不論是加拿大的薩德伯裏隕石坑,還是南非的費裏德堡隕石坑,有證據表明都曾引起火山噴發。大規模的火山活動能直接導致許多物種的滅絕。大範圍的火山噴發會增加大氣層中的灰塵,首先使一段時期的氣候持續變冷,然後逐漸導致相應的全球破壞性氣候變暖,最後是致命的酸雨。
人們知道,恐龍是古代一種大型爬行動物,如果中生代末期它們不滅絕,那麽處於蒙昧時代的古猿至少沒有機會變成現代的人。那麽恐龍是怎樣來滅絕的呢?科學家們發現,在白堊紀——第三邊界沉積層堆積著一層厚約幾十厘米的白色粉末,那是地球上極為罕見的氨基酸。
因此,他們推斷:6500萬年前一顆直徑約10公裏的隕石與地球相撞,撞擊後的巨大爆炸使大多數恐龍立刻死去,爆炸後的粉末籠罩在大地上空,數年之久,土溫驟變,致使恐龍無一幸存,而恐龍的滅絕卻給其它新生動物帶來了生機,比如哺乳動物的出現,古猿也被迫走出森林。
隕石促成了人類的產生,由於隕石的影響,促進了生物的產生。進化,發展,但隕石也會帶來毀滅人類的危害性。比如沒入大西洋海底的古文明大陸大西洲,因為它正處於上麵所提到的大西洋巨型隕坑的邊上,創造出燦爛的瑪雅文化的古印第安人之所以突然失蹤,也是因為在他們那裏時常有隕石出現
在不斷發展著的今天,身外是個充滿神奇的世界,同時也充滿著危險。
曙光學院地下城的教室裏,華楓,雲夢,白鳳等眾學員正安靜的坐在台下,迎接他們秋季開學的第一課。
同學們!歡迎你們重新迴到教室,下麵我要講的是種非常重要的物質——粒子。老師的聲音拉長,以便引起足夠的重視。
粒子(pa
ticle),是指能夠以自由狀態存在的最小物質組成部分。最早發現的粒子是原子電子和質子,1932年又發現中子,確認原子由電子質子和中子組成,它們比起原子來是更為基本的物質組分,於是稱之為基本粒子。
以後這類粒子發現越來越多,累計已超過幾百種,且還有不斷增多的趨勢;此外這些粒子中有些粒子迄今的實驗尚未發現其有內部結構,有些粒子實驗顯示具有明顯的內部結構。看來這些粒子並不屬於同一層次,因此基本粒子一詞已成為曆史,如今統稱為粒子。粒子並不是像中子質子等實際存在的具體的物質,而是它們的統稱,是一種模型理念。
1897年湯姆生發現電子,1911年盧瑟福提出原子的核式結構。繼而我們發現了光子,並認為光子電子質子中子是組成物質的不可再分的粒子,所以把它們叫基本粒子。
接下來華楓在近乎神由的狀態下,了解到更多,包括19世紀末都認為原子是組成物質的最小微粒。發現了電子質子和中子後,許多人認為光子和它們是組成物質的基本粒子。
逐漸發現了數以百計的不由質子中子電子組成的新粒子;又發現質子中子等本身也有自己的複雜的結構。從20世紀後半期起,就將基本二字去掉,統稱為粒子。
20世紀30年代以來,人們在對宇宙射線的研究中陸續發現了一些新的粒子。
粒子之間存在著相互作用,有強相互作用電磁相互作用弱相互作用和引力相互作用,其中引力相互作用非常弱,可以忽略。通過這些相互作用,產生新粒子或發生粒子衰變等粒子轉化現象。
