Leçon sur le thème de la physique des particules élémentaires. Développement méthodologique de la leçon « trois étapes dans le développement de la physique des particules élémentaires ». Physique atomique et nucléaire

Kaptelova N.V., professeur de physique, établissement d'enseignement municipal « Gymnase n° 79 », Barnaoul, territoire de l'Altaï

11e année

Leçon sur le thème « Particules élémentaires » (2 heures).

Sujet académique- la physique

Niveau – basique

Profil de classe – humanitaire

Texte utilisé - § 64 « Particules élémentaires » (Mansurov A.N., Mansurov N.A., manuel « Physique-10-11 » pour les écoles humanitaires)

Technologie « Développement de la pensée critique par la lecture et l’écriture » (RDMCHP)

Type de cours : travailler avec du texte informatif

Objectifs:

didactique – par l'étude indirecte du texte, pour former un système chez les étudiants savoir scientifiqueà propos particules élémentaires Oh

développemental – développer parmi les écoliers des méthodes de traitement efficaces informations pédagogiques, continuer à développer une méthode d'apprentissage autonome, des compétences cognitives et communicatives

éducatif – pour continuer à développer la confiance des élèves dans leurs propres capacités cognitives et dans une vision du monde dialectico-matérialiste

méthodologique - créer les conditions permettant aux étudiants de maîtriser la méthode d'apprentissage autonome basée sur la technologie RKMChP

Résultat attendu:

assimilation par les étudiants du système de connaissances scientifiques sur les particules élémentaires et sa présentation sous forme de cluster ;

obtenir et comprendre par chaque étudiant sa propre expérience d'activité cognitive indépendante basée sur le travail avec du texte à travers des formes de travail individuel, en binôme, en groupe, collectif (technologie RKMChP).

Remarque : grappe - une méthode graphique qui permet de présenter l'information sous une forme structurée et systématisée, d'identifier les mots-clés du sujet. Un cluster est un diagramme graphique composé d'ovales. Au centre du cluster, dans l'ovale principal, se trouve le problème, le thème, l'idée principale. Dans les ovales du niveau suivant - classification des caractéristiques ou des motifs de systématisation, dans les ovales du troisième niveau - détails supplémentaires, etc. Les clusters peuvent être très étendus, vous devez donc toujours choisir le niveau de détail auquel vous pouvez vous arrêter. Grâce aux clusters, de grandes quantités d’informations peuvent être présentées de manière systématique.

Le cluster contient des mots-clés idées clés indiquant des liens logiques entre les sujets du texte. Les connexions donnent à l’image intégrité et clarté.

Le cluster (comme tous les diagrammes graphiques) est un modèle du sujet étudié, vous permettant de voir le sujet dans son ensemble, « à vol d’oiseau ». La motivation augmente, parce que Les idées du sujet sont plus facilement perçues. Une personne a toujours besoin d'images graphiques. Le cerveau mémorise des schémas. La présentation de l'information par les étudiants sous forme de cluster contribue à son traitement créatif, assurant ainsi l'assimilation de l'information au niveau de la compréhension. Les clusters (comme d'autres dispositifs) permettent de « booster » votre réflexion, de la rendre plus flexible, de vous débarrasser des stéréotypes et de transformer la pensée dogmatique en pensée critique.

Il est également important que la construction de clusters permette d'identifier le système mots clés, qui peut être utilisé pour effectuer des recherches sur Internet, ainsi que pour déterminer les principaux domaines de recherche des étudiants et sélectionner des sujets pour des projets éducatifs.

Devoirs(activités extra-scolaires):

1. § 65 (en utilisant indépendamment la technologie RKMChP)

2. Clusters réalisés à l'aide des TIC

(2 et 3 en option)

Scénario de la leçon.

Appel.

