 日志正文
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微观世界探秘
浩瀚玉宇，寥廓江天，山川万物，沧海桑田，可见的物质世界以其绚丽多姿展现在我们的眼前。这个物质世界是由什么构成的？物质结构的本质是什么？随着自然科学的发展，人们对其认识不断加深。 19世纪初，英国科学家道尔顿提出了完整的原子论学说。他认为：原子是构成世间万物的不可再分的“原始物质”。虽然后来的电磁场和放射性等重大发现冲破了“原子不可分”的迷团、桎梏，证明了原子是由原子核和电子构成的。但这一学说为我们真正科学地了解物质结构开辟了新时代。 进入20世纪，科学家进一步发现原子核是由质子和中子组成的。中子、质子、电子和后来在宇宙射线与高能实验中不断发现的一系列粒子，如正电子、μ介子、π介子和各种奇异粒子等等，比原子核更小，被称为“基本粒子”。今天人们更清楚地认识到：基本粒子也有其内部的结构，也不是物质的最终形态，它们仍旧是无限可分，不可穷尽的。 当人类对物质的认识进入原子核内部以后，用米、厘米、毫米这样的量度单位，去观察原子内部结构及运动是根本无法进行的。原子核是一个直径只有10（-12次方）厘米的小东西，更深层次的粒子是人类目前无论动用什么技术手段都无法看到其“庐山真面目”的。于是就把这些极其微小的物质粒子构成的世界称为微观世界，与天体构成的宏观世界相对应。 质子的直径约为10（-13次方）厘米，为了方便叙述和研究，我们把10（-13次方）厘米作为原子核物理学中衡量基本粒子大小的单位，称为一个费米。它们的质量，以电子为例是9×10（-28次方）克，就用静止电子的质量作为基本粒子世界的质量单位，用me来表示，那么质子与中子的静止质量就相当于1986me和1838.6me。用电子伏特（ev）作为能量单位，用百万电子伏特（Mev）和亿电子伏特（Gev）表示。 基本粒子遵循着许多物理学的普遍规律，如能量守恒与转化、质量守恒、动量矩守恒、电荷守恒等定律。物质世界从宏观到微观所揭示出来的运动变化所遵守的守恒定律，越往小的方向发展，它们要遵守的守恒定律越多，而且还在不断发现新的守恒定律。 随着研究的深入，人们逐渐认识到基本粒子并不“基本”，就改称为“粒子”。目前已发现了700多种粒子，划分为光子、轻子、介子和重子等类，介子和重子又称为强子。粒子又是由夸克和胶子组成的，夸克结构模型目前已有几十种。 宇宙之大和粒子之微是物质世界的两个极端，即使使用目前世界上最先进的仪器设备，也不能观察到单个粒子。许多科学家致力于微观探幽，认为物质结构在不同能量尺度上有若干层次，也许不存在最终的层次。 微观世界和宏观世界一样充满了谜,也充满了无穷的魅力。
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最后修改于 2020-08-19 07:47
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