二、粒子和宇宙
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,它们都不是由质子、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。
2.发现新粒子与夸克模型
(1)反粒子
实验中发现,对应着许多粒子都存在质量、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的粒子,这些粒子叫做反粒子。例如,电子的反粒子就是正电子。
(2)粒子的分类
按照粒子与各种相互作用的不同关系,可将粒子分为三大类:
①强子:参与强相互作用的粒子,质子是最早发现的强子。
②轻子:不参与强相互作用的粒子,最早发现的轻子是电子。
③媒介子:是传递各种相互作用的粒子,如光子、中间玻色子、胶子。
(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。
3.宇宙及恒星的演化
(1)宇宙演化
根据大爆炸理论,在宇宙形成之初是"粒子家族"尽显风采的时期。在大爆炸之后逐渐形成了夸克、轻子和胶子等粒子,随后经过强子时代、轻子时代、核合成时代。继续冷却,质子、电子、原子等与光子分离而逐步组成恒星和星系。
(2)恒星的演化
①恒星的形成:大爆炸后,在万有引力作用下形成星云团,进一步凝聚使引力势能转变为内能,温度升高,直到发光,于是恒星诞生了。
②恒星演变:核聚变反应,层级递进地在恒星内发生,直到各种热核反应不再发生时,恒星的中心密度达到极大。
③恒星归宿:恒星最后的归宿有三种,它们是白矮星、中子星、黑洞。
1.自主思考--判一判