1. 什么是光子粒子的衰变过程是怎样的
原始称呼是光量子（light quantum），电磁辐射的量子，传递电磁相互作用的规范粒子，记为γ。其静止量为零，不带电荷，其能量为普朗克常量和电磁辐射频率的乘积，E=hv，在真空中以光速c运行，其自旋为1，是玻色子。早在1900年，M.普朗克解释黑体辐射能量分布时作出量子假设，物质振子与辐射之间的能量交换是不连续的，一份一份的，每一份的能量为hv；1905年A.爱因斯坦进一步提出光波本身就不是连续的而具有粒子性，爱因斯坦称之为光量子；1923年A.H.康普顿成功地用光量子概念解释了X光被物质散射时波长变化的康普顿效应，从而光量子概念被广泛接受和应用，1926年正式命名为光子。量子电动力学确立后，确认光子是传递电磁相互作用的媒介粒子。带电粒子通过发射或吸收光子而相互作用，正反带电粒子对可湮没转化为光子，它们也可以在电磁场中产生。
光子是光线中携带能量的粒子。一个光子能量的多少与波长相关, 波长越短, 能量越高。当一个光子被分子吸收时,就有一个电子获得足够的能量从而从内轨道跃迁到外轨道,具有电子跃迁的分子就从基态变成了激发态。
光子具有能量，也具有动量，更具有质量，按照质能方程，E=MC^2=HV,求出M=HV/C^2,
光子由于无法静止，所以它没有静止质量，这儿的质量是光子的相对论质量。
光子是传递电磁相互作用的基本粒子，是一种规范玻色子。光子是电磁辐射的载体，而在量子场论中光子被认为是电磁相互作用的媒介子。与大多数基本粒子相比，光子的静止质量为零，这意味着其在真空中的传播速度是光速。与其他量子一样，光子具有波粒二象性：光子能够表现出经典波的折射、干涉、衍射等性质；而光子的粒子性则表现为和物质相互作用时不像经典的粒子那样可以传递任意值的能量，光子只能传递量子化的能量。对可见光而言，单个光子携带的能量约为4×10-19焦耳，这样大小的能量足以激发起眼睛上感光细胞的一个分子，从而引起视觉。除能量以外，光子还具有动量和偏振态，但单个光子没有确定的动量或偏振态。 α衰变是一种放射性衰变。在此过程中，一个原子核释放一个α粒子（由两个中子和两个质子形成的氦原子核），并且转变成一个质量数减少４，核电荷数减少２的新原子核。
2. 什么是衰变
原子是保持物质化学性质的最小微粒，化学反应中原子的种类和数目保持不变，当原子被破坏，元素改变时，该反应已不属于化学反应，而成为了核反应。可见物理与化学在微粒反应方面紧密结合。利用核反应前后电荷与质量守恒可判断微粒的构成，根据微粒的构成，结合化学基本理论，可推知微粒的化学性质。
原子里具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子互称同位素。“同位”之意，是它们在元素周期表中共同占有一个位置。同位素这个概念是1913年由英国科学家素迪（1877～1956年）提出的，当时由于放射性元素的发现，在研究放射性元素的性质时，观察到有些放射性不同的元素，尽管它们的原子量各不相同，而化学性质却完全一样。如铀有原子量为234、235、238等多种放射性元素。同一元素的各种同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同。在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子百分比一般是不变的。同位素原子在许多方面有着广泛的应用。
原子物理中光子提供的能量在化学与生物的反应中有重要作用，公式为E＝hv＝hc/λ，其中v为光子的频率，λ为波长，c为光速，h为普朗克常数，即h＝6.63×10－34J·s，E为光子具备的能量。
例题解析
例题1．放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”。它可以用来断定古生物体死亡至今的年代。此项研究成果获得1960年诺贝尔化学奖。
1．宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成C，写出它的核反应方程式。
2．C很不稳定，容易发生β衰变，其半衰期5730年。写出它发生衰变的方程。
3．C的生成和衰变通常是平衡的，即空气中、生物活体中C的含量是不变的。当机体死亡后，机体内的C含量将会不断减少，若测得一具古生物遗骸中C含量只有活体中的12.5％，则这具遗骸死亡至今应有多少年？
【解析】
解答本题的难点在于两方面，其一是能正确理解生物体活着时因新陈代谢不断进行，C含量不变。生物体死亡后，C要按一定的半衰期衰变，而含量减少。其二是要会运用计算半衰期的公式，求出半衰期数。测定含量的方法，通常用放射计数器记录每分钟射出电子的个数，两种样品的这个数量之比往往就是C的含量比。
【参考答案】
1．N＋n→C＋H
2．C→N＋e
3．设活体中含C的量为ρ0，遗骸中含量为ρ，C的半衰期为T，半衰期的数为n，则ρ/ρ0＝1/2n，n＝3。因为n＝t/T，所以t＝nT＝17190年。
【评述】
本题是物理知识与考古学的紧密结合，而元素和同位素知识又跟化学有关，研究的又是生物体何时死亡的问题，因而具有较广泛的综合性。考生要会书写核反应方程式，掌握半衰期定义，并会进行简单计算。
例题2．氯分子的解离是一个吸热过程，每摩尔氯分子完全解离为氯原子需要吸收246.3kJ的能量。光也可以引起氯的解离。当能引起氯解离的光照射Cl2和H2的混合物时，将生成HCl。设混合气体受到汞紫外灯照射，灯的输入功率为10瓦，其中2％的能是被装在10L的容器中的混合气体吸收。在照射2.5s期间生成0.065mol的HCl气体。
