粒子物理学基础

1. 粒子物理学基础

2. 王淦昌先生

3. 李文铸先生

4. 汪容先生

5. 王凎昌先生和汪容先生

6. 粒子物理学 • 物质的基本组成 • 物质间的基本相互作用 • 物质运动的基本规律

7. 二十世纪的主要成就 • 相对论与时空观念 狭义相对论,高速运动粒子 广义相对论,引力理论，宇宙学 • 量子力学 波粒二象性,微观粒子 • 量子场论 描述物理世界的基本语言 • 标准模型 物质的基本组成和基本相互作用

8. 基本相互作用 • 引力相互作用 • 电磁相互作用 • 强相互作用 强大的核力维持原子核的稳定性 • 弱相互作用 导致基本粒子的不稳定,引起衰变

10. 对称性决定相互作用 • 电磁相互作用：U(1)规范对称性 • 弱电相互作用：SU(2)U(1)规范对称性 • 强相互作用：SU(3)规范对称性 • 引力相互作用：局域 Lorentz 对称性 • 规范粒子质量:对称性自发破缺 • 费米子质量:Yukawa 耦合 一种参数化,新的物理

12. 牛顿力学

13. 时间，空间 • 点粒子：位置，速度，加速度 • 牛顿定律 惯性 作用与反作用

14. 一个伟大的发现：

17. 相对性原理与Galilean变换

18. 电动力学 电磁现象

19. 麦克斯韦方程 洛伦兹力

20. 相对性原理,洛伦兹变换

21. 电磁波 光子:质量为零,速度为c

22. 狭义相对论 相对性原理 光速不变

23. Lorentz变换与原时:时空对称性

24. 相对论动力学

26. 量子力学 波粒二象性 态的线性叠加原理 互补性原理 测不准原理

27. 量子力学基本原理 • States of the system • Relation of commutation • Hermitian operators • Schrodinger equation • Principle of identity • Principle of measurement

28. Schrodinger方程 Heisenberg矩阵力学

29. 氢原子

30. 谐振子

31. 相对论量子力学 Klein-Gordon方程 电磁相互作用 负能量,负几率,精细结构不正确

32. Dirac方程 电磁相互作用 正几率,电子的自旋,精细结构正确 Klein 佯谬,负能量

33. 反粒子,相对论的预言 高能微观系统的多粒子特性 量子场论的必然

34. 基本相互作用 • 原子核内，质子与质子之间有很强的库仑排斥力，那么是如何维持原子核的稳定性的呢？ • 要维持原子核的稳定性，核子间必定存在相互吸引的强大的核力：强作用力 • 作用范围要小，导致原子结构的不稳定 • 引起原子核衰变，有轻子参与的相互作用──弱作用力

35. 四种基本相互作用力 对象 强度 范围 交换粒子 电磁力 带电粒子间10-2∞ γ(光子) 引力 万物10-40∞ G (引力子) 强力 强子1 10-15米g (胶子) 弱力 有轻子参与10-510-18米w±,z0

36. 非直接、即时相互作用

37. 量子场论 • 描述物理世界的基本语言 • 量子力学 • 狭义相对论

38. 量子电动力学

39. Tomonaga

40. Schwinger

41. R. Feynman

42. Dyson

43. 电子与光子构成简单系统 介子与光子构成简单系统

44. 规范对称性与电磁相互作用

45. Feynman规则

46. Lamb 效应

47. 电子反常磁矩

48. Compton 散射

50. 强相互作用与 • 夸克（Quark）模型