走向统一的自然力 强力、弱力和电磁力的大统一(Ⅴ)

<正>3.夸克·标准模型·强弱电大统一(1)夸克亚原子粒子及其分类天然放射性的发现打破原子"永恒不变"的神话之后,比原子-分子尺度要小得多的亚原子粒子陆续发现:1897年,J.J.汤姆生通过测定阴极射线的荷质比发现了第一个亚原子粒子,称其为"微粒",并将其所带电荷称为"电子",1901年洛伦兹进一步将其命名为电子;1905年,爱因斯坦发现光量子,后来人们将其称为光子;1911年,卢瑟福     

原子观的演化

1 早期原子结构模型 1.1 电子的发现和汤姆孙模型 1.1.1 电子的发现 1897年英国物理学家汤姆孙(J.J.Thomson)在研究稀薄气体放电现象时,发现了一种比原子、分子小得多的带负电荷的粒子,接着人们通过实验又知道该粒子是一切原子的组成部分,这种粒子就是电子.电子的发现表明了原子不是不可分的最小粒子.这是为揭示原子内部结构所迈出的第一步.     

强力、弱力和电磁力的大统一(Ⅴ)

 天然放射性的发现打破原子“永恒不变”的神话之后,比原子-分子尺度要小得多的亚原子粒子陆续发现:1897年,J. J. 汤姆生通过测定阴极射线的荷质比发现了第一个亚原子粒子,称其为“微粒”,并将其所带电荷称为“电子”.     

寻找磁单极子和分数电荷(上)

1.分数电荷 量子化电荷的首次测量是1909年密立根(R.M.Millikan)所做的著名油滴实验.密立根发现,电荷的电量仅是基本电荷e=1.6×10-19℃的整数倍.在油滴实验之后的二十余年的时间里(中子发现于1932年──译者注),人们把荷电量分别是-e、+e和o的电子、质子和中子看作是自然界的基本粒子.但是,随着岁月的流逝,物理学家们发现了许多其它的基本粒子.粒子种类的杂然纷呈确实使人们感到周围世界的组成错综复杂.于是,理论家们试图寻找更小的一组真正基本的粒子,所有其它的粒子都可以由它们组成.六十年代中期,盖尔曼(Murray Gell-man)和兹韦格(Ge…     

为何不用电子做散射实验？

在"α粒子散射实验"的教学过程中,笔者遇到这样一个问题:既然1897年J.J.汤姆孙(J.J.Thomson)就发现了电子,并且在20世纪初从实验事实,人们已经对电子的一些性质有了相当的了解,为何不用电子做散射实验而要用α粒子做散射实验呢?带着这个问题笔者查阅了有关资料,而写出本文.     

二氟甲烷分子3a1和2b2轨道的电子动量谱

借助电子动量谱学结合量子化学理论和其他方法可以给出轨道电子在整个空间的分布信息,由此给出电子运动的完备描述[1,2 ] .清华大学电子动量谱学实验室近几年已成功地对甲烷[3] 、异丁烷[4 ] 、环戊烷[5] 、二乙酰等[6 ] 分子的轨道电子动量分布进行了测量.我们利用第二代电子动量谱仪首次对CH2 F2 分子3a1和2b2 轨道的电子动量谱进行测量,并与理论计算结果作了比较.同时还计算了坐标空间和动量空间中电子在x - y平面的密度分布.电子动量谱学最基本的过程是(e ,2e)反应,即电子与靶粒子碰撞而发生的电离过程.而对于(e ,2e)反应,含有大量信…     

电子是圆的吗？

 许多人想象认为,电子是圆形球对称的自旋的点粒子。然而,假如电子具有偶极矩,这将打破通常的图像,圆形将被拉长而变成椭圆形。现在,英国伦敦帝国大学的J.J.哈德孙(J. J. Hudson)与他的同事一起,利用超冷的氟化钇分子设置了电子的电偶极矩(edm)的最低值。分子的edm 值反映了非成对的电子的可能的偶极矩。     

邮票上的物理学史39--电子的发现

19世纪末,经过玻尔兹曼等人的努力,原子论刚刚得到科学界的普遍承认."原子”的本意是"不可分割的”,人们认为,每种元素由一种原子构成,氢原子是自然界中最小的粒子.对于自然界中还存在质量和线度比原子小得多的粒子,人们完全没有思想准备.在这样的背景下,可以想像,在当时提出电子的概念并确定其存在,是多么具有革命性. 电子这个名称,原是英国物理学家斯通尼(G.J.Stoney)于1874年提出的.从法拉第电解定律可以推出,1 mol任何原子的单价离子永远带有相同的电量,即法拉第常数F.但1 mol任何原子的数量都是N,N是阿伏伽德罗常量,这就使人想到,电荷的基本单元应当是e=F/N,斯通尼称之为电子.不过,当时N的测量值很不准确,因此斯通尼只能推算出e的大概数值.     

