对粒子的认识 1."基本粒子"和新粒子
(1)电子、质子和中子:直到19世纪末,人们都认为原子是组成物质的不可再分的最小微粒,后来发现了电子、质子和中子,于是很多人认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子。然而,随着科学的进一步发展,科学家们逐渐发现了数以百计的不同种类的新粒子,它们都不是由质子、中子、电子组成的,又发现质子、中子等本身也是复合粒子,并且还有着自己的复杂结构,所以电子、质子、中子并不是组成物质世界的基本粒子。
(2)新粒子:1912年奥地利物理学家赫斯对宇宙射线观测时,发现了一些新粒子。宇宙射线中粒子的能量很高,但数量很少。人们用高能加速器进行实验,发现了更多的粒子。如1932年发现了正电子,1937年发现了μ子,1947年发现了K子和π子。
2.三大类粒子
按照粒子与各种相互作用的关系,可将粒子分为三大类:强子、轻子和媒介子。
3.夸克模型
(1)夸克模型的提出:许多实验事实表明,强子是有内部结构的。1964年提出的夸克模型,认为强子由更基本的成分组成,这种成分叫做夸克(cuark)。
(2)夸克的分类:夸克有6种,它们是上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克,它们带的电荷分别为电荷的+或-。每种夸克都有对应的反夸克。
(3)夸克模型的意义:夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破,它指出电子电荷不再是电荷的最小单元,即存在分数电荷。
(4)夸克的"禁闭":目前人们对夸克的认识还是很初步的,科学家们直到今天都还未捕捉到自由的夸克。夸克不能以自由的状态单个出现,这种性质称为夸克的"禁闭"。能否解放被禁闭的夸克,是21世纪物理学面临的重大课题之一。
2.为了探究宇宙起源,"阿尔法磁谱仪"(AMS)将在太空中寻找"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,则反氢原子是( )
A.由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成
B.由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成
C.由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成
D.由1个不带电荷的中子和1个带正电荷的正电子构成
解析:根据反粒子定义,"反粒子"与"正粒子"具有相同的质量,但带有等量的异性电荷。因此"反氢原子"应该具有与氢原子相同的质量,相反的电荷符号且等量的电荷量