能夠找到物質(zhì)的最基本單元。答案一n近年來，越來越多的物理學(xué)家認(rèn)為基本粒子這個(gè)名稱是不確切的，組成物質(zhì)的最基本單元可能并不存在，物質(zhì)是無限可分的。物理學(xué)界傾向與把基本粒子改稱粒子，把基本粒子物理學(xué)改稱為粒子物理學(xué)。原子小史n原子論是古希臘哲學(xué)家提出的一種重要思想。按希

8、臘語原子就是不可分割的意思。后來，羅馬人盧克萊修用這樣的詩句表達(dá)：n物體或者說物質(zhì)要素， 都是由原始粒子集合而成； 雖有雷霆萬鈞之力， 要破壞物質(zhì)元素也不可能。想一想想一想n1、課文題目是什么意思？（從書上找出相關(guān)文字來、課文題目是什么意思？（從書上找出相關(guān)文字來說明）說明）n2、課文、課文 以盒子里面有盒以盒子里面有盒 子為比喻，來說明物質(zhì)結(jié)子為比喻，來說明物質(zhì)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。請你根據(jù)課文填寫物質(zhì)的盒式結(jié)構(gòu)圖。構(gòu)的特點(diǎn)。請你根據(jù)課文填寫物質(zhì)的盒式結(jié)構(gòu)圖。原子原子原子核原子核強(qiáng)子強(qiáng)子夸克夸克夸克模型夸克模型原子結(jié)構(gòu)圖原子結(jié)構(gòu)圖中子模型中子模型討論探究討論探究n1、“盒子盒子”這個(gè)比喻在說明內(nèi)容和結(jié)

9、構(gòu)方面起到什么作用？這個(gè)比喻在說明內(nèi)容和結(jié)構(gòu)方面起到什么作用？（提示：文章為什么開頭要寫一段禮品盒了內(nèi)容？（提示：文章為什么開頭要寫一段禮品盒了內(nèi)容？“盒子盒子”這這個(gè)比喻句在文中出現(xiàn)了多少次，它在結(jié)構(gòu)上起到什么作用？）個(gè)比喻句在文中出現(xiàn)了多少次，它在結(jié)構(gòu)上起到什么作用？）n2、找出文中的比喻句和設(shè)問句，并體會(huì)一下它們在文在的作、找出文中的比喻句和設(shè)問句，并體會(huì)一下它們在文在的作用。用。n3、找一下文中運(yùn)用了哪些說明方法。、找一下文中運(yùn)用了哪些說明方法。n你讀這篇課文感覺有沒有興趣？如果有，請說出理由。你讀這篇課文感覺有沒有興趣？如果有，請說出理由。n。引起讀者的興趣，使讀者對文章內(nèi)容的理解更

10、為輕松容易。引起讀者的興趣，使讀者對文章內(nèi)容的理解更為輕松容易。開頭由這一比喻句入題，結(jié)尾仍然緊扣它收筆，中間每一部分開頭由這一比喻句入題，結(jié)尾仍然緊扣它收筆，中間每一部分內(nèi)容的引出仍以這個(gè)比喻作為過渡。內(nèi)容的引出仍以這個(gè)比喻作為過渡。打比方、舉例子、分類別打比方、舉例子、分類別運(yùn)用比喻說明和分類說明；運(yùn)用設(shè)問，發(fā)人深思，把讀者運(yùn)用比喻說明和分類說明；運(yùn)用設(shè)問，發(fā)人深思，把讀者引向深入引向深入n1、原子核本身卻十分微小，大約、原子核本身卻十分微小，大約10萬個(gè)原子核排成一條直線才相萬個(gè)原子核排成一條直線才相當(dāng)于一個(gè)原子的直徑。（改為：當(dāng)于一個(gè)原子的直徑。（改為：10萬個(gè)原子核的直徑才等于一個(gè)原

