4.5AGeVc 24Mg与核乳胶碰撞中簇射粒子的赝快度分布
高考志愿填报建议大学专业解析--粒子物理与原子核物理
粒子物理与原子核物理 一、专业介绍 1、概述： 粒子物理与原子核物理是以国内外的大型高能物理实验为依托，从理论和实验上研究物质最基本的构成、性质及其相互作用的规律。其中也包括粒子物理探测新技术和新型探测器的研究；粒子物理理论研究中的计算物理新方法的开发和研究。这些研究将深化我们对物质世界更深层次基本规律的认识。在21 世纪，以兴建若干大科学工程为标志，国际上粒子物理与核物理学科正在继续蓬勃发展并面临着重大的突破，必将继续对各国的国防、能源、交叉学科等的发展起重要的推动作用。 2、研究方向： 粒子物理与原子核物理的研究方向主要有：01.理论核物理 02.实验核物理 03.高能物理与粒子物理 04.应用核物理 05.微机应用与核电子学 06.中子物理与裂变物理 07.核聚变与等离子体物理 08.非平衡态统计物理 （注：各大院校的研究方向有所不同，以北京大学为例） 3、培养目标：
本专业培养研究生具有量子场论、粒子物理、核物理和近代数学的坚实的理论基础和专门知识，掌握射线探测技术及利用计算机在线获取数据和分析数据的方法，或能使用计算机进行理论研究。了解该学科发展动态和前沿进展，能够适应我国经济、科技、教育发展需要，并具有独立从事该学科前沿研究和专业教学的能力。还应较为熟练地掌握一门外国语，能阅读本专业的外文资料，具有开拓进取严谨求实的科学态度和作风。 4、研究生入学考试科目： （1）101思想政治理论 （2 )201英语一 （3）603普通物理(含力学、热学、电磁学、光学)、604量子力学 （4）804经典物理(含电动力学、热力学与统计物理)、809原子核物理 报考本专业０１—０６研究方向方向考试科目③限考量子力学，考试科目④中经典物理、原子核物理任选一门；０７—０８研究方向考试科目③限考普通物理，考试科目④限考经典物理。 （注：各大院校的考试科目有所不同，以北京大学为例） 5、与之相近的一级学科下的其他专业： 理论物理、原子与分子物理、等离子体物理、凝聚态物理、070206声学、光学、无线电物理。 6、课程设置：（以中国科学技术大学为例）
基本粒子关系
基本粒子关系 强子就是参与强相互作用的粒子，可以分为介子和重子，目前粒子物理的夸克模型认为介子是由夸克和反夸克组成，重子则有三个夸克（或者反夸克）组成，重子可以再分为核子（包括质子和中子）和超子（因为质量超过核子的质量而得名）。电子和中微子等属于轻子，不参与强相互作用。 目前粒子物理认为轻子，夸克等没有结构，是点粒子。 电子质子等粒子带有电荷，带电粒子之间可以发生电磁相互作用，而电磁作用场的量子是光子，即带电粒子之间通过交换光子而发生相互作用。 夸克带有颜色（或者色荷），夸克之间，夸克和胶子之间，胶子之间，可以发生色相互作用，而色相互作用场的量子是胶子。 光子和胶子都是传递相互作用的媒介粒子，目前认为它们也没有结构，是个点粒子。 第一类：纯单个粒子，中微子，电子，大统一粒子，夸克。 第二类：由两个基本粒子合成的粒子，如π介子，W、Z玻色子。 第三类：由三个基本粒子合成的粒子，如：中子，质子及其它强子。 第一类粒子中的大统一粒子不能游离态存在，它们必须二个并存，构成了π介子，和W玻色子。（特别注意的是，这一点与传统理论完全不同，为什么要这样猜想呢？你如果接着往下看就明白了。）第一类中的夸克也不能单独存在，它们必须三个并存在，构成了质子与中子等强子 |评论 1. 强子和轻子是构成世界万物的两个基本类别 ①强子：由夸克组成的粒子。两个夸克组成的强子叫介子；三个夸克组成的强子叫重子。所以，不管是介子还是重子，都是强子。与之对应的是轻子。 ②轻子：目前已知的的轻子有三代，包括电子及电子中微子、缪子及缪子中微子、tau子及tau子中微子。轻子之所以叫轻子，主要是因为轻子一直到现在都没有发现其有内部结构，认为轻子是点粒子。 2. 胶子是传递强相互作用的传播子。强相互作用的粒子，即强子是有夸克组成，夸克和夸克之间形成的介子或者重子就是靠夸克间的胶子相互传递从而耦合在一起的。 3. 根据色禁闭理论，单独的夸克是不存在的，而胶子是传播子，严格意义上将，比较两者的大小根本没有任何意义，因为单独的夸克不存在，存在的夸克都以介子或强子而存在。没法和胶子进行定量的比较。胶子没有固定的尺寸，胶子和光子一样，都是传播子，只不过胶子传播强相互作用力，而光子传播电磁相互作用力。 发给我自己..强子，重子，介子，中微子，轻子 2008-07-13 23:55 强子提供强相互作用的介子 质子、中子里有些什么质子、中子里有些什么 对强子结构和标准模型研究的一再成功已表明夸克和色场是强子世界的最基本组成部分．尽管如此，强子物理还存在一些悬而未决的困难，如夸克幽禁、质子自旋危机、质子衰变等．
核物理与粒子物理导论chap_1_4-7 (3)
习 题 12-1．计算1GeV 的质子和1GeV 的197Au 的德布罗意波长。 12-2．讨论在反应中容许的角动量和宇称。已知π介子的自旋宇称是00π n n d π++→+?-，而且入射π--的能量很低。 12-3．(a) 说明π+π-系统只能处在轨道角动量量子数l=偶数而总同位旋T=0或2的态上, 或者l=奇数而T=1的态上。（b）说明π0π0系统只能在T=0或2的态上，因而l只能为偶数。 (c) 讨论π+π+系统可能的状态。） 12-4. (a) 产生Ω-的常用办法是采用p-p对撞，给出遵守所有强作用守恒定律的反应并 算出反应所需的阈能。(b) 给出用K -产生Ω-的反应并算出阈能。 12-5. 说明在采用过程产生超核时，如果将约500MeV/c的K介子入射到几乎静止的中子上并且在接近0度方向测到π介子，则产生的Λ??+→+π Λn K 00能量很低。在这种情 况下Λ0容易占据中子原来在核内的轨道。