1．预期引起氯解离的光的波长多大？
2．比计算的临界值长或短的波长的光也能引起氯解离吗？为什么？
3．量子产额多大？（量子产额＝每吸收一个光子得到的产物分子的个数）
【解析】
由1mol Cl2分子解离吸收的能量，可求出单个Cl2分子解离（Cl2→2Cl·）需由光子提供的能量，再由Q＝hc/λ可求得临界波长，这可与物理中的光电效应进行对比。量子产额也可转化为得到产物的分子总额与吸收的光子总数的比值进行求解。
【参考答案】
1．λ＝c/ν Q＝NA·h·ν λ＝4.91×10－7m（1分）
2．比临界值短的波长的光是有效的，比临界值长的波长的光是无效的，它的v较小，能量较小。
3．＝3.2×104
【评述】
考查物理知识在化学中的应用；考查知识迁移能力；考查信息的应用和物理公式的应用。量子产额的结果并不是1或2，而是有数万，原因何在？其实解离出1个Cl原子后能发生一系列循环反复的链锁反应，Cl·＋H2→HCl＋H·；H·＋Cl2→HCl＋Cl……。（学生不必掌握）
例题3．有A、B、C、D四种短周期元素。已知一个B原子的原子核受到a粒子的轰击得到一个A原子的原子核和一个C原子的原子核，又知C、D元素同主族，且能发生下面两个反应：
A、B 化合物＋ B、C 化合物 B单质 ＋ A、C 化合物
A、D 化合物 ＋ D、C 化合物 D单质 ＋ A、C 化合物
请回答：
1．比较B、C原子半径大小 ；画出D离子的结构示意图 。
2．写出B原子核受α粒子轰击的核反应方程式 。
3．写出两个反应方程式 ； 。
【解析】
这是一个综合物理核反应的化学推断试题。从核反应中我们可以得到：B的原子序数加上2（α粒子为氦的原子核）等于A的原子序数加上C的原子序数，仔细观察两个反应方程式；得到B、D单质，是两个归中反应，B、D应为非金属，短周期中常见的有Cl、S、N等，还有P、Si、C、B等，而它们常见的化合物极可能是氢化物与氧化物间的反应，联想2H2S＋SO2＝3S＋2H2O等反应，而C、D又同主族，很容易想到是O、S，显然满足条件，根据推进验证，A、B、C、D四种元素分别为H、N、O、S。
【参考答案】
1．B＞C；；
2．N＋α→O＋H（其它满足条件的质量数也可以）
3．2NH3＋N2O3＝2N2＋3H2O（2N2H4＋N2O4＝3N2＋4H2O也可以）；
2H2S＋SO2＝3S＋2H2O
【评述】
要适应在一门学科中渗入一些其它学科知识的试题。
基本训练
一．选择题
1．据测，哈雷彗星上碳的两种同位素12C和13C的原子个数比为65∶1，而地球上12C和13C的原子个数比为89∶1。地球上碳元素的原子量是12.011，那么哈雷彗星上碳元素的原子量应是
A 12.000 B 12.009 C 12.015 D 12.980
2．迄今为止合成的最重的元素是112号元素，它是用高能原子轰击的靶子，使锌核与铅核熔合而得，每生成一个112号元素的原子的同时向外释放出一个中子。下列说法错误的是
A 112号元素是金属元素
B 112号元素位于第七周期第四主族
C 科学家合成的112号元素的原子的中子数为166
D 112号元素为放射性元素
1999年4月，人类合成超重元素的努力竖立起了一个新的里程碑，美国劳仑斯－柏克莱国家实验室的领导人，核化学家Kenneth E. Gregorich宣布，在该实验室的88英寸回旋加速器上，研究者用高能离子轰击靶，氪核与铅核融合，放出1个中子，形成了一种新元素A；120微秒后，该A元素的原子核分裂出1个α粒子，衰变成另一种新元素B；600微秒后又释放出一个α粒子，形成另一种新元素C的一种同位素。新元素C是在1998年末，俄美科学家小组用核轰击靶时得到的。
3．人们发现新元素A、B、C的时间先后顺序为
A A B C B C B A C B A C D C A B
4．人们发现的新元素A的原子序数为
A 112 B 114 C 116 D 118
5．在1999年4月得到的C元素的一种同位素的原子核中中子数有
A 169 B 171 C 172 D 175
6．下列有关B元素性质的说法错误的是
A B元素的单质是固体
B B元素是金属元素
C B元素具有放射性
D B元素具有类似卤素的化学性质
1999年9月，日本发生了严重核泄漏，这是加工厂将核原料（六氟化钠）提炼成核反应材料（二氯化铀）时操作失误造成的，工作人员在一个加工炉中投入了16kg的核原料，大大超过了规定标准，从而造成了核泄漏。
7．这个标准为
A 临界温度 B 临界压强
C 临界体积 D 由一定的温度、压强和体积共同确定
8．下列哪种反应导致了核泄漏
A 氧化反应 B 分解反应 C 化合反应 D 链式反应
9．核泄漏会导致生物体的
A 基因重组 B 基因突变 C 基因互换 D 染色体变异
3. α衰变和β衰变方程式是什么
反应方程式：14N+4He→17O+1H）反应方程式：9Be+4He→12C+n）
在β衰变中，原子核的质量数不变，只是电荷数改变了一个单位。
原子核自发地放射出β粒子（电子）称为β衰变。
例如钍原子核（质量数234，质子数90）衰变方程式
Th（234，90）→
Pa（234，91）+
e（0，-1）
碳14（质量数14，质子数6）衰变方程式
C（14，6）→
N（14，7）+
e（0，-1）
(3)c语言粒子衰变扩展阅读：
α衰变是原子核自发放射α粒子的核衰变过程。α粒子是电荷数为2、质量数为4的氦核He。β衰变，原子核自发地放射出β粒子或俘获一个轨道电子而发生的转变。
