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.     

在粒子物理学课堂教学中融入学科发展前沿

粒子物理学是粒子物理和核物理方向硕士研究生的一门重要专业基础课,也是一门不断发展的学科。本文以粒子物理学的两个教学重点强子及强子结构和标准模型的检验及Higgs粒子的探测为例,对在粒子物理学课堂教学中融入该学科发展的前沿动态进行了探讨,有助于学生了解本学科的最新研究进展、研究热点和有待解决的问题,拓展知识面,激发学习和研究的兴趣,培养创新思维。     

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…     

略谈粒子物理学实验

粒子物理学是当前物理学的前沿之一,它研究和探索粒子的种类、内部结构以及它们之间的相互作用规律。我们知道本世纪以来,人们的理论认识已经深入到物质原子内部的各个层次,深入到各层次粒子的结构,它的运动形态和转变规律。理论的认识之所以如此深入,主要靠先进的、条件极严格的科学实验方法的发展,如需要强电场、强磁场、高压强、高温度、高密度等条件。从历史经验来看,物理学研究的物质层次深化的决定性因素是物质粒子间的相对运动能量。换句话说,所研究的物质层次越深,需要的能量越高。     

物理学的现代进展

文章阐述了物理学是整个自然科学的基础,是高等理科教育中的重要组成部分,着重说明了20世纪以来物理学在探索物质微观结构基本规律方面所取得的重大突破性进展:一是强子结构理论的确立,另一是电磁相互作用和弱相互作用统一理论的成功.文章内容包括粒子物理学的近代发展,波粒二相性和其运动状态的描述,以及粒子之间的基本相互作用等;此外,文章配合2015国际光年,特别阐述光学是物理学中最早探知微观粒子波粒二相性的部分.     

空间物理学

认识空间和征服空间是人类由来已久的愿望.空间是一个规模宏大的天然物理实验室.它包含着数目巨大的各种分子、原子、离子,具有不同能量的质子和电子,从极低频到r射线这样宽广的频谱的电磁波、各种类型的磁流波和声重波,太阳和银河宇宙线、微流星、气溶胶以及磁场、电场和重力场.在空间,存在着波的激发、波-粒相互作用、粒子沉降、光化与电离反应,大气热力动力过程等重要的物理现象.对这些复杂的物理现象的研究,构成了近代自然科学理论研究的一个重要方面;空间物理学成为近代天体物理学、高能物理学、等离子体物理学、力学、原子和分子物理…     

威尔逊云室的发明及对物理学的贡献

对历史上第一个粒子探测器---威尔逊云室的发明过程作了较为详细的阐述,同时对威尔逊云室的改进、威尔逊云室对粒子物理学的贡献以及威尔逊本人的生平也作了简要的介绍。     

把粒子物理学前沿渗入物理教学

本文介绍了粒子物理学研究的最新成果以及把现代物理学前沿渗入物理教学的研究与探索． 探索粒子物理学的奥秘──夸克和轻子 物理学的精髓在于探索未知，本世纪初，物理学家发现了原子的核模型结构．３０年代，人们又发现原子核是由紧密结合在一起的质子和中子组成的．自然，质子和中子被认为是基本粒子，但是大量的称为强子（包括介子和重子两类）的相似粒子于５０年代和６０年代初被发现，目前已知的有一百多种强子．人们提出了这样的观点，强子并不是基本粒子，而是由电荷为１／３ｅ或２／３ｅ的更小粒子──夸克构成的，即强子的夸克模…     

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…     

论物理学与现代林业科学

物理学是自然科学的带头学科，是自然科学发展的根基。现代林业科学属自然科学的一个分支，其发展与物理学息息相关。物理学不仅为现代林业科学的发展提供基本理论和概念，也为其发展提供先进的实验方法和手段。     

现代战争与物理学

以物理学为基础的高技术在现代战争中发挥着越来越重要的作用．物理学的发展不仅改变了战争的面貌，而且也改变了战争的观念．物理学的各个分支被广泛地应用于军事目的．这些应用可以使一个国家提高军事实力，甚至能够达到不战而迫人屈眼的目的．因此，为现代高技术武器的发展作一些物理学的贮备是必要的．但是，我们应该看到物理学不仅可以用来制造武器，同样也可以用来销毁武器防止战争．     