11、萬個(gè)原子核的直徑才等于一個(gè)原子的直徑。）子的直徑。）n2、科學(xué)家從實(shí)驗(yàn)里已經(jīng)感覺到，強(qiáng)子內(nèi)部有結(jié)構(gòu)。這好比拿起盒子、科學(xué)家從實(shí)驗(yàn)里已經(jīng)感覺到，強(qiáng)子內(nèi)部有結(jié)構(gòu)。這好比拿起盒子搖一遙，聽到響動(dòng)，可以初步判定盒子里有東西。（改為：強(qiáng)子的搖一遙，聽到響動(dòng)，可以初步判定盒子里有東西。（改為：強(qiáng)子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為科學(xué)家的分析提供了初步的根據(jù)。）內(nèi)部結(jié)構(gòu)為科學(xué)家的分析提供了初步的根據(jù)。）假如對下列句子中加橫線部分作如下假如對下列句子中加橫線部分作如下改動(dòng)，表達(dá)的內(nèi)容和效果有什么不同？改動(dòng)，表達(dá)的內(nèi)容和效果有什么不同？a,原句說原句說“大約大約”，改后的句子缺少了這個(gè)限制，便沒有原句準(zhǔn)，改后的句子缺少了這個(gè)限制，

12、便沒有原句準(zhǔn)確，因?yàn)檫@是一個(gè)估計(jì)的說法，并不是精確的比較。確，因?yàn)檫@是一個(gè)估計(jì)的說法，并不是精確的比較。b原句說原句說“大約大約10萬個(gè)原子核排成一條直線萬個(gè)原子核排成一條直線”，改后的句子直接說成，改后的句子直接說成“10萬個(gè)原子核的萬個(gè)原子核的直徑直徑”，前后的內(nèi)容不是一回事。，前后的內(nèi)容不是一回事。C原句是原句是“相當(dāng)于相當(dāng)于”，改成了，改成了“等等于于”，前者是大概估計(jì)，后者是肯定的說法。，前者是大概估計(jì)，后者是肯定的說法。加橫線的部分是一個(gè)形象的說法，意思是科學(xué)家從實(shí)加橫線的部分是一個(gè)形象的說法，意思是科學(xué)家從實(shí)驗(yàn)里已經(jīng)感覺到，強(qiáng)子內(nèi)部有結(jié)構(gòu)。這僅僅是驗(yàn)里已經(jīng)感覺到，強(qiáng)子內(nèi)部有結(jié)構(gòu)。

13、這僅僅是“感覺感覺”，是科學(xué)家根據(jù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的一種想像，還沒有進(jìn)行科學(xué)的證是科學(xué)家根據(jù)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的一種想像，還沒有進(jìn)行科學(xué)的證明，改為明，改為“原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為科學(xué)家的分析提供了初步的原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)為科學(xué)家的分析提供了初步的根據(jù)根據(jù)”，似乎是已進(jìn)行了科學(xué)的證明，顯然不妥。，似乎是已進(jìn)行了科學(xué)的證明，顯然不妥。原子模型：原子模型：夸 克：中子模型：中國的重離子加速器：中國的重離子加速器： 原子核原子核質(zhì)子質(zhì)子中子中子電子電子原子結(jié)構(gòu)圖原子結(jié)構(gòu)圖原子外圍是電子，原子外圍是電子，中心是原子核。中心是原子核。 原子是由電子、原子是由電子、質(zhì)子、和中子等質(zhì)子、和中子等基本粒子構(gòu)成基本粒子構(gòu)成 一類是輕子，一類是輕子，(電電子、中微子子、中微子)一類是強(qiáng)子。一類是強(qiáng)子。(質(zhì)質(zhì)子、中子等子、中子等)圖一圖一圖二圖二圖三圖三圖四圖四夸克夸克原子核原子核 電子電子中子中子質(zhì)子質(zhì)子質(zhì)子和中子分別質(zhì)子和中子分別由三個(gè)夸克組成由三個(gè)夸克組成原子核由質(zhì)子原子核由質(zhì)子和中子組成和中子組成原子是由原子核原子是由原子