分析中子在初始状态的低能运动对超核的产生会有什么效应。 12-6．在衰变母体为静止的参照系中，计算每个衰变产物的动能： （a ） ; μνμπ+→+ + (b) ;πp 0?+→Λ(c) -0-K +Λ→Ω(d) 0π πK +→++12- 在衰变母体为静止的参照系中，计算每个衰变产物的最大动能： ;)(; )(; )(; )(0000K K d n c K b a L ++→++→Σ++→++→??+??+ωψυμνμππππωμμ 12-7．在下列反应中，计算出各射粒子的动能。假定式中第一个粒子以给出的动量入射到静止的第二个粒子上。 （a ） +?+→+πΣp K -GeV/c 2.1=i p (b) GeV/c 4.2n ρp π0=+→+?i p 12-8. 假定下列反应中前一粒子入射到静止的第二个粒子上，求反应的阈能： → ++→++??p p (b);K Ξp K (a)Υ n ωp π)(+→+? c 12-9. 用K -+n 12-10．分析下列衰变或反应违反了那些守恒定律。如果可能，指出这些过程通过什么相互作用仍能发生。
粒子物理与原子核物理专业硕士研究生培养方案
粒子物理与原子核物理专业硕士研究生培养方案
粒子物理与原子核物理专业硕士研究生培养方案 （学科专业代码：070202授予理学硕士学位） 一、学科专业简介 粒子物理与原子核物理专业包含如下研究方向：粒子物理、相对论重离子碰撞物理、夸克物质物理、相对论重离子碰撞实验、高能碰撞唯象学，以及高能核天体物理。本专业方向是以国内及国际大型加速器及宇宙线实验为依托，在粒子物理方向，从理论和实验两方面研究物质的最基本构成、性质、相互作用及其规律；在原子核物理方向，研究内容包括GeV至TeV能区的重离子碰撞，在理论上涉及高能重离子碰撞动力学及形成夸克物质的机理，粒子碰撞与粒子产生物理模型，夸克物质信号的预言；实验研究包括高能核－核碰撞的实验数据处理；高能核－核碰撞实验计算机模拟与物理分析；粒子探测新技术与数据获取技术研发，核电子学以及新型探测器的研发和研制，探测器软件研发及网格计算技术在实验模拟及数据分析中的应用等；目标是探寻夸克物质信号，检验格点量子色动力学（QCD）的预言，研究TeV能区的新物理。该专业方向
有长期的理论和实验研究基础，师资力量雄厚，有良好的国际国内合作环境，“粒子物理研究所”、“湖北省高能物理重点实验室”及批准建设的“夸克与轻子物理教育部重点实验室”提供了科学研究环境的有效保障。 二、培养目标 掌握坚实的粒子物理与原子核物理基础和系统的专门知识，熟悉粒子物理与原子核物理专业有关方向的国内外研究历史、现状和发展方向，掌握一门外语，具有从事科学研究、高等学校教学工作或独立担负有关专门技术工作能力，成为德智体全面发展，适应社会主义现代化需要的高层次人才。 三、研究方向简介 序号研究方向名 称 简介 1 粒子物理从理论和实验上研究物质的最基本构成、性质、相互作用及其规律 2 夸克物质物夸克物质的硬探针信号、夸克
能量物质与基本粒子
能量物质与基本粒子 能量物质即能量微粒是宇宙最小粒子、是处于最底层的粒子，本身并没有物质属性和能量属性的区别，只是简单具备场力属性。能量微粒是相互之间吸引接触时排斥力的场力颗粒，这种场力颗粒是不可再分的，是宇宙大爆炸的喷射微粒。大爆炸初期或局部区域喷射微粒密度大到吸力下几乎接触，经斥力平衡成高速运动线体，如正电子、负电子、重子、γ射线等。随着宇宙不断膨胀密度降低使相互间不能吸到一起而成为无序运动状态并充满宇宙空间，成隐形能量和隐形物质。 能量微粒具有场力聚集效应，无序运动团吸引力集中对外显现，场力效果显能量效应，力传递本身显物质效应。能量微粒有序运动但未达到线体形成密度，即能量微粒密度比散状密度大但又比几乎接触密度小，这种有序运动形式既显能量属性又显物质属性叫电磁波。电磁波形成是聚集能量微粒团膨胀与间隙收缩呈现周期性变化，微粒团收缩时从中心垂直方向挤出膨胀成垂直方向膨胀微粒团，同样伴随则缩，如此交替循环使力属性由电场变为磁场、磁场变电场交替变化。 超微观物质有四态：能量微粒无序运动为第一形态是隐形能量和隐形物质，对外产生引力经空间扭曲传播成暗物质引力，存在于宇宙任何空间只是密度有不同；纠结成运动线体为第二形态是原子基本粒子、宏观物质初始微粒；有序运动电磁波为第三形态是能量与物质过渡体，是一种能量微粒传播方式，同时具有能量属性和物质属性；还有第四形态即能量微粒有序定向流动形态，能量微粒流动是另一种传播方式，可以从宇宙空间一个地方传到另一个地方实现转移。 在受外磁力定向推动能量微粒从一端运动到另一端聚集形成场力强度差也叫电势差，一端对另一端场力差靠空间扭曲传递形成电场，空间扭曲只传递力形式不传递物质和能量。能量微粒流动轨迹成封闭状态时产生不停止环流，若轨迹是具有自由电子导体环，这时空间电场力驱驶自由电子在导体内移动形成电流。能量微粒离散状态有序运动下场合力在空间传播成极性电场，能量微粒定向运动从垂直方向挤出作有序运动场合力在空间传播成极性磁场。 无论正电子还是负电子场力都是定向极性的，我们看到正电子或负电子点电荷各向同性实则是无数电子场力各方向均衡相等但显露极性，经空间扭曲向外传递场力。电子主体是环圈运动线体是物质属性，由能量微粒构成锥体拖尾产生能量属性。能量微粒是最小场颗粒，线体是微观物质基本单元，能量微粒收缩运动构成环饼是电磁波基本单元。能量微粒定向流动构成微粒团密度差，经空间扭曲传递吸引力差别。能量微粒是最小颗粒，各种形态物质只是能量微粒不同运动形式。 能量微粒无序运动合力偏振角为零成无极性场力也是万有引力，有序运动下的电场、磁场合力偏振角不为零产生极性场力即电场力和磁场力。电场力、磁场力、引场力不同属性由能量微粒运动形式不同产生，场力形式在空间扭曲传播成为力场，随着运动形式改变这些场力属性也随之改变。将电磁波认为是能量与物质之间的过渡，随着运动形式改变物质可经过渡变为能量、能量也可经过渡变为物质，物质属性和能量属性随之转化。 物质由原子构成、原子由重子、正电子和负电子基本粒子构成，基本粒子则是作环圈运动的能量微粒线体并且带有锥体状能量微粒有序运动拖尾，既有物质属性又有能量属性。电子处于流动状