放出电子的衰变过程称为β-衰变；放出正电子的衰变过程称为β+衰变；原子核从核外电子壳层中俘获一个轨道电子的衰变过程称为轨道电子俘获，俘获K层电子叫K俘获，俘获L层的叫L俘获，其余类推。通常，K俘获的几率量大。在 β衰变中，原子核的质量数不变，只是电荷数改变了一个单位。
4. 核衰变的全部表达式
核衰变主要包括α衰变、β衰变。
一、α衰变表达式，
自发放射α粒子的核衰变过程。α粒子是电荷数为2、质量数为4的氦核嬆He。α衰变可一般地表示为AZX─→+嬆He，式中AZX为母核；为放射α粒子后剩余的子核。
根据母核、子核及氦核的静质量，衰变过程发生质量亏损，Δm=mX-mY-mα>0，与此质量亏损相应的能量Δm·c2称为衰变能，大约为Ω兆电子伏特(MeV)量级，其中98%以上是α粒子动能，只有不足2%表现为子核的反冲动能。
二、β衰变表达式，
β原子核自发耗散其过剩能量使核电荷改变一个单位而质量数不改变的核衰变过程。分为放出一个电子的β-衰变、放出一个正电子的β+衰变和俘获一个轨道电子的轨道电子俘获(EC)3种类型，
1、A2X→A2+1Y+e-+νe(β-衰变)[注意：A2+1,2-1都在Y的左上和左下]，
2、A2X→A2-1Y+e++νe(β+衰变)[-+在e的右上方。e在v的右下方]，
3、A2X+e-→A2-1Y+νe(EC)[A2分别在X左上方和左下方]，
式中X和Y分别代表母核和子核；A和Z是母核质量数和电荷数；e-、e+为电子和正电子，νe、νe为电子中微子和反电子中微子。三种类型释放的衰变能分别为：
1、Qβ-=(mX-mY)c2[注意：xye都在m的右下]，
2、Qβ+=(mX-mY-2me)c2[2在c右上，i在w右下]，
3、QEC=(mX-mY)c2-wi[-+在q右上，贝塔ec在q右下]，
式中mX、mY分别为母核原子和子核原子的静质量；me为电子静质量；wi为轨道电子结合能；c为真空光速。
(4)c语言粒子衰变扩展阅读：
核衰变放射性放出的射线有：
1、α射线，具有最强的电离作用，穿透本领很小，在云室中留下粗而短的径迹。
2、β射线，电离作用较弱，穿透本领较强，云室中的径迹细而长。
3、γ射线，电离作用最弱，穿透本领最强，云室中不留痕迹。进一步研究表明，α射线中放射的粒子是电荷数为2质量数为4的氦核He，β射线中放射的粒子是带负电的电子，γ射线是波长很短的电磁波。
参考资料来源：网络-核衰变
5. 粒子平均寿命是衰变常数的倒数怎么理解
粒子寿命（particle lifetime）是指粒子产生后到衰变时为止平均存在的时间。简称为寿命，又称平均寿命。粒子运动速度很快甚至接近光速 时，由于相对论性的效应，其平均寿命将比粒子静止时的长，表现为同一种粒子的平均寿命随速度的增加而增加。粒子物理学中提到粒子的平均寿命都是指在该种粒子静止时所观测到的平均寿命。至于粒子运动时的平均寿命，则根据相对论的公式进行推算。
现在已知的可衰变的基本粒子，其平均寿命分布在很大的范围内。中子的平均寿命最长，为885.7±0.8秒，其他粒子的平均寿命都短于10－5秒，最短的约为10－25秒。粒子物理学中称为稳定粒子（见衰变）的基本粒子，现已测定的平均寿命除W粒子和Z粒子外都大于10－20秒。粒子物理学中称为不稳定粒子的基本粒子，现已测定的平均寿命都小于10－20秒。
考虑到粒子的质量m总是随粒子的运动速度而改变，粒子物理学中提到质量都是指粒子在静止时所表现的质量。微观现象的普遍规律决定了只有完全稳定的粒子其质量才具有完全确定的值，可衰变的粒子的质量分布在某一确定值附近的一定范围内。这种分布可用该种粒子的质量分布P(m)图表示出来。粒子的质量分布图中有一个最大值。这个最大值所对应的质量M就是通常所说该种粒子的质量。最大值两边曲线降到最大值一半处的两点之间的质量差用Г代表。Г反映了由于粒子是可衰变的而引起的粒子质量分布的范围，Г称为衰变宽度。Г=h/τc2（等于平均寿命τ的倒数乘普朗克常数h再除以光速c2）。换言之，自然单位制中衰变宽度等于平均寿命的倒数，它直接反映粒子稳定的程度。
实验中直接测量的通常是平均寿命或衰变宽度。对于绝大多数粒子，平均寿命很短而衰变宽度大，所以实验上通常是直接测量衰变宽度。只有平均寿命很长的粒子，如平均寿命约为10－8秒，才能直接测量它的平均寿命。
6. 狭义相对论 粒子衰变
最后应该是W1不是E1
因为 p1^2=p2^2
所以Wi^2-W2^2=m1^2c^4-m2^2c^4
W1+W2=Mc^2
上式除以下式
W1-W2=(m1^2-m2^2)c^2/M
两式相加除以2得W1
代回去解得P1
7. 什么叫α衰变,β衰变
自发放射α粒子的核衰变过程.α粒子是电荷数为2、质量数为4的氦核嬆He.α衰变可一般地表示为AZX─→+嬆He,式中AZX为母核；为放射α粒子后剩余的子核.根据母核、子核及氦核的静质量,衰变过程发生质量亏损,Δm=mX-mY-mα＞0,与此质量亏损相应的能量Δm·c2称为衰变能,大约为Ω兆电子伏特(MeV)量级,其中98%以上是α粒子动能,只有不足2%表现为子核的反冲动能.实际上根据放射α粒子的动能测量,发现大部分核素放出的α粒子可分为能量具有不同确定值的几群,例如Bi衰变成Tl共放出能量不同的六群α粒子,这说明子核具有离散的能级结构,能量最大的对应于Bi的基态跃迁到Tl的基态,其他的对应于跃迁到Tl的激发态,其中前者的相对强度较大；也有的核素可以从母核的不同能态跃迁到子核的基态,其特点是α粒子能量较低的跃迁较强.
