粒子物理学展望

粒子物理学又称高能物理学或基本粒子物理学,它研究比原子更深层次的微观世界中物质的结构,和在很高能量下这些物质如何相互转化.它是一门基础学科,是当代物理学发展的前沿之一。 粒子物理学的发展经历了三个阶段。 一、第一阶段(1897—1937) 在这个阶段认识的基本粒子有光子、电子、质子、中微子和中子.光子是构成电磁场的基本单元,而中微子是为了保证原子核在作β衰变中能量和动量守恒的一种理论上假设存在的粒子。它们作为最小的结构基石,构成了当时人们认识的整个微观世界。 在这个阶段,理论上最大的进展是量子力学的建立。 将量子力学…     

物理模型在凝聚态物理研究中的重要作用──在全国自然辩证法规划会议上的报告

凝聚态物理是物理学中最大的一个分支学科.它的对象是由大量微观粒子组成的宏观体系,并且粒子之间的相互作用很强,使整个粒子系统在空间发生凝聚,形成固态或液态. 凝聚态物理和现代科学技术发展有密切关系.它是材料、元件、器件等技术科学的理论基础.凝聚态物理的研究受到各工业先进国家的高度重视. 人们认为,组成凝聚态物质的粒子基本上是清楚的(不外是原子、分子、离子和电子等),支配凝聚态物质内部运动的物理规律(粒子间相互作用力的性质)也基本上是清楚的.物理学家认为,在探求凝聚态物质层次的物理规律时,现有的物理学普遍原理已经够用,…     

粒子物理学和核物理学的相互交叉

自从1911年卢瑟福用α粒子作为炮弹轰击金属薄箔发现了原子核,核物理学发展为物理学的一个重要分支。进入20世纪50、60年代以后,由于高能加速器的迅速发展,人们对物质结构的认识又深入到更深层次,基本粒子的种类多达几百种,粒子物理学成为探索微观世界的最前沿的一个学科。粒子物理学的诞生     

谈谈高能物理

 一、高能物理学科的产生和它的根本目的 高能物理又称粒子物理(又称粒子物理,因为在高能物理研究的能量区域,一切物质现象都可归结为构成物质的基本组份在基本作用力作用下产生的现象),它是研究物质的基本组份及其相互作用的基础学科,是当代物理学前沿。     

2018年粒子物理学热点回眸

 自从文明诞生之日起，人类便一直在探寻这个世界到底是由什么构成的，它又是以怎样的规律运转的。3000多年前的古中国，人们曾经认为世界是由金、木、水、火、土这5种元素组成。公元前6世纪，古希腊哲学家提出了物质是由基本粒子组成的猜测。1802年约翰·道尔顿正式提出所有物质是由原子组成的理论。到了20世纪，随着近代物理学的发展和技术的进步，人们逐渐具备了深入理解原子的能力，了解到原子是由更基础的粒子组成的，并且能够定量地研究其相互作用力。在人类文明史中，物质的基本组成及其相互作用始终是人类认知领域最前沿的问题，而粒子物理学便是当代物理学中研究这个基本问题的分支。     

物理学与农业现代化

物理学是一门发展较早、理论系统较严密、实验手段较先进的基础学科,它是自然科学的重要组成部分.物理学的基本课题是发现和支配自然界中物质的基本运动规律,借以解释已观察到的和预测未知的自然现象.物理学的每一重大发现,往往对其他科学产生深刻的影响.目前,物理学的理论、概念、模型和方法已深入到农业生物科学的各个领域中,并对提高农业生产的科学水平起着越来越重要的作用. 物理学研究的是物质最基本的运动形态.它所观测的空间范围小到 10-14—10-15厘米,大到百亿光年,大小相差1040倍以上;观察的时间过程,短到10-23-10-24秒的瞬间,长到…     

核物理的发展现状与新挑战

核物理的发展正进入一个新的阶段，它所面临的物质结构已深入到下一个层次，它的研究领域已有了极大的扩充．核物理是以研究强作用物质结构为其主要任务．由于它涉及到各类基本相互作用，它的研究也同时起着检验与发展基本相互作用理论的作用．原子核在三个不同层次上（核子、强子、夸克－胶子）的运动规律适用于不同的物理条件．它们之间的关系更多的是互相补充而不是互相代替．本文还扼要地介绍了国内近年来核物理实验条件的改进以及部分实验和理论的研究成果．     