基本粒子的标准模型
12、基本粒子的标准模型 标准模型由三种理论组成： （1）量子电动力学（QED）：带电轻子和夸克与电磁U(1)规范场相互作用的量子理论。最主要的部分是电子与电磁场相互作用的量子理论。（2）量子弱电统一理论（QWED）：QED的推广，把电磁相互作用与弱作用统一起来，建立统一的U(1)xSU(2)的规范理论。 （3）量子色动力学（QCD）：夸克与胶子的SU(3)规范场相互作用的强相互作用的量子理论。 把上述三种相互作用的规范场理论统一起来的规范场理论叫大统一理论（Grand Unification Theory, GUT）。目前尚无定型。人们倾向于SU(5)大统一理论（最简明、具有代表性、可重整化） 4、超晶格：超晶格材料是两种不同组元以几个纳米到几十个纳米的薄层交替生长并保持严格周期性的多层膜，事实上就是特定形式的层状精细复合材料。 2、团簇：团簇是由几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体，其物理和化学性质随所含的原子数目而变化。团簇的空间尺度是几埃至几百埃的范围，用无机分子来描述显得太大，用小块固体描述又显得太小，许多性质既不同于单个原子分子，又不同于固体和液体，也不能用两者性质的简单线性外延或内插得到。 7、等离子体：又叫做电浆，是由部分电子被剥夺后的原子及原子被电离后产生的正负电子组成的离子化气体状物质，它是除去固、液、气外，物质存在的第四态。等离子体是一种很好的导电体，利用经过巧妙设计的磁场可以捕捉、移动和加速等离子体。等离子体物理的发展为材料、能源、信息、环境空间，空间物理，地球物理等科学的进一步发展提新的技术和工艺。 等离子体可分为两种：高温和低温等离子体。现在低温等离子体广泛运用于多种生产领域。高温等离子体只有在温度足够高时发生的。太阳和恒星不断地发出这种等离子体，组成了宇宙的99％。在宇宙中，等离子体是物质最主要的正常状态．宇宙研究、宇宙开发、以及卫星、宇航、能源等新技术将随着等离子体的研究而进入新时代． 8、激光冷却：光对原子有辐射压力作用，利用光压改变原子速度。人们发现：当原子在频率略低于原子跃迁能级差且相向传播的一对激光束中运动时，由于多普勒效应，原子倾向于吸收与原子运动方向相反的光子，而对与其相同方向的光子吸收几率较小，吸收后的光子将各向同性自发辐射。平均看来，两束激光净作用是产生一个与原子运动方向相反的阻尼作用，从而使原子的运动减缓（冷却）。 3、玻色－爱因斯坦凝聚。研究范围：质量不为零，粒子数守恒的波色粒子组成的理想气体。 概念：这种粒子不受泡利不相容原理的限制，当T→0Κ时，几乎所有的玻色子会聚集到能量为0，动量为0的基态，这是并不奇怪的。令我们感兴趣的是，研究表明，当温度降低到一个有限的低温T（大约为3K）时，就会有宏观数量的波色粒子聚集在基态。这一情况与蒸汽凝聚有些类似，因而称为玻色－爱因斯坦凝聚（BEC）。 1、费米液体：由遵从费密－狄喇克统计的粒子组成的液体，如液体He及金属中的电子体系。费密液体是一个强相互作用的多粒子体系。在温度远低于费密温度时,正常的(没有发生相变的) 费密液体的性状可以用Л.Д.朗道在1956年提出的费密液体理论很好地描述，即在液体中粒子加上与其相互作用并一同运动的近邻粒子“屏蔽云”组成准粒子（见固体中的元激发[1]），液体可以看成这些近自由的准粒子的集合，准粒子之间的相互作用可以用一些分子场来描述，有关的参量叫做朗道参量，可由实验确定。 9、夸克禁闭：夸克受到被称为色荷的强力的束缚，带色荷的夸克被限制与其他夸克在一起(两个或三个组成一个粒子)，使得总色荷为零。不可能从核子中单个地分离出来，这种奇特性质被称为夸克禁闭或色禁闭。它能将粒子结合为无色的状态。 10、黑洞是一种引力极强的天体，就连光也不能逃脱。当恒星的史瓦西半径小到一定程度时，就连垂直表面发射的光都无法逃逸了。这时恒星就变成了黑洞。 哈勃膨胀、微波辐射、轻元素的合成以及宇宙的测量被认为是现代宇宙学的四大基石。 5、自组织耗散结构：一个远离平衡态的非线性的开放系统(不管是物理的、化学的、生物的乃至社会的、经济的系统)通过不断地与外界交换物质和能量，在系统内部某个参量的变化达到一定的阈值时，通过涨落，系统可能发生突变即非平衡相变，由原来的混沌无序状态转变为一种在时间上、空间上或功能上的有序状态。这种在远离平衡的非线性区形成的新的稳定的宏观有序结构，由于需要不断与外界交换物质或能量才能维持。 11、非常规超导体（non-normalsuperconductors）指不同于传统研究的超导体，机理研究有新发展和新探索。如低载流子密度超导体（包括层状结构超导体），有机超导体，超晶格超导体，非晶态超导体，磁性超导体等。在机理研究上除进深的电-声子机制外，有激子机制，双极化子，重费米子，等离子体激元，共振价键，费米液体，自旋涨落，自旋口袋模型等等，在电子配对上（包括空穴型）仍有S波配对外，有P波配对，D波配对等选择。因此称之为“耗散结构” 15、约瑟夫森效应：电子能通过两块超导体之间薄绝缘层的量子隧道效应。两块超导体通过一绝缘薄层(厚度为10埃左右)连接起来，绝缘层对电子来说是一势垒，一块超导体中的电子可穿过势垒进入另一超导体中，这是特有的量子力学的隧道效应。
核物理与粒子物理导论教学大纲