原子核自发耗散其过剩能量使核电荷改变一个单位而质量数不改变的核衰变过程.分为放出一个电子的β-衰变、放出一个正电子的β+衰变和俘获一个轨道电子的轨道电子俘获(EC)3种类型,A2X→A2+1Y+e-+νe(β-衰变)[注意：A2+1,2-1都在Y的左上和左下] A2X→A2-1Y+e++νe(β+衰变)[-+在e的右上方.e在v的右下方] A2X+e-→A2-1Y+νe(EC)[A2分别在X左上方和左下方] 式中X和Y分别代表母核和子核；A和Z是母核质量数和电荷数；e-、e+为电子和正电子,νe、νe为电子中微子和反电子中微子.三种类型释放的衰变能分别为：Qβ-=(mX-mY)c2[注意：xye都在m的右下] Qβ+=(mX-mY-2me)c2[2在c右上,i在w右下] QEC=(mX-mY)c2-wi[-+在q右上,贝塔 ec在q右下] 式中mX、mY分别为母核原子和子核原子的静质量；me为电子静质量；wi为轨道电子结合能；c为真空光速.
8. 关于衰变（2）
⒈①Th-232俘获一个中子n之后变成Th-233，然后β衰变成镤Pa-233，再β衰变成U-233。
②U-238俘获一个中子n之后变成U-239，然后β衰变成镎Np-239，再β衰变成Pu-239。
Th-232+n→Th-233→Pa-233→U-233(两次β衰变)
U-238+n→U-239→Np-239→Pu-239(两次β衰变)
③两个反应并不是一定要高温高压，核反应和化学环境基本上无关，只要开始入射的中子的能量在Th-232和U-238的俘获能区就可以实现这样的转化。
⒉⑴α衰变理论上原子核的质量数必须大于4，但是实际上一般在62号元素之后才会有α衰变出现，这涉及到形变因子，说深了很复杂，简单些的讲，就是原子核内部库仑斥力够大，在某个机制的作用下出现2个质子2个中子抱成的“团”，然后形变分裂！当然，同样的理由，原子核可以发射除了α粒子(He原子核)之外的如C-12、O-16等，无一例外地都是偶偶核(因为这样的组合稳定)，比如聚变反应的时候，聚变成He-4、C-12、O-16等都会释放能量，而若是聚变成He-3、Li-7等则需要吸收能量。
⑵β衰变，分3种：①β-衰变，发射电子，是原子核内中子衰变成质子的反应n→p+e+反中微子；②β+衰变，发射正电子，p→n+正电子+中微子ν；③轨道电子俘获，原子核直接俘获一个核外电子p+e→n+中微子。
发生α衰变和β+衰变的原子核的质子数比中子数大很多，是丰质子核素；β-衰变的都是中子数很多的，当然，这类核素有可能直接发射中子。
有一条β稳定线，设原子核中质子数是x，中子数是yx，即中子数与质子数的商是y，则对于1～20号元素y=1的核素都是稳定的，21～100号元素，可以近似地写成y=0.0075x+0.85，只要满足这一关系式，一般而言都是稳定的核素。在这条分界线下方的核，易发生α衰变和β+衰变；上方的核易发生β-衰变或直接发射中子。
关于β稳定线，还有一个经验方程，只是没有上边那个好算，但是其精确程度却很高：Z=A/[1.98+0.0155A^(2/3)]，其中Z是原子序数，A是质量数。
⑶γ衰变通常伴随着α衰变或β衰变或三者同时进行。主要是原子核退激发的一种方式。α衰变或β衰变之后的原子核通常都处于激发态，退激发的时候释放γ光子。
9. 急！！！！！！！！！！！！！
没有所谓的"不守恒定律" 楼主要说的应该是宇称不守恒定律
概述
宇称不守恒定律是指在弱相互作用中,互为镜像的物质的运动不对称.由吴健雄用钴60验证。
科学界在1956年前一直认为宇称守恒,也就是说一个粒子的镜像与其本身性质完全相同.1956年,科学家发现θ和γ两种介子的自旋,质量,寿命,电荷等完全相同,多数人认为它们是同一种粒子,但θ衰变时产生两个π介子,γ衰变时产生3个,这又说明它们是不同种粒子.
1956年，李政道和杨振宁在深入细致地研究了各种因素之后，大胆地断言：τ和θ是完全相同的同一种粒子(后来被称为K介子)，但在弱相互作用的环境中，它们的运动规律却不一定完全相同，通俗地说，这两个相同的粒子如果互相照镜子的话，它们的衰变方式在镜子里和镜子外居然不一样！用科学语言来说，“θ-τ”粒子在弱相互作用下是宇称不守恒的.