Objectifs de la scène :

Encouragement à travailler avec nouvelle information, éveillant l'intérêt pour le sujet

- faire remonter les connaissances existantes sur le sujet

- échange d'opinions sans conflit

"Questions suggestives"

"Grappe"

2. Les élèves doivent réfléchir à des questions et en discuter :

Sortie vers la chaîne logique : nature-corps-matière-molécule-atome-noyau-nucléons (proton, neutron)-électron.

Rappelez-vous quelles particules élémentaires vous connaissez ? Considérez-le comme un cluster.

(Proton, neutron, électron, photon, méson π)

Les élèves travaillent individuellement dans des cahiers, puis en binôme, selon leurs suggestions, l'enseignant dresse un cluster au tableau. Un des clusters proposés par les étudiants :

Un si grand nombre d’entre elles peuvent-elles prétendre être les « premières briques de l’Univers », de véritables particules élémentaires ?

Compréhension

Objectifs de la scène :

Acquérir de nouvelles connaissances

Développement différents types lecture : introduction, étude, assimilation, recherche, techniques de compréhension d'un texte d'information

Développement des compétences d’analyse, de discussion et de communication

"Système INSERT"

"Grappe"

« Réfléchissez seul/à deux/en groupe »

Travail indépendant avec du texte

Perception des informations. A ce stade, l'étudiant travaille individuellement("Pense tout seul"). Lecture introductive, reçu idée générale sur le thème du texte.

Étudier la lecture. Individuel travail (« Pensez par vous-même »). Opérations de perception sémantique des éléments de texte, compréhension des mots, des phrases, des paragraphes, isolement des sujets de texte (concepts principaux, mots-clés, idées), identification des connexions (logiques, de cause à effet, spatiales, temporelles, etc.) des sujets de texte. Comprendre le lien entre le contenu d'un texte donné et le contenu d'autres textes étudiés, interpréter un texte donné en fonction de ce lien. L'utilisation du marquage textuel I.N.S.E.R.T. aide à comprendre le contenu : (I.N.S.E.R.T. - « Système de notation interactif pour une lecture et une réflexion améliorées »)

- "connu"

- - "contredit les idées"

+ - "intéressant et inattendu"

? - "apprendre encore plus"

! - "important"

Lecture d'assimilation. Vérifier votre compréhension du texte. Étudiants par deux(« Pensez par deux ») sont prononcés en vos propres termes Répondez-vous aux questions sur le texte.

Traitement des informations. Individuel travail (« Pensez par vous-même »). Décomposer les informations en parties liées. Identification des motifs de systématisation et de classification des informations reçues.

Synthèse des informations traitées. Individuel travail (« Pensez par vous-même »). Regroupement, combinaison d'informations, création d'un cluster. Traduction des informations reçues « dans une autre langue » : du langage des mots au langage des schémas, du langage verbal au graphique.

Présentation et protection des clusters individuels par deux(« Pensez à deux »), alors en groupes(« Penser ensemble »)

« Traduction inversée » de l’information : du langage des schémas au langage des mots, du langage graphique au langage verbal, et l’information est communiquée dans ses propres mots. Échange d'idées en discussion ou en débat. Argumentation, critique constructive, clarification, articulation finalisation du cluster.

Réflexion

Réfléchissez au sens de ce qui a été abordé ;

Regardez le contenu de la leçon à la lumière de votre propre expérience de vie

"Retour au cluster"

"Carte de sortie"

Présenter et défendre devant la classe plusieurs options de clusters, collectif discussion.

Option de cluster finale proposée :

2. Tâche : Comparez ce cluster avec le cluster proposé au début de la leçon. (!!!)

Trouvez une place dessus pour un électron, un proton, un neutron, un photon, un méson π.

Tirer une conclusion. ( Augmentation significative des connaissances sur les particules élémentaires !)

3. (Résumé et motivation pour une activité cognitive ultérieure). Revenons aux questions avec lesquelles nous avons commencé la leçon. Avez-vous trouvé des réponses à ces questions ? Quelles questions restent sans réponse ? Quels nouveaux sont apparus ? Où chercher des réponses ?

