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粒子物理

课程代码:SS031014

课程负责人: 杨中娟
共建教师:
课程建设:学术学位课程 开课学院:物理科学与技术学院

开课时间:2020年02月09日 学习人数:3人
有效时间: 永久有效 评分:
课程简介

       粒子物理是济南大学物理学一级硕士点的专业学位课,是粒子物理专业硕士必修课程,共48学时。本课程目的是使学生对物质的微观结构有深入了解,使学生掌握微观粒子的基本性质、相互作用等基础理论知识,了解高能物理实验设计的技术和物理。通过本课程的学习,应使学生系统地了解粒子物理与原子核物理学科发展现状和主要前沿,了解国内相关研究工作及其与国际上粒子物理学科的发展趋势。

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教学大纲

粒子物理
Particle Physics
课程编号:SS031014
开课学期:春季学期
学    时:48
学    分:3
开课单位:物理科学与技术学院                                   
大纲撰写人:杨中娟
一、教学目的与要求:
本课程目的是使学生对物质的微观结构有深入了解,使学生掌握微观粒子的基本性质、相互作用等基础理论知识,了解高能物理实验设计的技术和物理。通过本课程的学习,应使学生系统地了解粒子物理与原子核物理学科发展现状和主要前沿,了解国内相关研究工作及其与国际上粒子物理学科的发展趋势。

二、教学内容、学时分配

第一章  绪论           (4学时)                      
  1、粒子物理学基本研究内容
2、场、粒子相互作用
3、粒子的分类
4、粒子基本性质
5、高能物理实验

第二章 高速粒子运动学    (8学时)
1、洛伦兹变换
2、实验室系和质心系
3、散射截面、衰变宽度、相空间
4、几个常见问题:洛伦兹不变量;s, t, u不变量;二体衰变;三体衰变

第三章对称性和守恒定律     (12学时)
1、对称性和守恒量
2、Noether定理
3、同位旋
4、奇异数和重子数
5、空间反射变换和P宇称
6、电荷共轭变换和C宇称

7、G变换和G宇称
8、CP变换、CP宇称和CP破坏
9、时间反演和CPT定理
10、全同粒子交换变换

第四章 强子结构               (8学时)
1、幺正群
2、强子分类
3、夸克模型
4、轻介子系统
5、重夸克偶素
6、重轻介子
7、强子的命名规则

第五章 轻子和量子电动力学      (10学时)
 1、轻子的基本性质:
轻子数守恒和轻子普适性
中微子
2、Dirac方程和反粒子
3、量子电动力学QED
4、Moller散射和BhaBha散射
5、核子的电磁形状因子
6、部分子模型与夸克模型的统一

第六章 电弱统一理论            (6学时)
 1、弱相互作用的分类和V-A理论
 2、GIM机制和CKM矩阵
 3、对称性的自发破缺
 4、Brout-Englert-Higgs 机制

三、教学方式
以线上教学为主,并进行专题研讨结合学生自学与课堂讨论。课后要求学生自学预习内容并进行理论推导(疫情结束后转为面授上课)。

四、考核方式 
    平时考核形式为作业与考勤;平时成绩、期末考试各占总成绩20%、80%。平时成绩评定说明:考勤30分,作业30分,课堂表现40分 。

五、先修课程:
普通物理、量子力学、狭义相对论、原子核物理、高等量子力学

六、教材及教学参考资料(教材、推荐书目、推荐期刊文章、学习网站等):
(一)教材:《粒子物理学导论》,肖振军、吕才典,科学出版社,2016版
(二)推荐书目
[1] 《粒子物理导论》,杜东生、杨茂志,科学出版社,2017版
[2] 《基本粒子及其相互作用》,金广浩等著,世界图书出版公司,2010
[3]《粒子物理与核物理讲座》,高崇寿、曾谨言,高等教育出版社,1990 
[4]《李政道讲义:粒子物理和场论》,李政道著,上海科学技术出版社,2006
[5]《核与粒子物理导论》,许咨宗著,中国科学技术大学出版社,2009
[6] 《Quarks and Leptons An Introductory Course in Modern Particle Physics》,JOHN WILEY & SONS,1984
 

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教学团队

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