按照參與相互作用的性質將粒子分成以下幾類:規範粒子。即傳遞相互作用的媒介粒子,已發現的有傳遞電磁作用的光子和傳遞弱作用的z粒子。輕子。不直接參與強作用可直接參與電磁作用和弱作用的粒子,已發現的有電子μ子t子和相伴的電子中微子veμ子中微子t子中微子及它們的反粒子共12種。
強子,直接參與強作用,也參與電磁作用和弱作用的粒子。其中自旋為整數的強子稱為介子,自旋為半整數的強子稱為重子。強子的數目眾多,其中大部分是通過強作用衰變的粒子,其壽命極短,是不穩定的粒子,也稱為共振態。
各種粒子分別有各自的內稟性質,有粒子的質量m(靜質量,以能量表示)壽命t(平均壽命,指靜止係的平均壽命)電荷q(以質子的電荷為單位)自旋j(以為單位)宇稱p同位旋i同位旋第3分量i3重子數b輕子數lel
奇異數s粲數c底數d等等。
在現有實驗的精度下,輕子的行為類似點粒子,沒有顯示出具有內部結構,而強子顯示是複合粒子,具有一定的結構。按照現代粒子物理的觀點,介子由一對正反誇克構成,重子由3個誇克構成,輕子和誇克屬於同一層次。
基本粒子是構成一切物質實體的基本成分;也指量子理論中有基本力的粒子。
嚴格地說,基本粒子是不能再分解為任何組成部分的粒子。在這一定義下,隻有誇克和輕子兩種基本粒子。但是,雖然質子和中子由誇克組成,這兩類重子都不可能分解為它們的誇克成分,因為獨立的誇克是不能存在的。所以,盡管質子和中子以及其他重子由誇克組成,它們常被看成是基本粒子。
直到19世紀末,原子一直被認為是物質的基本建築砌塊。後來,英國粒子物理學先驅劍橋卡文迪什實驗室的約瑟夫·約翰·湯姆遜,發現原子產生的一種輻射能夠用原子自身分裂出來的帶電微粒流來解釋,知道這種帶電微粒就是電子。
既然電子帶負電荷,而原子呈電中性,很明顯,原子內部必然有另外的帶正電荷的粒子,以抵消電子的負電荷。20世紀初葉,工作於曼徹斯特的新西蘭裔物理學家歐內斯特·盧瑟福證明,這一正電荷與原子的大部分質量一起,都集中在很小的中心核內。
起初人們認為,原子核是電子與荷正電的質子的混合物。到了1932年,也在卡文迪什實驗室工作的詹姆斯·查特威克才發現了不帶電的質量幾乎與質子一樣的中子。於是原子核被解釋成由強核相互作用,或強力,維持在一起的質子和中子的集合。
那時,這三種粒子——電子質子和中子
——似乎是構成一切物質的僅有基本粒子,但宇宙射線研究和粒子加速器中高能粒子束互相轟擊的實驗卻表明,還存在其他類型‘亞原子’粒子;不過這些‘新’粒子是不穩定的,它們將迅速‘衰變’成其他粒子簇射,以我們熟悉的電子質子和中子告終。
重要的是應該懂得,這些新粒子根本不是存在於粒子加速器中互相轟擊的粒子的‘內部’;它們是從注入加速器的能量中,按照阿爾伯特`愛因斯坦的公式創造出來的。
然而,在它們的短暫壽命期間,它們是具備質量和電荷等特征的真正粒子。這樣的粒子,應該曾經在大爆炸的高能條件下大量出現。
物理學家不知道如何將這些粒子納入一個圓滿的物理理論,他們試圖解釋這些粒子之間基本力的作用方式。他們這樣做時,仿效光子攜有帶電粒子之間的電磁力,想借助另一類攜帶著力的粒子——介子。但介子又是用什麽東西製造的呢?