De quoi est constitué le monde qui nous entoure ?

La structure de la matière ressemble-t-elle à une série infinie de poupées imbriquées, ou le processus de division s'arrête-t-il lorsqu'une particule élémentaire indivisible est découverte ?

Quelles sont les particules fondamentales les plus primordiales à partir desquelles toutes les autres sont constituées ?

Existe-t-il un tel niveau d’organisation de la matière dans la nature qu’il n’y a rien de plus profond que cela ?

Un tel nombre (plus de 400) peut-il prétendre être les « premières briques de l’Univers », de véritables particules élémentaires ?

Comment naviguer dans une telle abondance de particules élémentaires ?

Quelles particules sont vraiment « élémentaires » ?

(Réfléchissez seul/en binôme/en groupe). Discussion.

Individuel formalités administratives(10 min) « Carte de sortie » - 1) l'idée la plus importante de la leçon ; 2) une question sur le sujet de la leçon 3) commentaire général sur le matériel de la leçon

Faites une auto-évaluation de votre travail en classe (satisfait de vous-même, pas très content, pas content, pourquoi ?).

IV. Devoirs (travail parascolaire)

Donner aux étudiants la possibilité de réaliser un travail autonome pour approfondir les connaissances acquises au cours du cours ;

Pratiquer la compétence des activités d'apprentissage indépendantes ;

Développer Compétences créativesécoliers

1.Etude § 65 (utilisant indépendamment la technologie RKMChP)

2. Clusters selon § 65, réalisés à l'aide des TIC

3. Travail créatif sur un sujet d'intérêt.

(2 et 3 en option)

Observations des étudiants montrent que la construction de clusters est perçue par eux comme travail créatif , où il est possible de mettre en œuvre votre propre vision du problème, votre propre approche, la variabilité, comment moyens réalisation de soi, affirmation de soi.

La possibilité de travail individuel, en binôme, en groupe et collectif crée un confort psychologique processus éducatif. Y compris chaque étudiant en trois types

l’activité (penser, écrire, parler) assure un « traitement interne de l’information ». Ces facteurs contribuent à l’assimilation par les élèves de nouveaux matériels au niveau de la compréhension, de la compréhension et au développement de leur motivation et de leur activité éducatives et cognitives (en particulier pour les élèves qui ne s’intègrent pas bien dans le système d’enseignement traditionnel, illustratif et explicatif). Et surtout, ils pratiquement maître un moyen d'acquérir de nouvelles connaissances de manière indépendante, ils développent une alphabétisation fonctionnelle.

La technologie pédagogique décrite ci-dessus, basée sur le traitement créatif du texte, vous permet d'enseigner intéressant, rapide, de haute qualité et donne aux étudiants un sentiment de satisfaction.

Exemples de clusters performants sur les thématiques « Interactions fondamentales » et « Particules fondamentales » :

Objectif : Parler aux élèves des particules élémentaires, de leurs propriétés fondamentales et de leurs classifications

Pendant les cours

Nouveau matériel (donné en cours magistral)

Des études sur la structure de l’atome et du noyau atomique ont montré que la composition de l’atome comprend des électrons, des protons et des neutrons. Il était d'usage d'appeler ces particules élémentaires. Le photon (), le positron (e +) et le neutrino (v), qui sont directement liés à l'atome et au noyau, ont également commencé à être appelés particules élémentaires.

Selon le plan original, les particules élémentaires sont les particules les plus simples à partir desquelles est construite la substance (les atomes) du monde existant.

Les particules élémentaires étaient initialement imaginées comme quelque chose d'éternel, d'immuable, d'indestructible, et l'image d'une particule élémentaire était associée à l'image d'un grain de sable ou d'une petite boule sans structure.

Il n’existe aujourd’hui aucun critère clair d’élémentaire. Le concept de « particule élémentaire » est aujourd’hui très complexe.

