质子、中子里面有什么?
2017-02-27河北省承德市营子区教育局中学教研室张学军
农村青少年科学探究 2017年11期
关键词:模型
河北省承德市营子区教育局中学教研室 张学军


通过学习我们已经知道:原子核是由质子和中子构成的。或许有同学还会问:质子和中子是否还有其内部结构呢?这个问题提得很好,对物质结构的不断探索是科学的重要任务,人类对微观世界的探秘从来就没有停止过。
微观探索
上世纪30年代,理论物理学家认为质子、中子和电子等为数不多的几种粒子,就是构成物质的最小单元,并将它们称为“基本粒子”。进入20世纪60年代后,随着现代大型粒子加速器的建成、各种探测和分析仪器的出现、自动处理数据的大型电子计算机的使用,科学家发现了π、k、Λ、Δ等一百多种其他粒子。人们不禁要问:基本粒子世界究竟有多少成员?科学家对此做了深入研究,按照每个基本粒子的质量差异,把它们分为三大类:光子(媒介子)、轻子和强子(质子、中子)。在众多基本粒子的分类研究中,由于强子的数目最多、质量最大,取材较为容易,观测较为方便,因而人们对强子类基本粒子的研究最多,认识最深。
模型建立
1961年,美国的侯世达用波长为德布罗意波长的电子轰击质子,结果发现质子并不是一个几何点,它有大小,半径为10-15米,电荷就分布在这样一个空间范围内。中子也有大小,半径为10-15米。虽然中子不带电,但在10-15米范围内电荷密度有正负。为了解释强子的内部结构,1964年默里·盖尔曼预言了“夸克”的存在,并和乔治·兹韦格独立提出了关于强子的“夸克模型”:强子都是由更基本的粒子夸克组成的,夸克有三种,每种都有它的反夸克。……
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