在最初，“θ-τ”粒子只是被作为一个特殊例外，人们还是不愿意放弃整体微观粒子世界的宇称守恒。此后不久，同为华裔的实验物理学家吴健雄用一个巧妙的实验验证了“宇称不守恒”，从此，“宇称不守恒”才真正被承认为一条具有普遍意义的基础科学原理。
吴健雄用两套实验装置观测钴60的衰变，她在极低温(0.01K)下用强磁场把一套装置中的钴60原子核自旋方向转向左旋，把另一套装置中的钴60原子核自旋方向转向右旋，这两套装置中的钴60互为镜像。实验结果表明，这两套装置中的钴60放射出来的电子数有很大差异，而且电子放射的方向也不能互相对称。实验结果证实了弱相互作用中的宇称不守恒。
我们可以用一个类似的例子来说明问题。假设有两辆互为镜像的汽车，汽车A的司机坐在左前方座位上，油门踏板在他的右脚附近；而汽车B的司机则坐在右前方座位上，油门踏板在他的左脚附近。现在，汽车A的司机顺时针方向开动点火钥匙，把汽车发动起来，并用右脚踩油门踏板，使得汽车以一定的速度向前驶去；汽车B的司机也做完全一样的动作，只是左右交换一下——他反时针方向开动点火钥匙，用左脚踩油门踏板，并且使踏板的倾斜程度与A保持一致。现在，汽车B将会如何运动呢？
也许大多数人会认为，两辆汽车应该以完全一样的速度向前行驶。遗憾的是，他们犯了想当然的毛病。吴健雄的实验证明了，在粒子世界里，汽车B将以完全不同的速度行驶，方向也未必一致！——粒子世界就是这样不可思议地展现了宇称不守恒。
宇宙源于不守恒
宇称不守恒的发现并不是孤立的。
在微观世界里，基本粒子有三个基本的对称方式：一个是粒子和反粒子互相对称，即对于粒子和反粒子，定律是相同的，这被称为电荷(C)对称；一个是空间反射对称，即同一种粒子之间互为镜像，它们的运动规律是相同的，这叫宇称(P)；一个是时间反演对称，即如果我们颠倒粒子的运动方向，粒子的运动是相同的，这被称为时间(T)对称。
这就是说，如果用反粒子代替粒子、把左换成右，以及颠倒时间的流向，那么变换后的物理过程仍遵循同样的物理定律。
但是，自从宇称守恒定律被李政道和杨振宁打破后，科学家很快又发现，粒子和反粒子的行为并不是完全一样的！一些科学家进而提出，可能正是由于物理定律存在轻微的不对称，使粒子的电荷(C)不对称，导致宇宙大爆炸之初生成的物质比反物质略多了一点点，大部分物质与反物质湮灭了，剩余的物质才形成了我们今天所认识的世界。如果物理定律严格对称，宇宙连同我们自身就都不会存在了——宇宙大爆炸之后应当诞生了数量相同的物质和反物质，但正反物质相遇后就会立即湮灭，那么，星系、地球乃至人类就都没有机会形成了。
接下来，科学家发现连时间本身也不再具有对称性了！
可能大多数人原本就认为时光是不可倒流的。日常生活中，时间之箭永远只有一个朝向，“逝者如斯”，老人不能变年轻，打碎的花瓶无法复原，过去与未来的界限泾渭分明。不过，在物理学家眼中，时间却一直被视为是可逆转的。比如说一对光子碰撞产生一个电子和一个正电子，而正负电子相遇则同样产生一对光子，这两个过程都符合基本物理学定律，在时间上是对称的。如果用摄像机拍下其中一个过程然后播放，观看者将不能判断录像带是在正向还是逆向播放——从这个意义上说，时间没有了方向。
然而，1998年年末，物理学家们却首次在微观世界中发现了违背时间对称性的事件。欧洲原子能研究中心的科研人员发现，正负K介子在转换过程中存在时间上的不对称性：反K介子转换为K介子的速率要比其逆转过程——即K介子转变为反K介子来得要快。
至此，粒子世界的物理规律的对称性全部破碎了，世界从本质上被证明了是不完美的、有缺陷的。
发现过程
杨振宁、李政道和吴健雄是中国老百姓耳熟能详的名字，他们的事业巅峰和“宇称”紧紧联系在一起。
用科学家的话说，宇称是内禀宇称的简称。它是表征粒子或粒子组成的系统在空间反射下变换性质的物理量。在空间反射变换下，粒子的场量只改变一个相因子，这相因子就称为该粒子的宇称。我们也可以简单地理解为，宇称就是粒子照镜子时，镜子里的影像。以前人们根据物理界公认的对称性认为，宇称一定是守恒的。这就像有正电子，就一定有负电子一样。杨振宁教授1951年与李政道教授合作，并于1956年共同提出“弱相互作用中宇称不守恒”定律。
这个道理其实很简单。对称性反映不同物质形态在运动中的共性，而对称性的破坏才使得它们显示出各自的特性。如同建筑和图案一样，只有对称而没有它的破坏，看上去虽然很规则，但同时显得单调和呆板。只有基本上对称而又不完全对称才构成美的建筑和图案。大自然正是这样的建筑师。当大自然构造像DNA这样的大分子时，总是遵循复制的原则，将分子按照对称的螺旋结构联接在一起，而构成螺旋形结构的空间排列是全同的。但是在复制过程中，对精确对称性的细微的偏离就会在大分子单位的排列次序上产生新的可能性，从而使得那些更便于复制的样式更快地发展，形成了发育的过程。因此，对称性的破坏是事物不断发展进化，变得丰富多彩的原因。
杨振宁和李政道的亲密合作是他们取得巨大成就的基础。杨振宁对此回忆说：我1948年6月获得芝加哥大学哲学博士学位后，在密执安大学度过了那一年的夏天。秋后，我返回芝加哥大学，被聘为物理系的讲师。我一边教课，一边继续做核物理和场论方面的研究。1948年尾，李政道和我合作研究衰变及俘获，发现这些相互作用与衰变具有非常相似的强度。