《核物理和粒子物理导论》课程教学大纲 一、课程基本信息 1、课程代码：PH337 2、课程名称（中文）：核物理与粒子物理导论 课程名称（英文）：An Introduction to Nuclear and Particle Physics 3、学时/学分：48/3 4、先修课程：基础力学、电磁学、高等数学、数学物理方法、原子物理学 5、面向对象：物理系三年级或同等基础各专业学生 6、开课院（系）、教研室：物理与天文系粒子与核物理研究所 7、教材、教学参考书： 教材： 低能及中高能原子核物理学，程檀生钟毓澍编著，北京大学出版社，1997。参考书： a.Das and T. Ferbel, Introduction to Nuclear and Particle Physics (2nd Edition), (World Scientific, New Jersey, 2003) b.Particle Physics, by Nai-Sen Zhang (Science Press, 1986) (《粒子物理学》，章 乃森著，科学出版社，1986) 二、课程性质和任务 本课程教学目的是使学生掌握核物理与粒子物理的基本概念，了解核物理与粒子物理的一些最新发展动向。本课程属专业选修课程，适用物理系三年级或以上各专业学生。在整个课程讲解之中，强调基本的物理概念，并将随时插入目前国际上相关领域的研究进展和前沿问题，以使学生通过本课程的学习，对核物理与粒子物理相关的研究领域现状有一个了解。 三、教学内容和基本要求 第一章：概述 1）物质的结构层次 2）核物理与粒子物理的发展简史 3）自然单位 第二章：原子核的基本性质 1）综述
基本粒子的定义与分类
基本粒子的定义与分类 基本粒子的定义与分类 （1）基本粒子的定义及其变化 基本粒子是指人们认知的构成物质的最小、最基本的单位。但是因为物理学的不断发展，人类对物质构成的认知逐渐深入，因此基本粒子的定义随时间也是有所变化的。 目前在粒子物理学中，标准模型理论认为的基本粒子可以分为夸克（quark）、轻子（lepton）、规范玻色子（boson）和希格斯粒子四大类。标准模型理论之外也有理论认为可能存在质量非常大的超粒子。 传统上（20世纪前、中期）的基本粒子是指质子、中子、电子、光子和各种介子，这是当时人类所能探测的最小粒子。而现代物理学发现质子、中子、介子都是由更加基本的夸克和胶子（gluon）构成。同时人类也发现了性质和电子类似的一系列轻子，还有性质和光子、胶子类似的一系列规范玻色子。这些是现代的物理学所理解的基本粒子。 （2）基本粒子的分类 费米子：基本费米子分为两类：夸克和轻子。 夸克：目前的实验显示共存在6种夸克，其中包括它们各自
的反粒子。这6种夸克又可分为3“代”。它们是： 第一代：u（上夸克）d（下夸克） 第二代：s（奇异夸克）c（魅夸克） 第三代：b（底夸克）t（顶夸克） 它们的质量关系是。另外值得指出的是，他们之所以未能被早期的科学家发现，原因是夸克决不会单独存在（顶夸克例外，但是顶夸克太重了而衰变又太快，早期的实验无法制造）。他们总是成对的构成介子，或者3个一起构成质子和中子这一类的重子。这种现象称为夸克禁闭理论。这就是为什么早期科学家误以为介子和重子是基本粒子。 轻子：共存在6种轻子与它们各自的反粒子。其中3种是电子和与它性质相似的子和子。而这三种各有一个相伴的中微子。他们也可以分为三代： 第一代：e（电子）、（电中微子） 第二代：（μ子）、（μ中微子） 第三代：（τ子）（τ中微子） 玻色子：玻色子是依随玻色-爱因斯坦统计，自旋为整数的粒子。 规范玻色子，这是一类在粒子之间起媒介作用、传递相互作用的粒子。之所以它们称为“规范玻色子”，是因为它们与基本粒子的理论杨-米尔斯规范场理论有很密切的关系。
高中物理选修3-5教学设计 3.1 原子核结构 教案
3.1 原子核结构 （一）教学目的 1．常识性了解原子核的组成。 2知道什么是核反应，会写核反应方程 3．进行物理学研究方法的启蒙教育。 （二）教具 录像机，监视器，原子弹和氢弹爆炸的录像剪接带。（若没有上述器材可用原子弹、氢弹爆炸的挂图代替） （三）教学过程 进行新课 原子核的组成 (1)电子的发现和放射性现象的发现 我们已经学过，物质是由分子、原子构成的，原子已经是很小很小的微粒了，其直径只有10-10米，所以在十九世纪以前，人们一直认为原子是不可再分的中性粒子。 1897年英国物理学家汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，而电子比原子小得多，因而人们才认识到原子内部还有结构。 〈电子的发现把人们带入了原子内部的世界〉 在同一时期人们还发现了天然放射性现象，对放射性现象的进一步研究，人们认识到原子核内部还有结构，原子核由比它更小的粒子组成。可见人类对客观世界的认识是没有止尽的。 1.原子核的组成 原子核内究竟还有什么结构？原子核又是由什么粒子组成的呢？这是个很复杂的问题，直到目前原子核内部的细微组成情况仍是科学研究的尖端项目之一。现在我们只是粗浅地、简单地介绍原子核内部的基本组成情况。 ①英国物理学家卢瑟福在1919年做核反应实验时发现了质子，经过研究证明，质 子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍。 进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核。