1964年物理學家蓋爾曼提出誇克模型,認為強子由更基本的成分組成,這種成分叫做誇克qua
k。誇克模型經過幾十年的發展,已被多數物理學家接受。
有一段時期,局麵極其混亂。但1960和1970年代發展的誇克理論使局麵趨於明朗。誇克理論認為,所有已知粒子可以分成兩族。一族由誇克組成,能夠‘感知’隻在誇克之間起作用的強力,叫做強子。另一族叫做輕子,它們不能感知強力,但參與以所謂的弱力做媒介的相互作用,比如,放射衰變過程就是弱相互作用引起的。強子既能參與強相互作用,也能感知弱力。
輕子是名副其實的基本粒子,它們不由任何別的東西構成。典範的輕子就是電子,電子與另一種叫做中微子的輕子相伴生。當電子參與放射衰變這類過程時,總有中微子卷入。
由於一些無人知曉的原因,這一基本圖像已經複製了兩次,產生了三‘代’輕子。除電子本身外,還有比較重的叫做μ介子,它們除了比電子重207倍外,完全像是電子;還有一種甚至更重的粒子叫做t粒子,它的質量接近質子的兩倍。
這兩種重電子各有其自己的中微子,所以輕子族有六種粒子。雖然μ介子和t粒子都能在粒子加速器中用能量製造或從宇宙線產生,但它們很快衰變,轉化成電子或中微子。
人們知道,恐龍是古代一種大型爬行動物,如果中生代末期它們不滅絕,那麽處於蒙昧時代的古猿至少沒有機會變成現代的人。那麽恐龍是怎樣來滅絕的呢?科學家們發現,在白堊紀——第三邊界沉積層堆積著一層厚約幾十厘米的白色粉末,那是地球上極為罕見的氨基酸。
因此,他們推斷:6500萬年前一顆直徑約10公裏的隕石與地球相撞,撞擊後的巨大爆炸使大多數恐龍立刻死去,爆炸後的粉末籠罩在大地上空,數年之久,土溫驟變,致使恐龍無一幸存,而恐龍的滅絕卻給其它新生動物帶來了生機,比如哺乳動物的出現,古猿也被迫走出森林。
隕石促成了人類的產生,由於隕石的影響,促進了生物的產生。進化,發展,但隕石也會帶來毀滅人類的危害性。比如沒入大西洋海底的古文明大陸大西洲,因為它正處於上麵所提到的大西洋巨型隕坑的邊上,創造出燦爛的瑪雅文化的古印第安人之所以突然失蹤,也是因為在他們那裏時常有隕石出現
在不斷發展著的今天,身外是個充滿神奇的世界,同時也充滿著危險。
曙光學院地下城的教室裏,華楓,雲夢,白鳳等眾學員正安靜的坐在台下,迎接他們秋季開學的第一課。
同學們!歡迎你們重新迴到教室,下麵我要講的是種非常重要的物質——粒子。老師的聲音拉長,以便引起足夠的重視。
粒子(pa
ticle),是指能夠以自由狀態存在的最小物質組成部分。最早發現的粒子是原子電子和質子,1932年又發現中子,確認原子由電子質子和中子組成,它們比起原子來是更為基本的物質組分,於是稱之為基本粒子。
以後這類粒子發現越來越多,累計已超過幾百種,且還有不斷增多的趨勢;此外這些粒子中有些粒子迄今的實驗尚未發現其有內部結構,有些粒子實驗顯示具有明顯的內部結構。看來這些粒子並不屬於同一層次,因此基本粒子一詞已成為曆史,如今統稱為粒子。粒子並不是像中子質子等實際存在的具體的物質,而是它們的統稱,是一種模型理念。
1897年湯姆生發現電子,1911年盧瑟福提出原子的核式結構。繼而我們發現了光子,並認為光子電子質子中子是組成物質的不可再分的粒子,所以把它們叫基本粒子。
接下來華楓在近乎神由的狀態下,了解到更多,包括19世紀末都認為原子是組成物質的最小微粒。發現了電子質子和中子後,許多人認為光子和它們是組成物質的基本粒子。
逐漸發現了數以百計的不由質子中子電子組成的新粒子;又發現質子中子等本身也有自己的複雜的結構。從20世紀後半期起,就將基本二字去掉,統稱為粒子。
20世紀30年代以來,人們在對宇宙射線的研究中陸續發現了一些新的粒子。
粒子之間存在著相互作用,有強相互作用電磁相互作用弱相互作用和引力相互作用,其中引力相互作用非常弱,可以忽略。通過這些相互作用,產生新粒子或發生粒子衰變等粒子轉化現象。
按照參與相互作用的性質將粒子分成以下幾類:規範粒子。即傳遞相互作用的媒介粒子,已發現的有傳遞電磁作用的光子和傳遞弱作用的z粒子。輕子。不直接參與強作用可直接參與電磁作用和弱作用的粒子,已發現的有電子μ子t子和相伴的電子中微子veμ子中微子t子中微子及它們的反粒子共12種。