Scattering particle interactions to He( e, 3e) fivefoid differential cross-section contribution

计算了敲出电子等能分享几何安排下,入射能量分别为5 599 eV和1 099 eV时He(e,3e)反应五重微分截面,并比较在He(e,3e)过程中散射粒子的相互作用和它们之间的干涉效应对五重微分截面的贡献.结果表明,理论计算数据在误差范围内与实验数据基本吻合,并且散射粒子的相互作用以及干涉效应对五重微分截面的影响都是不容忽视的.     

散射粒子的相互作用对He(e,3e)五重微分截面的贡献

计算了敲出电子等能分享几何安排下,入射能量分别为5 599 eV和1 099 eV时He(e,3e)反应五重微分截面,并比较在He(e,3e)过程中散射粒子的相互作用和它们之间的干涉效应对五重微分截面的贡献.结果表明,理论计算数据在误差范围内与实验数据基本吻合,并且散射粒子的相互作用以及干涉效应对五重微分截面的影响都是不容忽视的.     

9.5GeV附近的新粒子γ和层子模型的SU(5)扩充

在J/(?)粒子发现后,因SU(3)难于容纳,有人将层子模型理论的对称性从SU(3)扩充到SU(4).三年来的实验,尤其是D、F粒子的发现,证明SU(4)确实是好的方案.一年多之前我们曾提出这样的问题:如再发现窄共振的中性矢量介子怎么办?最近实验上在9.5GeV附近确实发现了新的共振.对这个共振包含有那些粒子,到目前有以下几种分析: (1)在9.54±0.04GeV处有一个新粒子; (2)在9.44±0.03GeV和10.17±0.05GeV处有两个新粒子; (3)在9.40±0.02GeV,9.99±0.05GeV,10.41±0.12GeV处有三个新粒子. 有的资料指出:在9.5GeV附近的共振已经被分辨出来有两个窄峰.如果窄共振     

基本物理常数的概况及其在物理学中的作用

基本物理常数主要是指原子物理学中遇到的一些常数,最基本的是电子的电荷e,电子的静止质量me,普朗克常数h,阿伏伽德罗数(简称阿氏数)N,真空中光速c.光速本来不是原子物理学中的常数,但是它是一个最基本的物理常数,在原子物理学中常常遇到它. 这些常数的发现和测定在物理学的发展中起了很大的作用.各种物理现象以各种不同的方式联系到有关的一些基本物理常数,而关于这些常数的知识直接影响到我们对于有关物理现象本质的认识.例如,十九世纪未发现电子就是通过对电子的荷质比e/m测定而获得的.接着,类似的实验应用到离子建立了质谱仪,发现了大…     

α粒子散射实验与原子核的发现——"最美丽"的十大物理实验之三

1实验背景 自1897年汤姆孙(J.J.Thomson 1856～1940年)从实验中发现电子;1896年亨利·贝克勒(H.A.Becquere1 1852～1908年)发现铀的放射性现象;1898年居里夫人(M.Curie 1867～1934年)发现镭的放射性现象;1897年卢瑟福(E.Rutherford 1871～1937年,英藉新西兰人)发现放射性中的α射线和β射线;1900年维拉德(P.U.Villard 1860～1934年)发现放射性中第三种射线--γ射线以后,使人们认识到原子是可分的,原子是有结构的.因此,各国物理学家们便开始探索原子的复杂结构.     