②1932年英国物理学家查德威克又发现了中子，通过研究证明中子的质量和质子 的质量基本相同，但是不带电。是中性粒子。在对各种原子核进行的实验中，发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒子。 〈原子核是由质子和中子组成的〉 现在我们已经知道：氢原子核(H)最简单，它就是一个质子，核外有一个电子绕着它转；氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的，核外有2个电子绕着它转；锂 原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的，核外有3个电子分两层绕着它转；铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成，核外有4个电子分两层绕着它转；……同学们可 以发现一个规律： 板书：〈各种原子核内质子的个数（核的电荷数）和核外电子的个数都相同，它也等于该种元素在元素周期表中的原子序数；原子核内质子和中子的总数叫做核的质量数，它等于该元素原子量的整数部分。〉 小结： ③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数 ④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数 X表示原子核，X：元素符号；A：核的质量数；Z：核电荷数 ⑤符号A Z 教师：给出思考与讨论题。 一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？ 学生回答：核子数是235，质子数是92，中子数是143。 点评：学生回答调动他们学习的积极性。 2．同位素(isotope) （1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。 （2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。 学生一边听，一边看书。 提问：列举一些元素的同位素？ 学生回答： 氢有三种同位素：氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），氚（也叫超重氢），符号分别是：
物理参考书目
(转载)物理参考书推荐 来源：张天一Albert的日志 学完了物理系的前三年课程之后，除了学到的方法和知识，最大的感慨来自于对我科的课本。记得当年大一时听师兄讲学习经验，有位师兄说到，科大出的教材的最大特点就是三个字：看不懂。现在我深有同感。 科大物理学院整体实力很好很强大，但在教材编排上却不尽人意。个人感觉我科教材问题在于： 1 组织欠佳，总是想在一开始就讲的足够深足够广，行文上循序渐进性不够，常常给初学者造成不必要的困难； 2 缺乏例证，课本中例子太少，仅有的例子常常没什么技术含量，对概念理解和完成作业帮助很有限； 3 可读性差，如果一件事有若干种阐述方式，我科教材常常选择最晦涩的那种； 4 印制粗糙，学校的物理书要么纸张像草纸，要么排版不好，或是二者兼有。 经常有师弟师妹抱怨学校的物理书看不懂。我觉得主要原因在于作者而不是读者。不过，当课本看不懂时，最好的办法不是放弃在这门课上的努力，而是换一本课本。这也是我三年来屡试不爽的办法。一本好的课本不但可以帮助理解概念、
形成能力或是应对考试，更重要的是，一本好的课本可以极大的节约在一门课上花费的时间，而在这些事件里可以做很多自己想做的事，可以是学术、睡觉、腐败，或是打球、刷片、吃串，也可以是打牌、K歌、DOTA，或是花前月下，卿卿我我...总之，一本好教材可谓善莫大焉，下面是我自己学习过程中总结的各种好教材以及对其的评价。 置顶：《费恩曼物理学讲义》 普通物理学： 力学《力学》漆安慎 电磁学《电磁学》赵凯华 热学《热力学与统计物理》汪志诚 光学《光学》赵凯华 原子物理学《原子物理学》杨福家 理论物理学：
第十七章 原子核物理和粒子物理简介(单章答案)
第十七章 原子核物理和粒子物理简介 （适用于北京邮电大学出版社 第三版·修订版） （17.1、17.2请参考课本后答案） 17-3 按照原子核的质子一中子模型，组成原子核X A Z 的质子数和中子数各是多少？核内共有多少个核子？这种原子核的质量数和电荷数各是多少？ 答：组成原子核X A Z 的质子数是Z ，中子数是Z A -．核内共有A 个核子．原子核的质量数是A ，核电荷数是Z ． 17-4 原子核的体积与质量数之间有何关系？这关系说明什么？ 答：实验表明，把原子核看成球体，其半径R 与质量数A 的关系为310A R R =，说明原子核的体积与质量数A 成正比关系．这一关系说明一切原子核中核物质的密度是一个常数．即单位体积内核子数近似相等，并由此推知核的平均结合能相等．结合能正比于核子数，就表明核力是短程力．如果核力象库仑力那样，按照静电能的公式，结合能与核子数A 的平方成正比，而不是与A 成正比． 17-5 什么叫原子核的质量亏损？如果原子核X A Z 的质量亏损是m ?，其平均结合能是多少？ 解：原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和，它们的差额称为原子核的质量亏损．设原子核的质量为x M ，原子核 X A Z 的质量亏损 为:x n p M m Z A Zm m --+=?])([ 平均结合能为 A m c A E E 2 0ΔΔ== 17-6 已知T h 232 90的原子质量为u 232.03821 ，计算其原子核的平均结合能. 解：结合能为MeV 5.931])([ΔH ?--+=M m Z A Zm E n T h 232 90原子u M 0 3821.232=,90=Z ,232=A ,氢原子质量
东北大学应用物理学专业分流方案