漫谈物理学的过去、现在与未来

文章试图对物理学的发展历史作一透视，从而理解其现状，并进而窥测其未来的前景，我们希望这一看法对于当今从事物理学教学与科研的人士有所助益，由于物理世界的层次化，诸层次之间既可能存在耦合，又可能出现脱耦，因而大量粒子所构成的复杂体系中所涌现的各种层展性质就不能简单地还原成个别粒子所服从的规律，我们根据这一观点并结合物理学的未来前景，讨论了当今物理学研究的若干前沿问题，一切迹象预示着物理学将有光明的前景     

物理学的两个前沿

今年三月在Munich 附近的Garching,来自不同领域的物理学家们会聚一堂,再次认真考察物理学的两个前沿:非常大的和无限小的系统的物理学。有关宇宙学、天体学和基础物理学的Garching 讨论会,是CERN 和ESO 共同组织的。它是1983年11月在CERN 首创的系列会议的第二次。粒子物理学的目标在于研究探索物质的最小组分和弄懂它们怎样相互作用。     

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…     

医学物理学——物理学在医学中的应用

面向物理工作者介绍物理学在医学中应用的历史及对医学发展所起的作用。对近年来医学物理学在医学影像和肿瘤放射治疗两个领域中的发展现状与最新进展作了综述。物理学与医学结合不仅为临床诊断、治疗提供了先进的手段，同时也促进了物理学的发展。     

世纪间物理学发展和思考

 物理学发展到今天,对推动人类文明进步起了很大的作用。回顾过去,展望未来,我们不应该慨叹物理研究之前途渺茫,２１世纪的物理学定会得到突破性发展,物理学又将上一个新台阶。物理学是研究物质的基本结构和物质运动最一般规律的学科。更广泛地讲,物理学是研究自然的科学。物理学发展史实际上是人类探索自然、认识自然及改造自然的过程。当今社会,高度物质文明、高科技生产都是以人类对自然认识程度为基础的。物理学方面每次重大发展,总是把社会生产推到一个新的高度。随着人类实践和认识水平的提高,物理学更趋完善,然而物理学的发展并未走到尽头,也不可能走到尽头。     

物理学与高技术

当代高技术的发展揭开了世界科技史上新的一页．本文以六大高技术群（能源技术、材料技术、信息技术、生物技术、空间技术和海洋技术）为线索，综述物理学对高技术发展的巨大影响．事实证明，物理学建立的新的概念和方法以及为物理学研究所发展起来的各种特殊条件和测量手段不仅大大深化了人们对自然界的认识，而且为技术和工程科学的发展开辟了新的道路．物理学的研究成果源源不断地在高技术发展中得到应用．而高技术的发展又对物理学提出层出不穷的研究课题．因而，大力加强物理重大前沿课题研究有着十分重大的意义。     

世纪之交物理学思考之三——不可忽视的教育

２０世纪前半叶物理学主流研究进展迅速,重大发现、重大突破的报捷声紧锣密鼓,以每年一项甚至几项的发现速度向前发展．在这期间,出现了相对论与量子论两大划时代的理论突破．然而到后半叶,其发展速度就明显地降了下来．虽然不可否认在粒子物理学、天体物理学、凝聚态...     

物理学的第二次量子革命

1基本粒子的起源与纠缠的量子比特《赛先生》:在您看来,当代物理学最伟大的未决问题有哪些?文小刚:就物理学的基础问题而言,人类一直追求万物起源这一问题,希望了解万物是从哪儿来的,基本规律是什么。直到今天,这还是物理学的最大梦想。但有人会说,这个问题不是已经解决了吗?我们有基本粒子的"标准模型",有牛顿的万有引力理论,还有爱因斯坦的广义相对论,这些已经把我们的世界解释得清清楚楚,很让人满意了。但实际上不是这样的。在标准模型提出40年后的今天,没有一个物理学家认为标准模型是基本理论,大家都认为它只是一个近似的     

计算机代数与物理学

一、计算机代数 随着计算机性能价格比的日益提高,它在物理学各部门中的应用也日渐增多.来自不同领域的物理学工作者,从不同的角度使用计算机,逐步积累了大量的知识.这就形成了计算物理学.现在公认,计算物理是独立于理论物理与实验物理之外的第三物理学.它对物理学发展的重要性,逐渐为人们所认识.虽然如此,但目前对计算物理迄今尚无一个公认的定义.在欧洲物理学会计算物理分会的一篇工作总结中,D.Biskamp[1]定义计算物理为:“涉及在物理学中应用计算机的一切方面”. 通常,计算机在物理学中主要用于:进行数值计算和数值分析Z物理过程的计算…