李政道1946年秋到芝加哥大学当研究生。我俩早些时候在中国或许见过面，然而，只是到了芝加哥才真正彼此相识。我发现他才华出众，刻苦用功。我们相处得颇投机，很快就成了好朋友。我长他几岁，又先他几年当研究生，便尽力帮助他。后来，费米做了他的学位论文导师，但他总是转而向我寻求指导。因此，在芝加哥的岁月里，事实上我倒成了他的物理老师。
1953年，李政道到了哥伦比亚大学。为了继续合作，我们订立了相互访问的制度。我每周抽一天时间去哥伦比亚，他则每周抽一天到普林斯顿或布鲁克海文来。这种例行互访保持了6年。而这段时间我们的兴趣有时在基本粒子理论方面，有时则在统计力学方面。这是一种非常富有成果的合作，比我同其他人的合作更深入广泛。这些年里，我们彼此相互了解得如此之深，以致看来甚至能知道对方在想些什么。但是在气质、感受和趣味等诸方面，我们又很不相同，这些差异对我们的合作有所裨益。我们的交往始于1946年，这种交往是亲密的，它基于相互尊重、相互信任和相互关心。接着，迎来了1957年，以及我们的成功（双双获得诺贝尔奖）。在我同李政道做朋友的16年间，我对他就像一位兄长。这种合作对物理学的贡献良多，人们对此感到艳羡。李政道自己也断言，这种合作对他的事业和成长具有决定性的影响。
谈到杨振宁、李政道和宇称不守恒时，有一位杰出的中国女性是绝对不能忘记的，她就是吴健雄。吴健雄博士在这场美国发生的、被物理学界称之为“‘宇称不守恒'的革命”中，有着重大贡献。
杨振宁和李政道从理论上怀疑宇称律作用于基本粒子弱相互作的正确性后提出，如果在弱交换作用下，奇偶性不守恒，那么一群有向原子核的贝塔射线应呈轴向的不对称分布。两位科学家为了证明他们预言的正确性，找到了吴健雄博士。吴健雄有许多新巧的物理实验技术广泛为其他物理学家所采用，许多物理学家在实验上遭遇到困难，也会寻求她的协助。在杨李提出请求后不久，吴健雄博士就与华盛顿的美国国家标准局的阿贝尔博士商讨合作这一实验的可能性，实际工作在3个月后开始。她在极低温度（绝对零度以上0.01摄氏度）的磁场中，观测钴60衰变为镍60，及电子和反微子的弱交换作用，果然电子及反微子均不遵守宇称守恒原理。
实验成功了，吴博士证明了杨振宁和李政道的理论，推翻了物理学上屹立不移三十年之久的宇称守恒定律。这一发现，使瑞典皇家科学院立即将1957年的诺贝尔物理奖，颁发给杨振宁和李政道两位博士，因为他们指正了过去科学家所犯的严重错误，更开启基本粒子“弱交换作用”一些规则的研究，使人类对物质结构内层的认识迈进了一大步。美国作家李·伊得逊说：吴健雄博士经过了不知多少次艰辛而复杂的实验，方使杨、李二位在理论上的突破，获得了实验上的证明。吴健雄在实验中发现了电子倾向于左手旋的现象，不仅改变了物理科学中“宇称守恒”的基本信念，同时也影响到化学、生物、天文和心理学的发展。虽然吴健雄博士没有得到诺贝尔奖，但她所从事工作的重要性并不因此而降低，反而因其他荣推崇和荣誉和纷至沓来，而更显得成就辉煌。普林斯顿大学授予她荣誉哲学博士学学位时，校长郑重地宣布：吴健雄博士已充分获得被称誉为世界上最伟大物理实验学家的权利。宇称不守恒原理彻底改变了人类对对称性的认识，促成了此后几十年物理学界对对称性的关注。
发现人物
三名科学家获得如此大的成绩，有一个共同点，就是热爱自己的祖国，努力从中国的文化精髓中吸取营养。
中国科学院院长、物理学家周光召教授用“使中华民族感到骄傲和自豪的伟大科学家”来概括杨振宁教授业已取得的学术成就。他说，杨振宁教授身上有着非常深厚的中国文化传统，同时他又兼融了西方文化传统中的优秀部分，将二者融会贯通，从而形成了他治学严谨、为人朴实的独特风格，令人钦佩、堪称楷模。
1996年6月，杨振宁在接受记者采访时被问道：“您是一位享誉世界的科学家，现在又荣任中国科学院外籍院士，您怎样看待这个荣誉？”杨振宁先生沉吟片刻，动情地说：“我还是一个中国人，我非常珍视中国科学院外籍院士这个荣誉，我为此而骄傲。”一番肺腑之言，道出了这位饮誉海内外的美籍华裔物理学家深厚的中国情结――杨振宁1922年出生在安徽合肥，家学渊源，使他从小就受到很好的教育。抗战时期，他在昆明的西南联大获得理科学士学位，1944年在清华大学获得科学硕士学位。1945年冬赴美留学，1948年，获芝加哥大学物理学博士学位，后长期在美国普林斯顿高级学术研究所工作，此后又在纽约州立大学石溪分校主持理论物理研究所的工作。
近代理论物理学许多领域的发展，都与杨振宁的名字分不开。1949年，杨振宁与世界着名的物理学家费米一起，提出了基本粒子的结构模式，即费米－杨模型；与米尔斯合作，提出的规范场理论，确立了杨振宁20世纪后半叶物理学奠基人的地位；1956年，杨振宁与李政道合作，提出了弱相互作用中宇称不守恒的理论，这一重大成果冲破了当时物理学界的传统观念，促进了基本粒子理论的发展，被科学家们称之为“科学史上的转折点”，从而与李政道于1957年一同获得诺贝尔物理奖。杨振宁自始至终认为，青少年时期在国内受到中国传统文化教育的影响，对自己事业取得成就至关重要。因此，在获得诺贝尔物理奖颁奖典礼上，杨振宁讲到：“我虽然献身于现代科学，我对于我所承受的中国传统和背景引以为自豪。”