应用物理学专业分流方案 应用物理专业拟分为三个专业方向：1、“钱三强”英才班，2、应用物理 学（激光及光电技术方向班），3、应用物理学（半导体及传感技术方向班）。这三个方向分别对应一个自然班。具体介绍如下： 1、“钱三强”英才班，该英才班为中国科学院高能物理研究所与东北大学理学 院联合举办，每年中国科学院高能物理研究所有固定经费支持，且东北大学也投入资金大力支持用于鼓励英才班学生开展高水平科学研究。合作双方有志于共同培养对物理学及其前沿交叉学科等感兴趣并且立志从事相关领域方向研究的本科生，为我国大科学工程建设、为相关研究领域与单位输送优秀的拔尖创新人才。 推荐选修课程：广义相对论导论，核物理与粒子物理导论，凝聚态理论（量子力学II，热力学与统计物理II），专业外语，Linux平台下科学工具的开发与应用 2、应用物理学（激光及光电技术方向班），该方向以物理为基础，侧重培养在 激光及相关应用领域具有专门知识，且能在相关领域从事科研、教学、工程技术管理等工作的高级人才。 推荐选修课程：光电子技术，激光物理，光电检测技术，信息光学基础，专业外语，半导体物理 3、应用物理学（半导体及传感技术方向班），该方向以物理为基础，侧重培养 在微电子及相关领域从事科研、教学及技术管理等工作的高级人才。 推荐选修课程：半导体物理，半导体器件，超导物理，磁学与应用技术，Linux平台下科学工具的开发与应用，芯片制造原理，单片机原理及接口技术，专业外语，传感器技术与应用 注：虽然分方向，但专业课程任然可以任意选择，各方向也可以交叉选择课程。 总体原则：选择原则与专业分流原则一致。 特别说明： 基于班型限制，可能有同学未能选到理想方向，在后期学期过程中也可以选择自己感兴趣的方向的课程，并不会强制要求选择相应班级推荐课程。
第十七章--原子核物理和粒子物理简介
习题十七 17-1 按照原子核的质子一中子模型，组成原子核X A Z 的质子数和中子数各是多少？核内共有多少个核子？这种原子核的质量数和电荷数各是多少？ 答：组成原子核X A Z 的质子数是Z ，中子数是Z A -．核内共有A 个核子．原子核的质量数是A ，核电荷数是Z ． 17-2 原子核的体积与质量数之间有何关系？这关系说明什么？ 答：实验表明，把原子核看成球体，其半径R 与质量数A 的关系为3 10A R R =，说明原子核的体积与质量数A 成正比关系．这一关系说明一切原子核中核物质的密度是一个常数．即单位体积内核子数近似相等，并由此推知核的平均结合能相等．结合能正比于核子数，就表明核力是短程力．如果核力象库仑力那样，按照静电能的公式，结合能与核子数A 的平方成正比，而不是与A 成正比． 17-3 什么叫原子核的质量亏损？如果原子核X A Z 的质量亏损是m ?，其平均结合能是多少？ 解：原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和，它们的差额称为原子核的质量亏损．设 原子核的质量为x M ，原子核X A Z 的质量亏损为:x n p M m Z A Zm m --+=?])([ 平均结合能为 A mc A E E 2 0ΔΔ== 17-4 已知 Th 232 90 的原子质量为u 232.03821，计算其原子核的平均结合能. 解：结合能为MeV 5.931])([ΔH ?--+=M m Z A Zm E n Th 23290 原子u M 03821.232=,90=Z ,232=A ,氢原子质量u m 007825.1H =， u m n 008665.1= MeV 1.766.56MeV 5.931]03821.232008665.1)90232(007825.190[Δ=?-?-+?=∴E ∴平均结合能为 MeV 614.7232 56 .1766Δ0=== A E E 17-5什么叫核磁矩？什么叫核磁子（N μ）？核磁子N μ和玻尔磁子 B μ有何相似之处？有何区别？质子的磁矩等于多少核磁子？平常用来衡量核磁矩大小的核磁矩I μ'的物理意义是什么？它和核的g 因子、核自旋量子数的关系是什么？ 解：原子核自旋运动的磁矩叫核磁矩，核磁子是原子核磁矩的单位，定义为： 227m A 10.05.51 .18361 π4??=== -B p N m eh μμ
什么是基本粒子物理
什么是基本粒子物理 我们生活在地球上，仰观太空，斗转星移； 俯察大地，声光电热。 面对宇宙万物，有多少人在思考： 世界万物是由什么构成的？ 它们有最小的结构吗？ 如果有，那是什么呢？ 粗略地说，世界是由基本粒子组成的。所谓基本粒子，就是我们不考虑它的进一步结构，而把它当成整体的东西或者说是构成世界万物的、不能再分割的最小单元。 把多种多样的物质看成是由少数几个基本实体构成，并以这样一个物质基础来说明自然界的统一性和多样性，虽简单，但抓住了问题的要害。 基本性是个历史的、相对的概念。不同的时代，由于人们认识的不同，基本粒子家族的内容在不断地演变。 （1）希腊泰勒斯提出“水为万物之本”。 （2）亚里士多得认为水、火、空气，土是构成物质的基本元素 （3）460-370,德漠克利特提出了原子论。 （4）周代，我们的祖先就提出了五行说，即认为万物是由金、木、水、火、土五种物质原料构成。 （5）《周易》中有“太极生两仪，两仪成四像，四象生八卦”的哲学思想。太极即世界的本源，两仪是天地，四象是春、夏、秋、
冬四季，八卦是天、地、雷、风、水、火、山、泽，由它们衍生出世界万物； （5）战国时的老子说：“道生一、一生二、二生三、三生万物”； （6）汉代则出现了天地万物由“元气”组成的哲学观点； （7）650年，牛顿曾说：“依我看，有可能一开始上帝就以实心的、有质量的、坚硬的、不可分割的、可活动的粒子来创造物质，它有大小和外形以及其它属性，并占据一定质量……” （8）1660年，英国科学家Ｒ.玻意耳提出化学元素的概念； （9）1741年，罗蒙诺索夫《数学化学原理》：“一切物质都是由极微小的和感觉不到的粒子组成，这些粒子在物理上是不可分的，并且有相互结合能力，物质的性质就取决于这些微粒的性质。”（10）1789年，英国息今斯《燃素说及反燃素说的比较研究》，提出粒子彼此相互化合的设想。 （11）1844年，道尔顿学说： 1/元素是由非常微小、不可再分的微粒即原子组成的，原子在化学变化中也不能再分割，并保持自己独特的性质。 2/同一元素所有原子的质量完全相同，不同种元素原子性质和质量各不相同。原子的质量是每一种元素基本特征。 3/不同元素化合时，原子以简单整数比结合。化合物的原子叫“复杂原子”。复杂原子的质量等于它的组分原子质量之和。
