粒子物理历史发展.ppt

粒子物理的历史发展; 1984年10月，在位于北京玉泉路边的中国科学院高能物理研究所院内，邓小平同志亲自挥锨铲土为北京正负电子对撞机奠基。; 1988年10月，北京正负电子对撞机建成，邓小平等中央领导再次来到高能物理研究所，邓小平发表了至今仍影响中国科技发展的重要讲话。 “说起我们这个正负电子对撞机，我先讲个故事。有一位欧洲朋友，是位科学家，向我提了一个问题：你们目前经济并不发达，为什么要搞这个东西？我就回答他，这是从长远发展的利益着眼，不能只看眼前。” “过去也好，今天也好，将来也好，中国必须发展自己的高科技，在世界高科技领域占有一席之地。如果六十年代以来中国没有原子弹、氢弹，没有发射卫星，中国就不能叫有重要影响的大国，就没有现在这样的国际地位。这些东西反映一个民族的能力，也是一个民族、一个国家兴旺发达的标志。” ;兰州重离子加速器冷却储存环;“十一五”期间，我国将投资60多亿元启动建设12项大科学装置 ;——访中国科学院常务副院长白春礼院士 ; 物质世界是由什么构成的？物质世界是怎样构成的？认识物质结构的手段有哪些？物质微观世界对人类的影响？;? 古代的物质世界;? 元素周期表与核素图;19世纪末、20世纪初，人们发现了一系列新现象：阴极射线、光电效应、放射性、X射线等等，对原子结构的认识渐渐进入微观层次。; 阴极射线;参见/kejiyuandi/;1879年，他证实阴极射线不但能传递能量,还能传递动量.物理学讨论会上演示磁场对射线的偏转，他认为,阴极射线是由带负电的“分子流”组成的.这些分子是真空管内残余气体的分子,它们撞到阴极上,带上了负电荷,于是就受到阴极的排斥,沿着与阴极表面垂直的方向飞走. ;勒纳德 -- 将阴极射线引出放电管外,作出了“勒纳德窗”的重大发现 ;以克鲁克斯为代表的英国学派的带电微粒说 以赫兹为代表的德国学派的波动说 ;为了证实波动说的正确,Goldstein做了一个精确的光谱实验,他特制了一根L形放电管，电极A、B轮流充当阴极,用光谱仪观测谱线.如果阴极射线是分子流,它发出的光应产生多普勒效应,光的频率应与分???流运动的方向有关,用光谱仪观测到的从A端和B端发出的射线的频率应该不同.可是,实验证实,不管是哪一端发出的阴极射线,其频率都是相同的.;1895年,法国物理学家佩兰(J.B.PerrIn,1870-1942)做了著名的法拉第筒实验。他在阳极B中安装了一个法拉第筒F,用以接收从阴极C发出的射线的电荷,再由静电计检验电荷的正负.实验结果是静电计带负电.他用磁场先将阴极射线偏向一方,使它无法进入小孔H.这时,静电计的指针恢复到零,从而证明负电荷正是阴极射线携带的.佩兰通过实验认为阴极射线是带负电的粒子流. 但他的实验无法做出判决性的结论,因为它无法证实静电计所带的电荷一定是阴极射线传入的(也可能其他负电粒子和阴极射线是同时从阴极发出的). ;3.1　测阴极射线携带的电荷 汤姆生将佩兰实验作了一项重大改进.他把与静电计相连的接收器(法拉第筒)安装在真空管的侧面.平时没有电荷进入接收器,用磁场使射线偏转,当磁场达到某一值时,接收器接收到的电荷猛增,说明电荷确实来自阴极射线. ;3.2　用静电场使射线偏转 汤姆生重复了赫兹用静电场使阴极射线发生偏转的实验.;;第一步:让阴极射线过一条狭缝进入阳极内的金属筒(法拉第筒),利用静电计测量一定时间内金属筒获得的电量Q.若进入筒内的微粒数为N,每个微粒所带的电量为e,则 Q = Ne. 第二步:插入热电偶,经过同样时间后读出温升.若进入筒内微粒的动能W因碰撞全部转变成热能,则W可由温升计算出,其值为: W = N· mv2/2. 式中m、v分别为微粒的质量和速度 第三步:加上磁场使射线偏转.若R为微粒运动轨道的曲率半径,H为磁感应强度,则 H ev =mv2 /R. 由以上三式可计算出 e/m=2W/H2R2Q.;1、电子的发现: 汤姆逊认为更重要的是应该设法测出阴极射线中那些原子的质量。 1897年，汤姆逊巧妙地将电场和磁场结合起来，首先测出了阴极射线的速度，并进一步测量出了阴极射线中带负电的“原子”所携带的电荷量和它的质量的比值，称为“荷质比”。证实该射线其实是带电粒子束，人们称其为“电子” 。;德国维尔茨堡大学校长、物理学家伦琴（W.K. Rontgen，1845-1923）;X射线是由高速电子撞击物体时产生，从本质上它和可见光一样，是一种电磁波，波长约：0.001~0.01(nm) ;1896年，法国物理学家贝克勒尔（Becquerel, 1852-1908）在对一种荧光物质（硫酸钾铀）进行研究时发现了天然放射线，贝克勒尔射线。;玛丽·居里（M.S.Curie，1867-1934）;天