中国散裂中子源

正中子是组成原子核的粒子之一,和质子一起组成氢之外其他元素的原子核。1932年,查德威克(J.Chadwick)用α粒子轰击铍,发现从铍放出的射线是一种质量跟质子差不多的不带电的粒子,命名为中子。1935年查德威克因发现中子的重大贡献,获得诺贝尔物理学奖。1936年米切尔(P.Mitchell)和鲍尔斯(P.Powers)采用镭、铍不稳定热中子源在实验上定性地证明了中子的衍射特性。1944年费米(E.Fermi)和津恩     

磁控管法测电子荷质比e／m理论公式推导的改进

一、引言 1987年《大学物理》发表了测定电子荷质比e/m的各种方法的四篇文章。其中文献是在考虑空间电荷分布效应情况下导出r_k→0时电子运动轨迹的近似解,从而导出临界条件下测算电子荷质比的公式:e/m=(8u_a)/(r_a~2B_c~2)。并在注中说明A.W.Hull曾作过类似工作,得到结果与文献[1]完全一致,但推导方法有所不同。本文提出一种完整的推导方法,对历史上已有过的推导方法作了改进使之更符合实际。其主要改进之点为: (1)本文简化设想阴极具有电荷线密     

邮票上的物理学史43——玻尔和原子模型

原子的希腊文(ατομ)本义是"不可分割的",原来是把它看成一种不可分割的基元实体,因此没有内部结构可言.1897年J.J.汤姆孙发现电子之后,人们认识到,原子还有内部结构,是可分的,原子中含有电子,中性的原子应当由带负电的电子与等量的正电荷组成.问题是,原子中含有多少个电子?正电荷在原子内又以什么形式分布? 对于第一个问题,直到1906年,J.J.汤姆孙才从X射线散射实验发现,一个原子中的电子数等于该元素的原子序数.在此以前,人们不知道一个原子中到底有多少个电子,一个有代表性的看法是,金斯在1901年估计氢原子中大约有700个电子,其他元素的原子中的电子数随原子量递增.     

BES取得J/衰变事例

 今年六月,从高能物理所传来了一个鼓舞人心的好消息,北京谱仪(BES)上记录到了正电子和负电子对撞产生的J/(?)粒子的衰变产物.当正电子和负电子的总能量被扫描到3.097GeV时,反应产物剧增,在显示屏上观察到了大量的J/(?)衰变产生的强子事件.在这个能量附近形成了一个很锐的产额峰.J/(?)粒子是15年前美国麻省理工学院丁肇中教授领导的实验组和美国斯坦福直线加速器中心里克特教授领导的实验组分别发现的.     

激光场中正电子对氢原子的电离反应

本文在一级Born近似下,研究了激光场中正电子对基态氢原子的碰撞电离反应,并与入射粒子为电子的(e,2e)反应进行了对比.激光场中正电子态和敲出电子态分别采用Volkov波函数和Coulomb-Volkov波函数,靶原子的缀饰波函数由含时微扰论给出.计算结果显示激光缀饰的三重电离截面明显依赖于入射粒子电荷符号.激光越强,二者差距越大.     

Electron Momentum Spectroscopy of Ethanethiol Complete Valence Shell

利用(e,2e)电子动量谱学手段首次测量了乙硫醇分子全部价轨道的束缚能谱和电子动量分布. 谱仪采用非共面对称的运动学条件,入射电子能量为1.2 keV加束缚能. 实验结果与密度泛函和Hartree-Fock方法的理论计算结果基本相符. 在束缚能谱中,观察到了17.8 eV的可能的伴线,并用电子动量谱进行了研究和标识.     

GaH(X1Σ+)自由基的光谱常数与分子常数研究

采用内收缩多参考组态相互作用(MRCI)方法和系列相关一致基aug-cc-pVnZ对GaH (X1Σ+)自由基的光谱性质进行了研究. 通过与实验结果的比较, 发现在aug-cc-pV5Z基组、且考虑相对论修正时得到的De, Re和ωe与实验结果较为一致. 在这一基组下对GaH(X1Σ+)自由基的势能曲线进行了计算、并将计算结果拟合成了Murrell-Sorbie函数, 由此得到的光谱常数(ωeχe, αe和 Be)也与实验结果较为相符. 以得到的解析势能函数为基础, 通过求解双原子分子核运动的径向Schrödinger方程, 找到了J = 0时该自由基存在的全部27个振动态. 针对每一振动态, 还计算了它的振动能级、经典转折点、转动惯量和离心畸变常数, 文中的大部分分子常数均属首次报导.