物理学院系物理学专业
物理学院（系）物理学专业 2017级本科培养方案 一、培养目标 本专业培养德才兼备，具有领袖气质和家国情怀，拥有物理学的知识背景和学科交叉能力、具有国际视野的复合型拔尖创新人才。本专业分为普通班和基地班，都必须掌握扎实全面的物理学基础知识。普通班经过本专业的四年培养，学生将掌握扎实的物理学基础知识和数理分析能力，具备良好的实验技能和数据分析能力，有潜力成为国家社会发展中的领军人物。基地班以培养未来的科学家为目标，经过四年的专业培养，学生将跻身学科研究前沿，有成为科研新锐的实力和素质。 二、培养规格和要求 本专业为学制四年的大学本科专业。要求学生完成所有必修课、一定的专业选修课和公共选修课，并符合下列条件： 1. 系统地掌握物理基础理论、基本知识和实验技能，了解物理学的新成就和发展方向，能熟练使用计算机，能较熟练地掌握一门外语。 2. 具有一定的科学研究能力，有参加科研实践的体验，有较强的自学能力、分析问题和解决问题的能力。 3. 德、智、体、美全面发展，具有优秀的道德品质和综合素质，拥有扎实的物理学专业知识和技能。 4. 热爱祖国，热心为社会服务，树立为国为民的远大志向，承担时代赋予的责任。 5. 具有国际化的视野和领袖气质，有成为行业精英和领军人才的潜质。
三、授予学位与修业年限 按要求完成学业者授予理学学士学位。修业年限：4年。 五、专业基础课程 六、专业核心课程
七、专业特色课程： 国家精品课程：电动力学 八、专业课程设置及教学进程计划表（见附表一） 九、专业学分学时分布情况表（见附表二） 十、专业实践教学环节一览表（见附表三） 十一、辅修、双专业、双学位教学进程计划表（参考附表四）附表一：物理学专业课程设置及教学计划 1包含政治理论社会实践活动2个学分。
基本粒子
基本粒子 物理学是研究自然界的物质结构，大到宇宙的结构，小到最微小的粒子结构，以及物质运动的最普遍最基本的规律的自然科学。自伽利略 —— 牛顿时代（17 世纪中叶）以来，特别是 19 世纪中叶以来，物理学已有了长足的发展。物理学的成就是现代高新技术的基础。日益发展的近代技术为物理学的发展提出了新问题并准备了物质条件。下面简要介绍现代物理学在物质的基本结构 —— 粒子的研究中所取得的认识。 1 粒子的发现与特征 物质是由一些基本微粒组成的这种思想可以远溯到古代希腊。当时德谟克利特（公元前460 — 370 年）就认为物质都是由“原子”（古希腊语本意是“不可分”）组成的。中国古代也有认为自然界是由金木水火土 5 种元素组成的说法。但是物质是由原子组成的这一概念成为科学认识是迟至 19 世纪才确定的，当时认识到原子是化学反应所涉及的物质的最小基本单元。1897 年，汤姆逊发现了电子，它带有负电，电量与一个氢离子所带的电量相等。它的质量大约是氢原子质量的1 / 1800，它存在于各种物质的原子中，这是人类发现的第一个更为基本的粒子。其后 1911 年卢瑟福通过实验证实原子是由电子和原子核组成的。1932 年又确认了原子核是由带正电的质子（即氢原子核）和不带电的中子（它和质子的质量差不多相等）组成的。这种中子和质子也成了“基本粒子”。1932 年还发现了正电子，其质量和电子相同但带有等量的正电荷。由于很难说它是由电子、质子或中子构成的，于是正电子也加入了“基本粒子”的行列。之后，人们制造了大能量的加速器来加速电子或质子，企图用这些高能量的粒子作为炮弹轰开中子或质子来了解其内部结构，从而确认它们是否是“真正的基本粒子”。但是，令人惊奇的是在高能粒子轰击下，中子或质子不但不破碎成更小的碎片，而且在剧烈的碰撞过程中还产生许多新的粒子，有些粒子的质量比质子的质量还要大，因而情况显得更为复杂。后来通过类似的实验（以及从宇宙射线中）又发现了几百种不同的粒子。它们的质量不同、性质互异，且能相互转化。这就很难说哪种粒子更基本。所以现在就把“基本”二字取消，统称它们为粒子。本篇的题目仍用“基本粒子”，
核物理与粒子物理导论chap_1_4-7 (7)
129 习 题 6-1．利用核素质量，计算的β 谱的最大能量。 He H 3 231→m E 6-2．既可产生衰变，也可产生K 俘获，已知的最大能量为1.89 MeV ，试求K 俘获过程放出的中微子的能量。 V 4723β+β+E v 6-3．样品中含RaE 4.00 mg ，实验测得半衰期为5.01d ，放出β 粒子的平均能量为0.337 MeV ，试求样品的能量辐射率W 。 6-4．设在标准状态下的2.57 cm 3的氚气样品中，发现每小时放出0.80 J 的热，已知氚的半衰期为12.33 a ，试求：衰变率D ；()β 粒子的平均能量()a b E β；()c E β与β 谱的最大能量之比m E E β/。 m E 6-5．的衰变能＝0.87 MeV ，试求的反冲能。 Li Be 73K 7 4 →d E Li 73R E 6-6．32P 的β 粒子最大能量＝1.71 MeV ，计算放出β 粒子时原子核的最大反冲能和发射中微子时核的最大反冲能。 m E E Re v E R 6-7．放射源有：(两组电子，其最大能量和分支比为0.69 MeV ，16%和1.36 MeV ，16％，后者为相应至基态之衰变；(两组电子，其最大能量和分支比为0.92 MeV ，25％和1.53 MeV ，2.8％，后者为相应至基态之衰变；(两组单能中微子：1.93 MeV ，38％和2.54 MeV ，2.2％。试作出的衰变纲图，并求该放射源所放出的γ 射线的能量。（已知Ge 的K 电子结合能为≈0.01 MeV 。） As 7433)a β?Se 7434)b β+Ge 7432)c As 7433 6-8．计算24Na 的衰变的β 粒子最大能量，为什么在实验中没有观察到达这组能量的β 粒子？ β?m E 6-10．对于，查表得，并已知子核的能级特性为0Ca Sc 4220s 68.04221 + →β3.3m 10),(=E Z f + 。试求log 值，并以此判断母核的能级特性。 fT 12/ 6-11．由磁谱仪测得32P 的β 谱的实验数据如下：强度正比于单位H ρ间隔的电子数。 B ρ×103 / T ?m 强 度 (相对单位) B ρ×103 / T ?m 强 度 (相对单位) 0.5 14 4.0 91 1.0 27 4.5 82 1.5 42 5.0 68