Énumérons brièvement les particules élémentaires connues dans l'ordre de leur découverte historique.

Notes méthodologiques : Les étudiants sont invités à remplir le tableau suivant au moment d'explications complémentaires (Annexe 1)

A quel type appartient-il ?	Nom de la particule	Désignation	Année d'ouverture	Charger q	Masse des particules

L'électron a été découvert par J.J. Thomsan en 1897. Les masses des autres particules élémentaires sont généralement exprimées par la masse de l'électron.

En 1900 M. Planck et surtout, en 19005. A. Einstein a montré que la lumière est constituée de parties distinctes - les photons. Un photon n’a pas de charge et sa masse au repos = 0. Un photon ne peut exister qu’en train de se déplacer à la vitesse de la lumière.

Expériences de Rutherford sur la diffusion des particules en 1911. Conduit à la découverte du proton. Masse du proton = 1836 m e

La plupart des physiciens étaient convaincus d'avoir finalement réussi à réduire toute la diversité des éléments chimiques et des substances de la nature à deux entités simples : les électrons et les protons. Le tableau dressé par les physiciens de ces années-là sur la structure de la matière insufflait un sentiment de beauté et de grâce scientifiques. Dans la période de 1911 Vers 1932 De nombreux scientifiques étaient remplis d'un sentiment de satisfaction d'avoir pu réaliser le rêve vieux de plusieurs siècles de la recherche scientifique.

Cependant, en 1928 P. Dirac, puis en 1932 K. Anderson a découvert de telles particules, appelées positons(e+)

Le positon est la première particule élémentaire prédite théoriquement.

En 1932 D. Chadwig a découvert un neutron de masse = 1838 m e

Un neutron à l'état libre, contrairement à un proton, est instable et se désintègre en un proton et un électron avec une demi-vie T = 1,01 10 3 s. À l’intérieur du noyau, un neutron peut exister indéfiniment.

En 1931-1933. W. Pauli, analysant la désintégration, a suggéré que pendant la désintégration, en plus du proton et de l'électron, une autre particule neutre de masse au repos = 0 est émise. Cette particule s'appelait neutrino()

Seulement en 1956 K. Cowan et ses collègues ont découvert un antineutrino() produit dans un réacteur nucléaire. Il a été « attrapé » lors de l'étude de la réaction : p+ v n+e + , le neutrino provoque la réaction n+p+e - .

En 1937 K. Anderson et S. Nedderman ont découvert des particules chargées d'une masse de 206,7 m e, ces particules étaient appelées -mésons (+ et -), ayant une charge de +e et -e. Actuellement, ces particules sont appelées -particules ou -muons.

En 1947 Les scientifiques anglais S. Powell, G. Occhialini et d'autres ont découvert des -mésons (-le méson est le méson primaire qui, lorsqu'il se désintègre, donne des muons)

Le méson a une charge de +e et -e et une masse de 273,2 m e. Un peu plus tard que 1950, un méson -neutre (o) a été découvert, avec une masse de 264,2 m e. Actuellement, trois types de mésons - sont connus : -, o, + , ils interagissent intensément avec les nucléons et se créent facilement lorsque les nucléons entrent en collision avec les noyaux, c'est-à-dire sont nucléaires actifs. On pense actuellement que les mésons sont des quanta de champ nucléaire responsables de la majeure partie des forces nucléaires.

De 1949 à 1950 Une véritable « invasion » de particules élémentaires a commencé, leur nombre augmentant rapidement.

Les particules nouvellement apparues peuvent être divisées en deux groupes :

Le premier groupe comprend des particules d'une masse d'environ 966 m e et 974 m e, actuellement appelées mésons K. Les mésons K + et K - sont connus avec des masses d'environ 966,3 m e et des charges électriques +e et -e. Des mésons K neutres (K o et K o) avec des masses de 974,5 m e sont connus.