近几年我国宇宙线研究的主要进展

宇宙线最主要的特点有两个.第一,它的流强虽然很弱,但含有能量极高的粒子,至今已探测到的宇宙线粒子能量可达1021eV;第二,它可以从宇宙深处带来各种高能的物质样品.人们发现和研究宇宙线已有七十年的历史,现已形成一门学科─—宇宙线物理学.这是一门联系从基本粒子和它们之间相     

学习知识要立足于培养能力──和大学生们谈学习普通物理学的一两个问题

普通物理学是理、工、农、医各类高等院校学生必修的一门基础课。它研究物质运动最一般的规律和物质的基本结构。具体地讲,它研究大到天体、小到基本粒子的各种物质的性质和相互作用,以及它们的运动规律。物理学的知识和方法,已广泛地应用于许多自然科学部门和生产、技术领域,对于科学技术的发展起着重要作用。因此,学习普通物理学的目的,一方面是要系统地掌握物理学的基础知识;另一方面更重要的是提高认识事物。探索知识、分析和解决问题的能力。知识是自然界中现象和事物的规律,而能力是认识事物、探索知识和运用知识的本店虽然两者本质不…     

物质结构在夸克-轻子层次上的动力学规律和研究发展趋势

文章综述了粒子物理中标准模型理论的历史发展、面临挑战以及未来的发展趋势.目前阶段物质结构最小组成单元是夸克和轻子,量子色动力学是描述夸克-胶子之间强相互作用的基本理论,它具有渐近自由和夸克禁闭的特点.量子色动力学和电弱统一理论一起构成粒子物理中标准模型理论.标准模型理论成功同时也面临两大挑战:对称性破缺的本质和夸克禁闭难题,这意味着标准模型理论需要发展和突破.人们期望粒子物理学、天文学和宇宙学交叉发展联手解决物质结构和早期宇宙研究中面临的难题,最终揭示超出标准模型的新物理规律.     

粒子物理学和核物理学的相互交叉

 自从1911年卢瑟福用α粒子作为炮弹轰击金属薄箔发现了原子核,核物理学发展为物理学的一个重要分支.进入20世纪50、60年代以后,由于高能加速器的迅速发展,人们对物质结构的认识又深入到更深层次,基本粒子的种类多达几百种,粒子物理学成为探索微观世界的最前沿的一个学科.粒子物理学的诞生和发展深受核物理学的影响,而粒子物理学的发展反过来又影响着核物理学的某些基本问题的研究.一、原子核的新自由度1932年查德威克发现了原子核内除了有质子外还有中子,接着海森堡提出了原子核是由质子和中子组成的,质子和中子一直是组成原子核的基本组成成份.原子核内的质子、中子结合很紧,那么是什么样的核力使它们聚集在一起.     

谈谈物理教学中的语言问题

物理学是一门自然科学。物理学的内容既广且深,大至宇宙天体,小至基本粒子,内容大多是抽象的。如何把抽象枯燥的理论讲得深入浅出、妙趣横生,乃是一大技巧。我在教学实践中逐步体会到,要提高物理课的教学质量,教师除了应掌握渊博的知识外,还必须具备优良的表达能力,而这主要依赖于教师的语言和文字的修养。在这里谈谈自己的粗浅认识。 物理课和其它课程一样,主要是用语言来表达的。物理学所研究的是物质运动的最基本、最普遍的规律,它所运用的语言首先应当是最准确、最精炼的。 众所周知的能量守恒定律的表述是:“能量既不会消失,也不能创造…     

近代物理讲座 第十一讲 粒子物理学的发展

一、粒子和粒子物理学 本世纪初物理学的发展弄清楚了原子的直径大体上是10-8cm的量级.进一步的发展中又认识到:原子核的直径是 10-12cm量级,原子核是由若干个质子和中子组成.质子、中子、电子和光子就是人们最早认识的一批基本粒子.在当时由于它们被认为可能是物质微粒结构的最小单元,因此被称为基本粒子.在这以后,凡是和这些粒子可以相互作用和相互转化并在当时的认识水平上认为是同一层次的粒子,统称为基本粒子.随着实验和理论研究的发展,显示出某些基本粒子肯定不能看作是点粒子,它们有一定的大小并有内部结构.同时还显示出来从内部结构…     

