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5.4 “基本粒子”与恒星演化同步课件（鲁科版选修3-5）

上传时间: 2014-08-16

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第4节　“基本粒子”与恒星演化

1．认识粒子的分类及探测方法．

2．理解影响“基本粒子”的相互作用．

3．掌握粒子物理学是怎样解释恒星演化的.

19世纪末，人们认为光子、_____、质子和_____是组成物质的不可再分的_____________，并把它们叫做“基本粒子”．

从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的粒子，它们不是由质子、中子、电子组成的、科学家们进一步发现质子、中子等本身也是_________，它也有自己的_________ ．

自然界中存在四种相互作用：__________________、 ______

______________、________________、________________．

一、“基本粒子”初步

最基本的粒子

中子

电子

复杂结构

复合粒子

引力相互作用(引力)

电磁相

互作用(电磁力)

强相互作用(强力)

弱相互作用(弱力)

“基本粒子”家族：按粒子参与相互作用的性质来分，可将其分为_______、 _____和_____．

强子是有内部结构的，它由更基本的成分——____组成．

“基本粒子”的探测：加速器和探测器是研究粒子物理

的主要工具，探测器分两大类：一类是_______，一类是

___________．

二、恒星的演化

恒星的形成：大爆炸后，在万有引力作用下形成______

___，进一步凝聚使得引力势能转变为_____，温度升高，

直到发光，于是_____诞生了．

媒介子

轻子

强子

夸克

计时器

径迹探测器

星云

内能

恒星

团

恒星演变：核聚变反应，层级递进地在恒星内发生，直到____________不再发生时，恒星的________达到极大．

恒星归宿：恒星最后的归宿有三种，它们是_______、 ______、_____．

宇宙大爆炸至今，经历了至少______年，这是一个漫长的历程，大宇宙的_____与微小的________紧密地联系在一起了．

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_____时期，_____时期， _______时期，继续冷却，质子、电子、原子等与光子分离组成恒星和星系．

三、极大与极小的奇遇

各种热核反应

中心密度

白矮星

中子星

黑洞

150亿

演化

基本粒子

强子

轻子

核合成

一、“基本粒子”初步认识

“基本粒子”间的相互作用

自然界中存在四种相互作用，如下表所示：

粒子的分类

按照粒子与各种相互作用的关系，分类如下表所示：

二、恒星演化过程

A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2

个d夸克组成

B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2

个d夸克组成

【典例1】

对“基本粒子”的认识

C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和

1个d夸克组成

D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和

1个d夸克组成

解析　

答案　B

答案　AD

【变式1】

天文观测表明，几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度(称为退行速度)越大，也就是宇宙在膨胀，不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v＝Hr，式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文

观察测定．为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的．假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远，这一结果与上述天文观测一致．由上述理论和天文观察结果，可估算宇宙年龄T，其计

【典例2】

恒星演化的认识

算式为T＝__________．哈勃常数H＝3×10－2 m/(s·光年)，其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为________年．

借题发挥　宇宙形成是从宇宙大爆炸开始的，每一个星体都以各自的速度匀速地远离中心，这就是我们所观测到的膨胀现象．不同的星体远离中心的速度不同，离中心越远星体的速度越大，即v＝Hr.

现在，科学家们正在设法寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反．据此，反α粒子为 (　　)．

解析　这类问题在前两年的高考中经常出现．根据题目中的描述，结合α粒子的特点很容易选出正确选项为D.

答案　D

基本粒子初步

1．

答案　2.94 km

恒星演化

2．

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