諾貝爾物理學(xué)獎中粒子成就回眸

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3Nov20河南省洛陽軸承廠第一高級中學(xué)19世紀(jì)末以前,人們認(rèn)為物質(zhì)的基本單元是原子放射性和電子的發(fā)現(xiàn)使人類對物質(zhì)組成的認(rèn)識前進(jìn)了一大步132年中子的發(fā)現(xiàn),使人們認(rèn)識到各種原子都是由電子質(zhì)子和中子組成的當(dāng)時(shí)把這三種粒子和光子稱為基本粒子此后,研究它們的性質(zhì)和運(yùn)動規(guī)律逐漸發(fā)展成為物理學(xué)中一門獨(dú)立的學(xué)科粒子物理學(xué).英國劍橋大學(xué)物理學(xué)家·J·湯姆孫86～14)爵士是最先打開通向基本粒子物理學(xué)大門的科學(xué)家87年通過研究氣體放電現(xiàn)象而發(fā)現(xiàn)了第一個(gè)基本粒子電子,這是繼X射線和放射性之后又一重大的發(fā)現(xiàn)人們把這三件事稱為世紀(jì)之交的三大發(fā)現(xiàn)為表彰他對氣體導(dǎo)電的理論和實(shí)驗(yàn)所做的貢獻(xiàn),106年獲獎.1912年,英國劍橋大學(xué)物理學(xué)家C·威爾遜15發(fā)明了探測粒子的重要實(shí)驗(yàn)裝置云霧室,此后眾多科學(xué)家使用云霧室獲得了粒子物理學(xué)的重要發(fā)現(xiàn)他于127年獲獎.1911年,奧地利裔美國物理學(xué)家赫斯(18831964)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了宇宙線粒子,于1936年獲獎宇宙射線的研究導(dǎo)致了后來對高能粒子加速器的研制1932年,美國加利福尼亞州帕薩迪那加州理工學(xué)宇宙射線中發(fā)現(xiàn)了電子的反粒子正電子,這是第一次證實(shí)自然界確有反粒子存在于1936年獲獎.1935年,日本東京帝國大學(xué)物理學(xué)家湯川秀樹π介子的存在,于1949年獲獎.47年,英國布利斯托爾大學(xué)物理學(xué)家鮑威爾93～9根據(jù)湯川秀樹的預(yù)言,現(xiàn)π介子為表彰他發(fā)現(xiàn)了研究核過程的光學(xué)方法,并用這一方法作出的有關(guān)介子的發(fā)現(xiàn),于150年授予他諾貝爾物理學(xué)獎所謂研究核過程的光學(xué)方法,指的是運(yùn)用特制的照相乳膠記錄核反應(yīng)和粒子徑跡的方法,這種特制的乳膠叫做核乳膠.1956年,美國新澤西州普林斯頓高等研究所來自

中國的李政道(1926～)合作提出了弱相互作用下的宇稱不守恒原理,徹底推翻了曾被認(rèn)為是物理學(xué)中最牢固、不可動搖的法則之一 宇稱守恒定律,從而導(dǎo)致了在粒子物理學(xué)方面的一系列重大發(fā)現(xiàn)于1957年獲獎宇稱是描寫粒子在空間反演下變換性質(zhì)的物理量,有正負(fù)之分,若在空間反演下波函數(shù)不變,則粒子具有正宇稱若改變符號,則為負(fù)宇稱離子系統(tǒng)的宇稱等于各粒子宇稱的乘積,還要乘上軌道運(yùn)動的宇稱.如果粒子或粒子系統(tǒng)在相互作用前后宇稱不變,叫做宇稱守恒,它反映了物理規(guī)律在空間反演下的對稱1955年,意大利裔美國物理學(xué)家塞格雷(19051989)與意大利裔美國物理學(xué)家錢伯倫(1920～合作發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的反粒子反質(zhì)子,首次拍攝到的反質(zhì)子照片,1959年獲獎.1952年美國加利福尼亞州伯克加州大學(xué)物理學(xué)家格拉塞(1926～發(fā)明了用于探測粒子軌跡的氫氣泡室,為基本粒子的研究提供了新的技術(shù)手段.于19331936,匈牙利裔美國物理學(xué)家維格子核中支配質(zhì)子與中子相互作用的原理1963年獲獎.204050年代,美國物理學(xué)家費(fèi)曼振一郎(1906～1979)分別發(fā)展了量子電動力學(xué)理