Le deuxième groupe de particules est appelé hypérons. Les hypérons suivants sont actuellement connus :

En 1955 L'antiproton a été découvert, et en 1956 l'antineutron a été découvert.

Derrière dernières années de nouvelles quasiparticules (états de résonance) avec une durée de vie inhabituellement courte ont été découvertes, de l'ordre de 10 -22 - 10 -23 s. Dans ce cas, il n'est même pas possible d'enregistrer des traces de particules et leur existence ne peut être jugée que de manière indirecte. considérations, à partir d’une analyse du comportement de leur désintégration.

Ces dernières années, un deuxième type de neutrino a été découvert, appelé neutrino muonique (antineutrino) et qui est émis, par exemple, lors de la désintégration des mésons ;

Groupe III- les particules lourdes, ou baryons

Ce groupe comprend :

Nucléons et leurs antiparticules
Les hypérons et leurs antiparticules

Application de l'énergie thermonucléaire à l'exemple de l'installation Tokamak

Les étudiants sont invités à répondre aux questions :

Quelle réaction nucléaire est appelée thermonucléaire ? (oral)
Comment ceci peut être fait réaction thermonucléaire?
Expliquer le principe de fonctionnement de l'installation Tokamak (par écrit, en utilisant de la littérature complémentaire)
Expliquer le principe de fonctionnement d'une installation laser pour la fusion thermonucléaire" (par écrit en utilisant de la littérature complémentaire)

Aperçu de la leçon

sur ce sujet

"Le concept

sur les particules élémentaires"

(11e année)

Professeur de physique

Cherpita Valery Nikolaïevitch

Ecole GBOU 2051

Villes de Moscou

Le concept de particules élémentaires.

Classification des particules élémentaires.

/data/files/u1514922328.pptx (Présentation de la leçon sur le thème « Le concept de particules élémentaires »)

Objectifs de la leçon: familiariser les élèves avec les particules élémentaires comme seuls représentants de la matière à un niveau inférieur à 10¯ ¹⁵ m dimensions spatiales et distances ; dévoiler les propriétés générales particules élémentaires, donnent leur classification.

Plan de cours

Étapes de la leçon	Temps, minutes	Méthodes et techniques
Introduction : poser des problèmes pédagogiques pour la leçon	3 - 5	Histoire et formulation de l'enseignant
Étudier de nouveaux matériaux : notion de particules élémentaires, classification des particules, quarks, etc.	30 - 35	Histoire de l'enseignant utilisant des éléments de conversation. Travailler avec le manuel. Matériel de manuel. Tableau. Entrées du bloc-notes
En résumé, en soulignant l'essentiel. Devoirs	5 - 7	Conversation sur des problèmes. Formulation des conclusions

1. Tout au long du cours de physique, les étudiants ont rencontré à plusieurs reprises des particules élémentaires. Dès la première étape, les électrons ont été étudiés ; en outre, le concept d'électron a été utilisé dans de nombreux cas. En physique quantique, les étudiants ont découvert le proton et le neutron.

Les cours finaux peuvent être dispensés sous la forme de cours magistraux, comprenant des éléments de conversation et de courtes présentations des étudiants sur des questions individuelles. Pour maintenir l'activité cognitive des élèves en cours, il est nécessaire d'assurer un changement dans leur activité, de combiner le matériel informatif (histoire, message) avec le matériel reproductif (réponses aux questions, travail indépendant avec un manuel) et problématique (poser un problème, émettre des hypothèses, etc.). Lors de la préparation des cours, vous devez veiller aux supports visuels, préparer des tableaux, des photographies de pistes, etc. Il n'y a plus de temps dans le cours pour l'application répétée des concepts introduits, il est donc nécessaire de relier autant que possible le nouveau avec ce qui a déjà été appris.