強子,直接參與強作用,也參與電磁作用和弱作用的粒子。其中自旋為整數的強子稱為介子,自旋為半整數的強子稱為重子。強子的數目眾多,其中大部分是通過強作用衰變的粒子,其壽命極短,是不穩定的粒子,也稱為共振態。
各種粒子分別有各自的內稟性質,有粒子的質量m(靜質量,以能量表示)壽命t(平均壽命,指靜止係的平均壽命)電荷q(以質子的電荷為單位)自旋j(以為單位)宇稱p同位旋i同位旋第3分量i3重子數b輕子數lel
奇異數s粲數c底數d等等。
在現有實驗的精度下,輕子的行為類似點粒子,沒有顯示出具有內部結構,而強子顯示是複合粒子,具有一定的結構。按照現代粒子物理的觀點,介子由一對正反誇克構成,重子由3個誇克構成,輕子和誇克屬於同一層次。
基本粒子是構成一切物質實體的基本成分;也指量子理論中有基本力的粒子。
嚴格地說,基本粒子是不能再分解為任何組成部分的粒子。在這一定義下,隻有誇克和輕子兩種基本粒子。但是,雖然質子和中子由誇克組成,這兩類重子都不可能分解為它們的誇克成分,因為獨立的誇克是不能存在的。所以,盡管質子和中子以及其他重子由誇克組成,它們常被看成是基本粒子。
直到19世紀末,原子一直被認為是物質的基本建築砌塊。後來,英國粒子物理學先驅劍橋卡文迪什實驗室的約瑟夫·約翰·湯姆遜,發現原子產生的一種輻射能夠用原子自身分裂出來的帶電微粒流來解釋,知道這種帶電微粒就是電子。
既然電子帶負電荷,而原子呈電中性,很明顯,原子內部必然有另外的帶正電荷的粒子,以抵消電子的負電荷。20世紀初葉,工作於曼徹斯特的新西蘭裔物理學家歐內斯特·盧瑟福證明,這一正電荷與原子的大部分質量一起,都集中在很小的中心核內。
起初人們認為,原子核是電子與荷正電的質子的混合物。到了1932年,也在卡文迪什實驗室工作的詹姆斯·查特威克才發現了不帶電的質量幾乎與質子一樣的中子。於是原子核被解釋成由強核相互作用,或強力,維持在一起的質子和中子的集合。
那時,這三種粒子——電子質子和中子
——似乎是構成一切物質的僅有基本粒子,但宇宙射線研究和粒子加速器中高能粒子束互相轟擊的實驗卻表明,還存在其他類型‘亞原子’粒子;不過這些‘新’粒子是不穩定的,它們將迅速‘衰變’成其他粒子簇射,以我們熟悉的電子質子和中子告終。
重要的是應該懂得,這些新粒子根本不是存在於粒子加速器中互相轟擊的粒子的‘內部’;它們是從注入加速器的能量中,按照阿爾伯特`愛因斯坦的公式創造出來的。
然而,在它們的短暫壽命期間,它們是具備質量和電荷等特征的真正粒子。這樣的粒子,應該曾經在大爆炸的高能條件下大量出現。
物理學家不知道如何將這些粒子納入一個圓滿的物理理論,他們試圖解釋這些粒子之間基本力的作用方式。他們這樣做時,仿效光子攜有帶電粒子之間的電磁力,想借助另一類攜帶著力的粒子——介子。但介子又是用什麽東西製造的呢?
1964年物理學家蓋爾曼提出誇克模型,認為強子由更基本的成分組成,這種成分叫做誇克qua
k。誇克模型經過幾十年的發展,已被多數物理學家接受。
有一段時期,局麵極其混亂。但1960和1970年代發展的誇克理論使局麵趨於明朗。誇克理論認為,所有已知粒子可以分成兩族。一族由誇克組成,能夠‘感知’隻在誇克之間起作用的強力,叫做強子。另一族叫做輕子,它們不能感知強力,但參與以所謂的弱力做媒介的相互作用,比如,放射衰變過程就是弱相互作用引起的。強子既能參與強相互作用,也能感知弱力。
輕子是名副其實的基本粒子,它們不由任何別的東西構成。典範的輕子就是電子,電子與另一種叫做中微子的輕子相伴生。當電子參與放射衰變這類過程時,總有中微子卷入。
由於一些無人知曉的原因,這一基本圖像已經複製了兩次,產生了三‘代’輕子。除電子本身外,還有比較重的叫做μ介子,它們除了比電子重207倍外,完全像是電子;還有一種甚至更重的粒子叫做t粒子,它的質量接近質子的兩倍。
這兩種重電子各有其自己的中微子,所以輕子族有六種粒子。雖然μ介子和t粒子都能在粒子加速器中用能量製造或從宇宙線產生,但它們很快衰變,轉化成電子或中微子。