作为一个炎黄后裔，杨振宁身居美国，却情系故国。他一生追求科学真理，对科学的浓厚兴趣和饱满的热情，与他对中国的科学技术发展所倾注的关切之情是分不开的。从1971年的首次回国，到改革开放的今天，他深感祖国的日新月异的变化。如今他每年都回国讲学、访问，为加强中国与世界的科技交流、促进中国的科技发展不遗余力。对此，他说“因为同时扎根于中美两大民族的文化，因此，对增进两国间的友好和了解肩负着特别的责任”。
1994年杨振宁回国时在中国科技大学为几千名学子讲述“中国科技500年发展史”，曾感染和鼓舞了无数的学子。当记者此刻和杨振宁谈起他的一篇非常有影响力的演讲报告《现代科学进入中国的历史回顾及其前瞻》，并请他就中国的科技发展如何面对激烈的竞争、迎接21世纪的挑战这一问题谈谈看法时，杨振宁感慨而自信地说：“中国过去故步自封，落后于西方，现在却发展得很快。只有依靠科学教育，才能振兴中华。中国有数不清的优秀人才，有几千年优秀的传统，加上现在的改革开放和经济的发展，中国一定会迎头赶上。”
12年前，杨振宁访问中国时欣然写下的诗中有“尘寰动荡二百代，云水风雷变幻急；若问那山未来事，物竞天存争朝夕”。出自这位物理学家口中的诗句，分明也是他对中国腾飞之日的殷殷期待。杨振宁坚信在当今的世纪之交，伴随着中国“科教兴国”战略的实施，中国一定会迎头赶上；随着中华民族的腾飞，中国很快也会骄傲地屹立于世界科技强国之林，成为东方科学的巨子。
1997年5月25日，中国科学院和江苏省人民政府在南京举办“杨振宁星”命名大会。“杨振宁星”为国际编号3421号小行星。它是中科院紫金山天文台1975年11月26日发现的。
已经七十多岁的李政道从事物理科学研究已经五十年了，在半个世纪的科学生涯中，他以天才和勤奋在高能物理、天体物理、流体力学、统计物理，凝聚态物理和广义相对论等领域都卓有建树。从1972年起，他又以深厚的爱国情怀致力于支持祖国科学教育事业发展，积极推进中外科学交流合作，建议设立博士后制度，帮助建立完善自然科学基金制度。他倾注大量心血促成了北京正负电子对撞机的建成和运行。十年前，他倡议我国建立中国高等科学技术中心和北京现代物理研究中心。十年来，这两个中心在李政道教授的主持下，开展了大量中外学术研究交流，取得了许多重要研究成果，不断培养着高级科技人才。李政道教授这五十年，是他用自己聪明才智探求科学奥秘、为祖国和人类科学发展勤奋奉献的五十年。但是，这位功成名就年逾古稀的杰出学者始终不满足，他仍以蓬勃朝气瞩目未来，希望在即将到来的21世纪再作新的贡献。中国科学院紫金山天文台发现的、国际编号为3443号小行星已荣获国际有关机构批准，正式命名为“李政道星”。中国科学院1997年5月30日在北京隆重举行了“李政道星”命名典礼。从此，李政道的名字镶上了太空星辰，伴随着3443号小行星遨游并闪耀在宇宙星河。“李政道星”（国际编号为3443号小行星）是中国科学院紫金山天文台1979年9月26日发现的。“李政道星”沿着一个偏心率为0.3的椭圆轨道绕日运行，到太阳的平均距离为3亿5千9百万公里，绕太阳一周需3.70年。
吴健雄1934年毕业于中央大学物理系，后赴美国留学，先后获得加利福尼亚大学、普林斯顿大学、耶鲁大学、哈佛大学等院校的理学博士学位。1954年加入美国籍。1973年，她当选为美国物理学会会长，并为英国爱丁堡皇家学会荣誉会员，美国国家科学院院士、美国艺术与科学院院士。1994年，她获得全美华人杰出成就奖。
吴健雄教授一直关心中国科技事业的发展，从1973年起多次到中国探亲、访问讲学。她是北京大学、南京大学名誉教授，并在东南大学建有吴健雄实验室。1990年，南京紫金山天文台将其发现的一颗小行星命名为“吴健雄星”。1994年6月，她当选为中国科学院首批外籍院士。1997年2月16日，吴健雄教授因再次中风逝世，享年85岁。在她的丈夫、物理学家袁家骝教授等亲属的护送下，她的骨灰被安葬在她接受启蒙教育的母校——江苏苏州太仓市浏河镇明德学校新落成的“吴健雄墓园”内，实现了她魂归故里的夙愿。
在吴教授80寿诞时，袁家骝在祝寿仪式上简要介绍了吴健雄博士的简历后说，求学时期的吴健雄，对史地深感兴趣，文学造诣也不凡，其后她在物理学上有所成就，使一般人反而忽略了她在文学上的才干。当时已经退休的吴健雄博士在祝寿仪式上致词说，从事科学研究没有捷径，“基本修养就是由兴趣、观察、实验、毅力等辛苦做起”。
西方科学家称吴博士是中国的居里夫人，也曾是诺贝尔奖得主的艾米里·肖格莱博士誉她为“垂帘听政的核子物理学女王”。
影响
“宇称不守恒原理”的影响是深远的。许多人说：“很难想象，假若没有杨和李等的工作，今天的理论物理会是什么样子？！”1998年年末，物理学家发现首例违背时间对称性事件。欧洲原子能研究中心的科研人员发现，正负K介子在转换过程中存在时间上的不对称性。这一发现虽然有助于完善宇宙大爆炸理论，但却动摇了“基本物理定律应在时间上对称”的观点。