論,,解決了統(tǒng)一場理論形成過程中的某些問題于1965年獲獎.154年,美國物理學(xué)家阿爾瓦雷茨111～)改進(jìn)了氫氣泡室和基本粒子數(shù)據(jù)分析技術(shù),從氣泡室內(nèi)拍攝到反質(zhì)子軌跡,于168年獲獎氣泡室是探測高能帶電粒子徑跡的又一種有效手段,它曾在50年代以后一度成了高能物理實(shí)驗(yàn)的最風(fēng)行的探測設(shè)備,為高能物理學(xué)的重大發(fā)現(xiàn)提供了至關(guān)重要的技術(shù)手段.1961年美國加利福尼亞州帕薩迪那加州理工學(xué)院物理學(xué)家蓋爾曼(1929～提出了粒子分類的八重法”,并提出了關(guān)于強(qiáng)子結(jié)構(gòu)的夸克模型.以表彰他對基本粒子及其相互作用的分類所做的貢獻(xiàn)和發(fā)現(xiàn),于19691974年,華裔美國物理學(xué)家丁肇中(1936～國物理學(xué)家里克特(1931～介子,從而證明了桀夸克的存在1976年獲獎161年～17年,肖(1932～)、(19266193～了弱相互作用與電磁相互作用統(tǒng)一的理論及模型,于179年獲獎33200PhyscsTeachngnMddle初中教學(xué)園地胡江西省新余市第四中學(xué)初二班上,方向相反的兩個(gè)力的合力的實(shí)驗(yàn),教材中論述如下:原實(shí)驗(yàn)1甲所示S的下端同時(shí)受到豎直向下的拉F1F2(F1>F2,彈簧伸長記下S下端到達(dá)的位置B和F1、F2的數(shù)值1乙所示,用一個(gè)彈簧測力計(jì)豎直向下拉彈SB,記下這時(shí)的讀數(shù)F.F與F1F2的大小能得出什么結(jié)論?實(shí)驗(yàn)結(jié)論上,方向相反的兩個(gè)力的 圖力大小等于這兩個(gè)力的大小之差,合力的方向跟較大的那個(gè)力相同,也就是F F2但F真的等于

F2嗎為了解決這個(gè)疑問,本人按教材上的實(shí)驗(yàn)做,得出的結(jié)果是在彈簧伸長長度相等的情況下F=F1,并不F=F1F2為什么這樣呢?F=F1F2成立那么我們?nèi)粘Ｉ钪匈I肉時(shí)肉對彈簧秤F,F2,那么F2=0,F1就會為零,彈簧秤的讀數(shù)為零,那買肉就不要錢了?實(shí)驗(yàn)結(jié)論的錯(cuò)誤在于:它將彈簧的形變認(rèn)為是合力的作用效果,但實(shí)際上彈簧的形變是由彈簧兩邊的兩個(gè)力中的一個(gè)訓(xùn)練題2所示,一個(gè)彈簧測力計(jì)的5N的物體,吊環(huán)受一個(gè)豎直向5N的力,那么彈簧測力計(jì)上的示數(shù)是多少?彈簧測力計(jì)所受重力忽略不計(jì))分析5N但許多同學(xué)根據(jù)課本,任意一個(gè),即5N 圖互作用力、弱相互作用力)的統(tǒng)一場理論,邁出了重要1964年,美國核物理學(xué)家克羅寧(1931～(1923～在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了復(fù)合宇稱不守恒現(xiàn)象,這一發(fā)現(xiàn)打破了傳統(tǒng)粒子物理學(xué)中一些“不可違背的”基本規(guī)律,導(dǎo)致粒子物理學(xué)中一次重大變革,并在天體物理學(xué)中也引起重大反響,可用于解釋宇宙學(xué)中宇宙最早期的粒子生成這個(gè)長期沒有解決的根本問題于1980年獲獎.瑞士日內(nèi)瓦歐洲核子研究中心的荷蘭物理學(xué)家范95～與意大利物理學(xué)家魯比亞14～分2060年代末和1976年提出了“隨機(jī)冷卻的設(shè)想,根據(jù)他們的設(shè)想制造的大型實(shí)驗(yàn)裝置于1984年1月發(fā)現(xiàn)了規(guī)范場粒W±Z0粒子W±Z0粒子的發(fā)現(xiàn)及其性質(zhì)最終確定了弱電統(tǒng)一理論的正確性范德梅爾與魯比亞的設(shè)想是對高能物理學(xué)的一大貢獻(xiàn),于1984年獲獎.1962年,美國物理學(xué)家萊德曼(1922～)、

(1932～)和德裔美國物理學(xué)家斯坦伯格(1921～)合作發(fā)現(xiàn)了第二種類型的中微子μ子型中微子,1988206070年代,·32德曼930～)、加拿大物理學(xué)家R·E·泰勒(1929～)和美國物理學(xué)家肯德爾(1926～1999)合作發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子有內(nèi)部結(jié)構(gòu),證明了夸克的存在.于1990年1968年,瑞士日內(nèi)瓦歐洲核子研究中心的法國物理學(xué)家夏帕克(1924～)發(fā)明了多絲正比計(jì)數(shù)器,這一裝置是高能物理實(shí)驗(yàn)中常用的探測器之一,促進(jìn)了粒子物理學(xué)實(shí)驗(yàn)的發(fā)展1992年獲獎.1953年,美國物理學(xué)家萊因斯(1918～1998)在實(shí)驗(yàn)中首次發(fā)現(xiàn)了中微子,于1995年獲獎.1977年,美國物理學(xué)家佩爾(1927～)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了Y輕子,1995年獲獎.1973年,美國加利福尼亞大學(xué)的戴維··格羅斯、加利福尼亞理工學(xué)院的H·戴維·波利茨和麻省理工學(xué)院的弗蘭克·維爾切克,通過一個(gè)完善的