第 2 章 基本物理

&2.3 .量子物理学

第一段：电磁场概念和电磁场能传送波，这些波看起来不像波，频率较高，像粒子——1920年，量子力学解释。1920年前，爱因斯坦把时间和空间组合在一起，称之为时空，用弯曲的时空描绘万有引力。

(资料图)

原子运动的规律也有问题：原子世界中的“惯性”与“力”的力学法则是不正确的——牛顿定律不再成立。小尺度反常，需要想象。

第二段：量子力学有许多观点——观点一：不可能既知道某个粒子在什么地方，又知道它运动得多快——解释了原子为什么那么大，为什么负电荷不是简单地位于正电荷的顶端。

第三段：观点二：根本不可能精确地预言在一定的实验中究竟会发生什么事情。

第四段：观点三：量子力学将场的概念与场的波与粒子统一起来——频率低时，现象的场的特性比较明显，或者说作为日常经验的近似描写时比较有用；当频率增加，现象的粒子特性对于我们通常用来作测量用的仪器来说更为明显。——假定了量子力学的波粒二象性概念是正确的之后，根据有关规则从粒子的能量来推断出这些较高的频率的。

第五段：新粒子——光子。量子和质子相互作用的新的见解——量子电动力学在原子核外没有例外，对于原子核内的过程不了解。

第六段：每个粒子总有一个反粒子。两个基本数据——电子质量与电荷。

&2.4 .原子核与粒子

第一段：汤川秀树提出：电相互作用可以与一种粒子——光子联系起来一样，中子和质子之间的作用力也有某种场，应当由一些别的粒子，应当有二三百个电子那么大的质量——宇宙有这种粒子——μ子，但这不是预言的核力相关的粒子。

第二段：1947或1948年，发现另一种粒子——л介子，满足汤川的判断，与核力相关。——难于实验验证。

第三段：寻找类似于化学元素周期表的关于粒子的表——美国的盖尔曼和日本的西岛各自独立做出的一种新的粒子表——分类基础：一种新的数，类似于电子的电荷，叫做“奇异数”S，对每个粒子都指定了这样一个数，它像电荷一样是守恒的，即在核力的反应中保持不变。

第四段：粒子的质量单位——兆电子伏（MeV），表的结构——

质量大的粒子放在较高的位置；

所有中性粒子都放在同一列内；

所有带正电的粒子在这一列的右边；

所有带负电的粒子在这一列的左边。

第五段：表的细节——

实线：粒子，虚线：“共轭态”；

略去了几个粒子，包括重要的零质量、零电荷的粒子，即光子与引力子，它们不属于重子-介子-轻子分类图；

较新的共振态（K*，Ψ，η）也不包括在这里；

介子的反粒子已列在表内，但轻子与重子的反粒子就需要另列一张表——这张表对零电荷的反演；

除电子、中微子、光子、引力子和质子外，所有的粒子都是不稳定的，但是这里只列出了共振态的衰变产物；

奇异数并不适用于轻子，因为它们与核之间没有强作用。

第六段：重子：与中子、质子放在一起的粒子，包括：Λ介子，Σ+介子，Σ-介子，Σ0介子（这三者质量相近）；

多重态粒子——

质子-中子二重态；

单重态（Λ介子）；

Σ三重态；

Σ二重态。

第七段：介子——

π介子：正、负、中性，另一多重态；

K介子：作为K+，K-出现；

每个粒子都有反粒子，除非一个粒子是它自己的反粒子——π+与π-是一对反粒子，π0是它自己的反粒子。

第八段：轻子：在核内的相互作用不强，跟核相互作用根本无关，跟核之间也没有强相互作用。有以下几种——

电子；

μ子——质量是电子的206倍，其余性质完全一样；

中微子——中性，零质量，两类：一类与电子相关，一类与μ子相关。

第九段：与核内其他粒子间没有强作用的粒子：一个是光子，一个是具有零质量的引力子——假如引力场也有类似量子力学的原理的话。

第十段：“零质量”：相对论角度定义。

第十一段：粒子之间的相互作用并不全都是不同的，分为四类，按强度降低的顺序降低——

核力；

电相互作用；

β衰变作用；

引力。

第十二段：在核内，量子力学是正确的。 

标签： 相互作用 量子力学