物质的微观结构ppt课件.ppt
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1、第二章现代自然科学的几个基本问题第一节第一节第二节第二节第三节第三节(1)科学原子论的发展(2)现代原子结构的深入研究德谟克利特:物质是由不可分、不可入的永恒的原子构成;原子在无限的虚空中的各个方向上运动,其相互结合、分离以及排列的次序、位置和原子性质的多样性,构成了纷繁复杂的世界。元素概念与化学的确立 1661年波义尔提出科学的元素概念原子-分子论 1803年道尔顿原子论认为原子是最小的粒子 1811年阿佛加德罗提出分子假说 化学元素周期律 1869年门捷列夫发现周期律 实现了原子论从思辩性的自然哲学向科学的转化 “原子是最小的粒子”元素是某些不由人和其他物质所构成的、原始的、简单的物质,而
2、且是化学方法不能再分解的实物。“原子是参加化学反应的最小粒子,分子是能独立存在的最小粒子。”发现了大量元素,同时揭示了物质世界的根本性规律,奠定了现代化学的基础。元素周期律。 元素周期表元素周期表可以据此有计划、有目的的去探寻新元素;可以矫正以前测得的原子量 ;使人类在认识物质世界的思维方面有了新飞跃。 原子模型的演进原子模型的演进 ,汤姆逊阴极射线实验,发现电子,打破原子不可再分,葡萄干面包模型。 ,卢瑟福粒子散射实验,确立原子核式结构模型,证实原子由电子和原子核组成。 ,玻尔原子壳层模型 年,质子和中子的发现年,质子和中子的发现 对原子结构及基本粒子的深入研究现代电子云模型汤姆逊葡萄干蛋糕
3、模型卢瑟福 核式模型玻尔 壳层模型原子构成示意图光子的质量为零。每种粒子都具有一定的质量。粒子在衰变前的平均存在时间。电子、质子、中微子等稳定,其他都会或长或短衰变成其他粒子。除不带电的中性粒子外。质子电荷的整数倍。每个粒子都有自旋运动。用粒子半径表示。原子为,质子半径为。粒子都是配对的。如电子和正电子,质量自旋相等,而电荷和磁矩相反。质量质量:寿命寿命:电荷电荷:自旋自旋:大小大小:粒子与粒子与反粒子反粒子: 1. 强子:直接参与强相互作用的粒子称为强子强子:直接参与强相互作用的粒子称为强子。分。分介子和重子介子和重子两类。介子是自旋量子数为零或正整数的两类。介子是自旋量子数为零或正整数的强
4、子;重子是自旋量子数为零或半整数的强子。强子;重子是自旋量子数为零或半整数的强子。 强子中强子中只有质子和反质子是稳定粒子只有质子和反质子是稳定粒子,其余在自,其余在自由状态下都要衰变。少数通过电磁相互作用衰变,由状态下都要衰变。少数通过电磁相互作用衰变,有些通过弱相互作用衰变,绝大多数通过强相互作有些通过弱相互作用衰变,绝大多数通过强相互作用衰变的。用衰变的。中子在自由状态是不稳定的,但是在原中子在自由状态是不稳定的,但是在原子核内它却能稳定地存在着。子核内它却能稳定地存在着。 3 3、基本粒子的分类、基本粒子的分类 3. 传播子:传播子:传递相互作用的媒介粒子。传递相互作用的媒介粒子。 电
5、磁力传播子是光子电磁力传播子是光子 ;弱力传播子是中间玻色;弱力传播子是中间玻色子子W W 、W W 和和Z Z0 0;强力传播子是胶子,粒子参与强相互强力传播子是胶子,粒子参与强相互作用时胶子确实存在并起作用。迄今还没发现自由作用时胶子确实存在并起作用。迄今还没发现自由状态下的胶子和引力子。状态下的胶子和引力子。 2. 轻子:轻子:不参与强相互作用、自旋量子数都是半不参与强相互作用、自旋量子数都是半整数的粒子。整数的粒子。 3种带电轻子:种带电轻子:电子电子e、 子和子和 子;子;3种中性轻子:种中性轻子:电子中微子电子中微子 e 、 子子中微子中微子 和和 子子中中微子微子 ,静质量可能都
6、是零。以上,静质量可能都是零。以上6种轻子连同种轻子连同它它们的反粒子们的反粒子,共计,共计12种轻子。种轻子。 基基 本本 粒粒 子子 的的 分分 类类1.强子:强子:2.轻子:轻子:3.传播子:传播子:重子:重子:介子介子质子质子中子中子电子电子 电子中微子电子中微子子、子、子中微子子中微子 子、子、子中微子子中微子 胶子胶子 (传递强力)(传递强力) 光子光子 (传递电磁力)(传递电磁力) 中间玻色子中间玻色子 (传递弱力)(传递弱力) 4 4、强子内部的结构(夸克模型、强子内部的结构(夸克模型quark modelquark model) (1) 强子是由夸克和胶子组成的复合粒子。夸克
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