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1、館家烟你知道现代科学所知的物理世界左空间和时间尺 喪上有多大吗？请看图I.图2中关于一些典型物理 现象的空间尺塵和时间尺度的图示.周期好命或半亵所1030102410】8106宇宙尺度（下限） 星系团半径银河系直径日地距离10106110"10-210-18太阳绕银河中心險雷鸳星続太阳地球公转-地球白转脉冲星周期声振动分子转动原子揀动可见光月地距离 地球半径地球上的高山10-23宇宙2”U（地球）22<Ra（35 放 射性同位素）中子“子洪扳子图2 些典型物理现象的吋间尺度图【一些典型物理现欽的空间尺度黔子r对论物理竿醴*由 I於了力学；经典物理学I字宙物理学 : ! !人的身
2、高尘埃可见光波长原子半径原子核半径强相互作用力程基本粒子结构现代天文探溉表明,宇宙至少征展了 10“光年，即 10“米，这说的是宇宙之大的下限古人云：一尺之 極，日取其半，万世不竭.说的是物质世界往小的方向 可以一直分下去.现代实验所涉及的基本仪于“内部” 空间约为10-"米所以，从空间范围看10-米到 10”米，相差43个数优级！从吋间范围看，我们所知的这一部分宇宙的寿命 約为100亿年，即10“秒，而粒子物理实验丧朋，一类 基木粒于的寿命约为10秒，两者相差40个数鱼 如既然物理世界在时空尺度上跨越了这么大的范 围，我们对它的描达，也不免要把它划分为许多层次, 每个展次里，物质的
3、结构和运动规律将表现出不同特 色怎么划分层次？从大的方面说，首先可把物理现 象区分为低速和再速，宏观和微观等娄.CC/10-*r10-1< 米 107。米102。米（廉子核） （讯子（园系）空花尺度图3物理现象按空间尺度与速率大小区分示恋以光在真空中的速2.998X10*米为判 据，速度”极为接近光速的物理现象，祢以髙速现象, 反之为低速现象，即 13 hirrorucreserve d k核乳胶与核层次粒子研究欧稠原子核砒究中心的SPS加速器成功地加速 第孩和硫核，达200 AGeV/e,并且组织了 EMU-01至 EMU-08等8个合作实验组，集中了数白名物埋工作 者，主要使用核乳胶
4、寻找夸克胶子物质.这古老的探 测器怎么会得到当今高能实验物理界的青睐的呢？我们先从核乳胶说起.众所周知发现天然放射性 的故事:896年初，A. H. Becquerel在抽盐下夹着 钥起的避光包装內照相底片中，获得意外的钥匙负像. 当时推断，这是因锂盐放出来的未血辎射所致.核辐 射效应的这一偶俵发现，开拓了核研究的纪元.施着叭0/射线性质之陆续被揭示，以及Ruther- <ord的a散射实验证实原子核带正电之后，物理工 作者开始设计观測单个核粒子的手段：1912年第一 种视觉探测器一云雾室建成.1911年Reinganum 首次在照相乳胶中辨认单个“粒子径迹.1914年 Walmsley
5、和Makower首次成功地在英国Ilford公 司商品乳胶片中拍摄单个a粒子径迹的效观形像. 1927年MbjcOBcra<n零用特制的乳胶记录了 a粒子径 迹.1叭2年Blau等用一种染料增憊的乳胶记录了人（?）'l高速物理现象，或相对论生运动（7）*«1低速物理现象，或非相对论性运动 蜗牛爬行及现有火箭飞行，属于低速现象;佥能加速器 中质子运动速愛"0.99c,它属于离速现象.一个物理现象发生的线度范围和它的动疑加“ 的乘积，即勿"，约为普朗克常数力的数园级吋，称为 微观现象,反之见为宏观现象，即“沁宏观物理现象巾“方微观物理现象这里普朗克常数1
6、.054 XIO1千克米"秒. 电子在氢原子中运动属于微观现象，一颗尘埃在空气 中漂浮，电子在真空管中运动展宏观现毀.人类对物理世界的认识，是首先从低速宏观现象 开始的，后来逐渐进入高速现欽和微观现象.如果把 物理现象按空间尺度和速率大小划分为若干区域，则 有如图3那样的示意图.我们在图3中不同区域里，定性地标出了相应的 物理学分支的名私.这不过是从一个角度反映物理这 一科学之宫的轮耶而巳.零I核乳胶记录单个粒于的径迹 曾通照相乳胶记录由辐射集依效应产生的负像工加速的质子径迹从此，记录单个核粒子径迹的核 研穽乳胶在普通照相乳胶的基础上逐步地发展完善 T.核乳胶与普通照相乳胶都是卤化银
7、在明胶中的悬 浮体;都是在接收能凰最子（核辐射或光辐射）时，卤化 银破还原成银原子集团“潜影”，经显影扩大银斑，乂经 定彩溶去未披还原的卤化银，最后在明胶“徴观蜂巢状 载休”中嵌着由银颗粒组成负像的但是桟乳茨卤化银 含凤高;卤化银颗粒小;制成的感光胶膜，前再耳徉多. 如图1所示，核乳胶记录单个带电粒子杲沿粒子路径 留下由银颗粒构成的串串径迹；而普通照相乳孜只记 录由能压社于集休效应产生的负像，不记录单个粒子 的径迹一、核乳胶应用于核研究在历史上的成就H. A. nep4）H.nc3等在1939年用核乳胶观测大 煲a粒子本底下的铀裂片.我国科学家钱三強与何泽 越于1946年用核乳校发现铀三分裂珥
8、例.1946年Conversi等用石蜡慢化体实验证明，Az derson等在1938年宣称发现的“介子”（后来佛认为 卩子）不是汤川理论预言的核力场粒子.当时，英国 Bristol大学的C. F. Powell改进了核乳胶技术:增大 卤化银含债，提髙其记录带电粒子的灵敏阈，并械小原 乳胶簇由显影过程遥留的畸变效应.为寻找名副其实 的核力场粒子,CF. Powell和G. P. S. Occhialini带 领两位青年C. M. G. Uues和HMuirhcad在法国 比利牛斯山米迪峰上放置当肘算杲最灵敏的HbrdC2 核乳胶，乳胶片面积不过邮票大小：km X2cm,幸 运地记录到宇宙线中的+ ”+ ” + 0两个事例.介子与卩于的质量相差很少，卩子的动1994-2(1 jQiina Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved http:/wvv