17-3 粒子物理简介

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粒子物理简介

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一、粒子特征 正电子的发现

四种相互作用和粒子分类

1932年安德孙在记录宇宙射线(宇宙中的高能粒 子流)的云雾室中发现了正电子.它与电子有相同的 质量，但却带正电荷.已知原子中的电子都带负电荷， 因此正电子不是宏观物体的组元，它的性质表明它 与电子同样基本。

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中微子的发现 原子核在β衰变时观测到的是从原子核中放出的电 子.1930年泡利根据衰变前后应遵守角动量守恒和 能量守恒而提出核在发射β粒子的同时应发射一个 质量几乎为零的中性粒子，称为中微子. 介子的发现 1936年在宇宙射线的观测中发现了一种粒子，质量 是电子的207倍，但又比质子小，物理上称它为“μ 介子”(后改称μ子),μ子是不稳定的，平均寿命是 2.2×10-6 s.第17章 原子核物理和粒子物理简介

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粒子的特征可用几个物理量来描述： ①质量.常用能量表示. ②电量.常以电子电量e为单位. ③自旋. ④平均寿命.多数粒子是不稳定的，它的衰变特征用 平均寿命表示.

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二、强子的夸克结构 到目前为止，轻子类有六种.它们是电子、μ子、 τ子和分别与之对应的三种中微子. 按当今人类的认识水平，轻子类也只有这六种 了，还未发现轻子有内部结构.但是强子情况却相反， 越来越大的加速器使人们不断看到有新的强子出现， 至今已发现强子有八百多种.这是使人们想到强子不 是基本粒子的重要原因.

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三、相互作用的统一

粒子间有四种相互作用，它们各自是独立的.质 子和中子靠强相互作用结合成原子核；原子核和电 子靠电磁作用结合成原子；弱相互作用导致 β衰变， 万有引力作用存在于一切物体之间；强相互作用和 弱相互作用是短程的，对宏观现象不起作用.因此， 宏观力的本原只有电磁力和引力两种.

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