一、“基本”粒子
1．人們認為光子、電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子，把它們叫作“基本粒子”．
2．隨著科學的發(fā)展，科學家們發(fā)現(xiàn)很多新粒子不能看作由質(zhì)子、中子、電子組成，并發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子等本身也有自己的復雜的結(jié)構(gòu)．
二、發(fā)現(xiàn)新粒子
1932年發(fā)現(xiàn)了正電子，1937年發(fā)現(xiàn)了μ子,1947年發(fā)現(xiàn)了K介子和π介子，后來發(fā)現(xiàn)了超子等．
三、粒子的分類
1．強子：是參與(填“參與”或“不參與”)強相互作用的粒子．質(zhì)子和中子都是強子．
2．輕子：不參與(填“參與”或“不參與”)強相互作用．電子、電子中微子、μ子、μ子中微子以及τ子和τ子中微子都是已發(fā)現(xiàn)的輕子．
3．規(guī)范玻色子：是傳遞各種相互作用的粒子，如光子，中間玻色子(W和Z玻色子)、膠子．
4．希格斯玻色子：是希格斯場的量子激發(fā)．
四、夸克與粒子物理標準模型
1．夸克、夸克模型：1964年，美國科學家蓋爾曼等人提出了夸克模型，認為強子由更基本的成分組成，這種成分叫作夸克．
2．粒子物理標準模型是一整套關于粒子的理論．其中，夸克、輕子、規(guī)范玻色子和希格斯玻色子是組成物質(zhì)的幾類最基本的粒子．
判斷下列說法的正誤．
(1)目前，人們認為粒子界由夸克、強子、輕子構(gòu)成．( × )
(2)強子是參與強相互作用的粒子，質(zhì)子是最早發(fā)現(xiàn)的強子．( √ )
(3)電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的基本粒子．( × )
(4)夸克的帶電荷量是電子電荷量的整數(shù)倍．( × )
一、新粒子的發(fā)現(xiàn)及分類
1．新粒子的發(fā)現(xiàn)
2.粒子的分類
(2020·全國高三課時練習)現(xiàn)在，科學家們正在設法探尋“反物質(zhì)”．所謂“反物質(zhì)”，是由“反粒子”構(gòu)成的，“反粒子”與其對應的正粒子具有相同的質(zhì)量和相等的電荷量，但電荷的符號相反，據(jù)此，若有反α粒子，它的質(zhì)量數(shù)為________，電荷數(shù)為________．
答案 4 －2
解析 α粒子質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為＋2，根據(jù)反物質(zhì)的概念可知反α粒子的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為－2.
(多選)關于粒子，下列說法正確的是( )
A．質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子
B．質(zhì)子、中子本身也是復合粒子，它們具有復雜的結(jié)構(gòu)
C．質(zhì)子是帶電的強子
D．光子是希格斯玻色子
答案 BC
解析 質(zhì)子和中子是由不同的夸克組成的，它們不是最基本的粒子，故A錯誤，B正確；不同的夸克組成的強子，有的帶電，有的不帶電，質(zhì)子是帶正電的強子，故C正確；光子是規(guī)范玻色子，D錯誤．
二、夸克模型
1．夸克的提出：1964年美國物理學家蓋爾曼等人提出了夸克模型，認為強子是由夸克構(gòu)成的．
2．夸克的種類：上夸克(u)、下夸克(d)、奇異夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和頂夸克(t)．
3．夸克所帶電荷：夸克所帶的電荷是元電荷的＋eq \f(2,3)或－eq \f(1,3).例如，上夸克帶的電荷量為＋eq \f(2e,3)，下夸克帶的電荷量為－eq \f(e,3).
4．意義：電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分數(shù)電荷．
(多選)已知π＋介子、π－介子都是由一個夸克(夸克u或夸克d)和一個反夸克(反夸克eq \x\t(u)或反夸克eq \x\t(d))組成的，它們的帶電荷量如表所示，表中e為元電荷.