正如人们经常感叹那样，时光不可倒流。日常生活中，时间之箭永远只有一个朝向。老人不能变年轻，打碎的花瓶无法复原，过去与未来的界限泾渭分明。但在物理学家眼中，时间却一直被视为是可逆转的。比如说一对光子碰撞产生一个电子和一个正电子，而正负电子相遇则同样产生一对光子，这个过程都符合基本物理学定律，在时间上是对称的。如果用摄像机拍下两个过程之一然后播放，观看者将不能判断录像带是在正向还是逆向播放。从这个意义上说，时间没有了方向。
物理学上这种不辨过去与未来的特性被称为时间对称性。经典物理学定律都假定时间无方向，而且也确实在宏观世界中通过了检验。但近几十年来，物理学家一直在研究时间对称性在微观世界中是否同样适用。欧洲原子能研究中心的一个小组经过长达三年的研究最近终于获得了突破。他们的实验观测首次证明，至少在中性K介子衰变过程中，时间违背了对称性。
由来自九个国家近百名研究人员组成的这一小组在实验中研究了K介子反K介子相互转换的过程。介子是一种质量比电子大，但比质子与中子小，自旋为整数，参与强相互作用的粒子，按内部量子数可分为π介子、ρ介子和K介子等。研究人员在实验中发现，反K介子转换为K介子的速率要比其时间逆转过程、即K介子转变为反K介子来得要快。这是物理学史上首次直接观测到时间不对称现象。
现代宇宙理论曾认为，宇宙大爆炸之初应该产生等量物质和反物质，但当今的宇宙却主要为物质世界所主宰，这一现象一直让人困惑。欧洲核子中心新实验证明，反物质转化为物质的速度要快于其相反过程，因此它为宇宙中物质量为何远远超过反物质量提供了部分答案。另外，新成果对物理学基本对称定律研究也有重要意义。物理学家们一直认为，除了基本物理定律不受时间方向性影响外，物体在空间物理反射的过程以及粒子与反粒子的变换过程也应遵循对称性。时间、宇称和电荷守恒定律被认为是支撑现代物理学的基础之一。
本世纪50年代来，物理学家先后发现一些守恒定律有时并不完全满足对称性。美籍华人物理学家杨振宁和李政道曾提出弱相互作用中宇称不守恒理论并经实验证实，之后美国人詹姆斯·克罗宁和瓦尔·菲奇又发现K介子衰变过程违背宇称和电荷联合对称法则，他们都因此而获诺贝尔物理学奖。由于时间、宇称和电荷作为一个整体被认为应该守恒，物理学家们曾猜想说，时间在特定情况下会违背对称性。欧洲核子中心的成果首次证实了这一猜想。
1999年3月，科学家称直接观测证明电荷宇称定律有误。美国费米实验室宣布说，该实验室以前所未有的精度，基本“确切无疑”地证明中性K介子在衰变过程中直接违背了电荷宇称联合对称法则。这一结果被认为是物质和反物质研究领域的一项重要进展。
目前普遍接受的物理学理论认为，每一种基本粒子都有其对应的反粒子。譬如说与带负电的电子相对应，就存在质量相同、携带电荷正好相反的正电子。在反物质理论提出后，科学家们一直认为，粒子和反粒子之间在特性上存在对称，就象人们通过镜子看自己一样。这些对称特性主要包括基本物理定律不受时间方向性影响，以及空间反射下的物理过程以及粒子与反粒子的变换过程遵循对称，它们分别被称为时间、宇称和电荷守恒定律。
1964年，美国物理学家克洛宁和菲奇发现，K介子与其反物质反K介子之间违背宇称和电荷联合守恒定律。但两位物理学家主要通过K介子与反K介子的量子力学波动效应而观测到其违背电荷宇称守恒现象，因此被认为是一种间接观测。自60年代以来，世界各国物理学家也先后得出一些类似结果，但基本也都属于间接观测范畴。而要想直接证明K介子违背宇称和电荷联合守恒定律，其主要途径是研究K介子衰变为其它粒子的过程。K介子可衰变为两个介子。物理学家们曾从理论上指出，通过实验测量出一定数量K介子中有多少衰变为介子，这一比值如果不接近零，那么即可被视为直接证明了宇称和电荷联合定律不守恒。
据报道，各国科学家们近年来一直在从事K介子衰变为介子比值的测算，但所获得结果都无法被认为是确切的证明。而费米实验室所获得的最新数值结果（0.00280误差0.00041），由于其精确度比此前实验都有所提高，从而直接证明了宇称和电荷守恒定律确实有局限性。
宇称和电荷联合定律不守恒最早发现者之一、曾获1980年诺贝尔物理奖的克洛宁教授在评价费米实验室新成果时称，这是自发现违背宇称和电荷守恒定律的现象35年来，人们首次获得的有关该问题真正新的认识。普林斯顿大学教授瓦尔·菲奇说：“这个结果让人极其诧异，这是完全没有预料到的，它非常、非常有意思。”
科学家计划继续在费米实验室进行实验和计算，以验证这些最新观察结果是否确实。与此同时，如果你想知道世界为什么会是现在这个样子，答案完全就在于左右之间的差异―――你只要看看镜子就行了。
参考资料：http://ke..com/view/265713.html
10. 核子衰变公式是什么啊，急！！
设衰变前的原子核（称母核）为姸X，这里A为质量数，Z为原子序数，衰变后的剩余核（称子核）为，则α衰变可表示为,α衰变能Qα可表示为Qα＝(mx－my－mα)c,其中mx、my和mα分别是母核、子核和α
粒子的静止质量，с是真空中的光速。根据能量守恒和动量守恒，α衰变能Qα以α粒子的动能Eα和子核的反冲能EY的形式表现出来Qα＝Eα＋Ey,