邮票上的物理学史(非汉字符号)——粒子物理学:实验

亚原子粒子是比原子核更为基础的一个物质层次 ,原子核就是由质子和中子构成的 .人们在对原子核有了一定了解后 ,自然要向亚原子粒子的层次进军 .在粒子物理学的发展过程中 ,理论和实验不可分地交织在一起 .特别是在后来的阶段 ,理论对实验起了很大的指导作用 .人们经常是为了验证理论的预言 ,设计建造专门的仪器 ,到某个能区去寻找理论预言的粒子 .不过为了叙述的方便 ,我们仍然分成实验和理论两节来叙述 .这里先说实验 .粒子物理学中主要的实验仪器是加速器和粒子探测器 ,加速器在上节已说过了 ,这里主要介绍各种粒子探测器和用它们所做的…     

对高能物理实验研究具有重要指导意义的一部著作──介绍荣获1982年度全国优秀科技图书一等奖的《粒子物理实验方法》

当前自然科学的基础研究正向着深度、广度迅速发展,其中一个重要方面就是对微观物质世界越来越深入的研究.粒子物理学是当前微观世界研究所达的最前沿学科.过去十年,粒子物理研究由于理论和实验两方面的密切配合和互相促进,取得了一系列重大的进展.粒子物理实验手段和方法的现代化,丰富了人们对粒子种类和基本性质的了解,深化了人们对粒子结构和粒子间相互作用的基本规律的认识,有效地对有关的粒子物理理论、假设作出检验、判定,对理论提出新课题,推动理论发展.若干年来理论界比较重视粒子理论研究成果的整理、总结,因此有关粒子理论的专著,…     

β衰变的历史概述

β衰变的研究是一个探究物质深层物理原理的过程.它始于β放射性的研究,引导人类对物质的认识开始从原子深入到原子核内部.其能谱的测量,导致了泡利的中微子假设.在此基础上,费米第一次提出了关于β衰变的唯象理论并提出了弱相互作用的概念.此后发展出弱相互作用的中间玻色子理论,使得人类对物质的认识深入到核子内部,促进了电弱统一理论的发展,最终促成了标准模型的完成.文章回顾了β衰变这一横亘整个20世纪的重要物理学事件,对β衰变的研究历史中的关键事件进行了分析和介绍,对理解现代物理学中的标准模型的建立和发展有重要意义.     

物理学中一些前沿领域介绍

 自然界是无限广阔和丰富多彩的,物理学是自然科学中最基本的科学,它是研究物质运动形式和规律,物质的结构及其相互作用,以及如何应用这些规律去改造自然界的,是许多科学技术领域的理论基础.从本世纪开始,物理学经历了极其深刻的革命,从对宏观现象研究发展到对微观现象研究,从研究低速运动发展到研究高速运动,由此诞生了相对论和量子力学,并在许多科技领域中引起深刻的变革.物理学在认识改造物质世界方面不断取得伟大成就,不断揭示物质世界深奥的秘密,而社会的发展又对物理学提出无穷无尽的研究课题.例如原子能的利用,使人类掌握了核武器和新能源;激光技术的出现,焕发了经典光学物理的青春,使许多以往光学技术办不到的事情,现在能办到了;半导体科学技术的发展,导致了计算技术、无线电通讯和自动控制的革命.     

生活中的多普勒效应

物理学是研究物质基本结构和物质运动的最一般规律的科学,是其他科学的基础．一方面,它推动着人们的认识观念与思维方式的变化,另一方面当将其理论通过技术转化为生产力时,又能为社会服务．     

高能物理21世纪展望

粒子物理学是探索物质结构的基本组成成分、它们的性质以及它们之间相互作用规律的物理学前沿学科,由于这种研究需借助于高能实验手段,因此粒子物理也称高能物理。     

重视学生学习物理过程中的几个问题

物理学是一门研究物质运动规律．物质的基本结构及物质问相互作用的学科．它是其它自然科学和社会科学的基础．物理学揭示的时空与物质的关系及其相对性等概念深刻地影响着人们的哲学观念．物理学也是应用学科的基础．如电工学、无线电理论、微波理论都是以电磁场理论为基础；建筑学、水利学则要用到力学、声学等理论．根据物理学所涉及的内容和架构，以及物理学与先进的科学技术的关系，