浅谈基本粒子和四种力
浅谈基本粒子和四种力 肖书源 (华中师范大学物理科学与技术学院 2008级物理学基地班，430079) 摘要：宇宙是和谐而统一的，人类在这个理想准则下不断探索着科学的终极。本文延续了物质和力的分法，回顾原子及内部结构的发现，介绍了现今科学界对基本粒子及四种力的描述，和一些前沿的理论。 关键词：基本粒子万有引力电磁力强相互作用力弱相互作用力 一、基本粒子的发现 宇宙中的万物是由什么组成的，又是如何相互作用的，这是从古希腊至今人类都在追寻研究的神秘课题。由于实验条件的不足（更根本的说法是社会生产力的不足），早期的自然科学尚未从哲学体系中分离出来，关于以上两个基本课题，结论往往都建立于凭空的个人哲学体系：亚里士多德认为物质是连续的，人们永远不可能得到一个不可再分割的最小颗粒；而德谟克利特则认为每一件东西都是由不同种类的大量原子组成（希腊文中的原子意即“不可分割的”）。两种观点对立，但任何一方其实都没有任何实际的证据（可以直接观测和操纵原子的扫描隧道显微镜直到上个世纪80年代才被发明）。争论因此一直持续了若干个世纪。 到了1808年，英国化学家、物理学家约翰·道尔顿通过严谨的实验和测量，正式提出了原子学说：化学元素由不可分割的微粒——原子构成，它在一切化学变化中是不可再分的（直到现在，我们的中学课堂上仍是这样教授的）。然而，人类探索的欲望是无止境的，原子是不可分的吗？存在更基本的粒子吗？ 首先是汤姆孙从实验上确认了电子的存在，而后在1911年卢瑟福的α粒子散射实验证明原子内部的核式结构。他用带正电的α粒子流轰击金箔，发现绝大部分α粒子几乎没有偏转地打到对面，极少数的α粒子却有大角度的偏转，个别的呈180°角被直接反弹回来。这说明原子是由一个极其微小的带正电的核以及围绕着它运动的一些电子组成。到了1932年，卢瑟福的学生查德威克发现了中子，又揭开了原子核的面纱。到此，人类已经确定曾经被认为不可分割的原子由质子、中子和电子构成。质子、中子和电子又成为我们所认为的不可分割的基本粒子。 这种情况持续了30年左右。1964年，美国物理学家默里·盖尔曼和G·茨威格各自独
核导复习提纲
《核与粒子物理导论》期终复习要点(2005，12) 第二章，相对论运动学 正确运用洛仑兹变换解决实验室系和动量中心系相对论性粒子碰撞运动学的变换关系：1，多粒子系统的不变质量；2，粒子反应过程的阈能；3，运用能动量守恒解决碰撞末态粒子在两个特定参考系中能量、动量之间的关系；4，。完成并搞懂本章指定的习题 第三章，核与粒子的基本特性 3－1，理解不稳定粒子的总能量用(Е0－iГ/2)表示的物理含义。长寿命粒子（例如Ф介子）和短寿命粒子（例如J粒子）衰变末态粒子的不变质量谱的形状有什么区别？ 3－2，原子光谱的精细和超精细劈裂的物理机理？它们劈裂的间隔的量级各约为多大？ 3－3，原子核的自旋与原子光谱的超精细劈裂有那些关系？ 3－4，如何通过核磁共振的方法来测量原子核的磁矩，原子的磁矩和原子核磁矩分别用什么标准磁子来表示？它们之间的大小有什么差别? 3－5,原子核的电四极矩与原子核的形状有什么联系？ 3－6，实验测量中子电偶极矩的装置和原理，为甚么到现在人们还对粒子电偶极矩的测量有极大的兴趣。对其测量有何重要的物理意义？ 3－7，完成并搞懂本章指定的习题 第四章，核与粒子的非点结构 4－1，粒子分为哪三大类，说明它们在结构、相互作用和自旋方面各有什么特征？举出每类粒子的基本成员。 4－2画出量子场论中描述类点粒子相互作用的基本图示，写出相互作用传播子因子的基本形式。说明图示的物理意义和传播子因子中各参数的物理意义。说明亚原子的三种相互作用过程的截面或者衰变几率的差别以及这种差别的内在的物理原因。 4－3，核结构的形状因子的定义，实验上如何测量形状因子？什么是弹性散射？探测核与粒子的电磁形状因子的最佳探针是什么？ 4－4，类空散射过程的四动量传递平方的定义，微分截面的定义，弹性散射对极角的依赖关系? 4－5，质子和中子的磁矩的实验值是多大（用核磁子表示）其g－因子分别取什么值？它给人们关于核子结构的什么启示？ 4－6，电子与原子核的弹性散射为人们提供原子核电荷分布的哪些重要信息（电荷密度分布、电荷分布的方均根半径。。。） 4－7，高能电子与核子的弹性散射和深度非弹性散射的区别？前者给出核子电磁分布的哪些重要信息？后者给出核子结构的哪些重要信息？ 4－8，叙述检验电子等带电轻子为类点粒子的实验；在目前实验精度范围内电子的线度小于多少米？ 4－9，完成并搞懂本章指定的习题 第五章，守恒定律及其应用 5－1，叙述系统的能量守恒、动量守恒和角动量守恒分别与系统在哪些变换下的不变性相联系？写出它们的对称么正变换U的形式。 5－2，说明一个自旋为3/2的亚原子系统在引入外磁场B的前后系统在空间转动变换下的对称性有何差别？ 5－3，同位旋守恒量子数是怎样引入的，它是那类粒子的守恒量子数？同一同位旋多重态的成员必须具有什么必要的条件？ 5－4，将你所知道的介子和重子按同位旋多重态组合。