下列說法正確的是( )
A．π＋由u和eq \x\t(d)組成 B．π＋由d和eq \x\t(u)組成
C．π－由u和eq \x\t(d)組成 D．π－由d和eq \x\t(u)組成
答案 AD
解析 因π＋介子帶有＋e的電荷量，且是由一個夸克和一個反夸克組成的，則夸克u帶＋eq \f(2,3)e和反夸克eq \x\t(d)帶＋eq \f(1,3)e合成電荷量為＋e，那么π＋介子是由夸克u和反夸克eq \x\t(d)組成的；同理，π－介子由夸克d和反夸克eq \x\t(u)組成，所以A、D正確．
1．(粒子及其分類)(多選)下列說法中正確的是( )
A．質(zhì)量相同而電荷等值、電性相反的粒子是反粒子
B．光子是傳遞電磁相互作用的，屬于規(guī)范玻色子
C．輕子是質(zhì)量很輕的粒子
D．強子是參與強相互作用的粒子
答案 ABD
2．(粒子及其分類)關于粒子，下列說法中正確的是( )
A．光子、電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本粒子
B．質(zhì)量比核子大的粒子都參與強相互作用
C．強子、輕子都由夸克組成
D．許多粒子都存在反粒子
答案 D
解析 質(zhì)子、中子本身有復雜結(jié)構(gòu)，選項A錯誤；τ子的質(zhì)量比核子的質(zhì)量大，但它屬于輕子，不參與強相互作用，選項B錯誤；現(xiàn)代實驗還沒有發(fā)現(xiàn)輕子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，選項C錯誤．
3．(夸克模型)(多選)質(zhì)子和中子屬于強子，強子是由更基本的粒子——夸克組成．根據(jù)夸克理論，夸克有6種，它們是上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克和頂夸克．它們的帶電荷量分別為±eq \f(e,3)或±eq \f(2,3)e，電荷量e為元電荷．已知一個質(zhì)子由兩個上夸克和一個下夸克組成，一個中子由兩個下夸克和一個上夸克組成．則下列說法正確的是( )
A．上夸克的電荷量為＋eq \f(2e,3)
B．下夸克的電荷量為－eq \f(e,3)
C．上夸克的電荷量為－eq \f(2e,3)
D．下夸克的電荷量為＋eq \f(2e,3)
答案 AB
解析 根據(jù)質(zhì)子帶電荷量為＋e和中子不帶電，設上、下夸克的電荷量分別為q1、q2，則有2q1＋q2＝＋e，q1＋2q2＝0，解得q1＝＋eq \f(2,3)e，q2＝－eq \f(e,3)，故選項A、B正確．
4．(綜合應用)(2020·海安高級中學高二月考)太陽放出的大量中微子向地球飛來，但實驗測定的數(shù)目只有理論的三分之一，后來科學家發(fā)現(xiàn)中微子在向地球傳播過程中衰變成一個μ子和一個τ子．若在衰變過程中μ子的速度方向與中微子原來的方向一致，則τ子的運動方向( )
A．一定與μ子同方向
B．一定與μ子反方向
C．一定與μ子在同一直線上
D．不一定與μ子在同一直線上
答案 C
解析 根據(jù)題中給出的信息，中微子在衰變過程中分裂為μ子和τ子，符合動量守恒定律，mv0＝mμvμ＋mτvτ，因此mτvτ＝mv0－mμvμ，當μ子與中微子速度方向相同時，則τ子運動方向與μ子運動方向只能是同向或反向，即在同一直線上，但由于不知道中微子和μ子的動量大小，因此具體方向無法判斷，所以A、B、D錯誤，C項正確．發(fā)現(xiàn)時間
1932年
1937年
1947年
20世紀60年代后
新粒子
反粒子
μ子
K介子與π介子
超子
基本特點
質(zhì)量、壽命、自旋等物理性質(zhì)與對應粒子相同，而電荷等其他性質(zhì)相反
比質(zhì)子的質(zhì)量小
質(zhì)量介于電子與質(zhì)子之間
質(zhì)量比質(zhì)子大
分類
參與的相互作用
發(fā)現(xiàn)的粒子
備注
強子
參與強相互作用
質(zhì)子、中子等
強子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由“夸克”構(gòu)成
輕子
不參與強相互作用
電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子
未發(fā)現(xiàn)內(nèi)部結(jié)構(gòu)
規(guī)范玻色子
傳遞各種相互作用
光子、中間玻色子、膠子等
光子傳遞電磁相互作用，中間玻色子傳遞弱相互作用，膠子傳遞強相互作用
希格斯玻色子
是希格斯場的量子激發(fā)
粒子
π＋
π－
u
d
eq \x\t(u)
eq \x\t(d)
帶電荷量
＋e
－e
＋eq \f(2e,3)
－eq \f(e,3)
－eq \f(2e,3)
＋eq \f(e,3)

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5 “基本”粒子

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