2. Présentation du nouveau matériel.Au fur et à mesure que la science approfondissait la structure de la matière, elle découvrit des molécules, des atomes, découvrit qu'un atome est constitué d'un noyau et d'électrons et établit finalement structure complexe noyau, qui contient des protons et des neutrons.

Si l'on considère la structure de la matière en tenant compte de cette information, alors dans le microcosme au niveau des petites distances, environ 10¯¹⁴ - 10¯¹⁵ m, nous pouvons conclure que la matière est constituée de protons, de neutrons et d'électrons. Mais la matière est représentée dans la nature non seulement par la matière, mais aussi par un champ électromagnétique. Le champ électromagnétique est également constitué de microparticules – des photons.

Les microparticules - photons, électrons, protons, neutrons - sont appelées particules élémentaires. Le mot « élémentaire » désigne l'élément le plus simple sous-jacent à la matière : tous les objets matériels - corps, champs - sont constitués de ces particules. Lorsque ce terme a été introduit, on supposait que les particules élémentaires n'avaient pas de structure interne, c'est-à-dire ils ne consistent plus en rien. Le concept d’élémentaire a désormais été clarifié, comme nous le verrons ci-dessous.

Actuellement, plus de 400 microparticules ont été découvertes, similaires en taille, masse, charge électrique (et quelques autres propriétés) à celles énumérées ci-dessus. Tous sont aussi appelés élémentaires.

Fonctionnalité particules les plus élémentaires - leurinstabilité. Toutes les particules, à l'exception des photons du vide, des électrons, des protons, des neutrons (dans le noyau) et des particules de neutrinos, se désintègrent spontanément et finissent par devenir stables. Ces processus sont similaires à la désintégration radioactive des noyaux. Durée de vie moyenne des particules élémentaires instables ; les particules dont la durée de vie est extrêmement courte ou relativement stable sont considérées comme10 ¯ ⁶ - 10 ¯ ¹⁴ s, unil y a aussi des particules qui ne vivent que10 ¯ ²² - 10 ¯ ²³ Avec.

Un neutron en dehors du noyau est également instable : sa durée de vie moyenne est de 16 minutes, mais comparée à la durée de vie des particules à vie courte, c'est une durée très longue.

Il est clair que si l'Univers était apparu une fois, alors au cours de son existence jusqu'à nos jours, toutes les particules élémentaires instables se seraient désintégrées, se seraient transformées en particules stables ou auraient disparu, cédant leur énergie au mouvement thermique de particules stables de matière. D'où viennent les particules à vie courte ? Ils ont été découverts et obtenus à la fois dans des réactions nucléaires et dans diverses réactions avec des particules élémentaires stables. Une réaction se produit lorsqu’une particule élémentaire entre en collision avec une autre ou se désintègre spontanément. À la suite de la réaction, de nouvelles particules se forment et une transformation mutuelle des particules se produit.

A titre d'exemple de réaction de décomposition, nous donnons la réaction suivante :

n → p + e¯+ ṽ ,

où un neutron se désintègre en proton, électron et antineutrino.

Les antineutrinos et les neutrinos sont des particules avec une masse au repos très faible, des milliers de fois plus petite que la particule la plus légère : l'électron. Ils sont électriquement neutres. Le neutrino est une particule stable. Pendant longtemps, après la prédiction théorique, les actions des neutrinos n'ont pas pu être enregistrées expérimentalement. Finalement, en 1956, la réaction fut menée

p + ṽ → n + e˖

dans lequel se sont formés un neutron et un électron chargé positivement – un positron.

Un positon est découvert par expérience lorsqu’il rencontre un électron ; il « disparaît » avec l’électron :

e˖ + e¯ → 2oui

La réaction s'appelleannihilationpaire électron-positif ; En conséquence, deux photons sont formés, qui sont enregistrés par des compteurs spéciaux.

Convertibilité mutuelleélémentaireles particules lors des interactions sont leur deuxième caractéristique.

La troisième caractéristique inhérente à toutes les particules élémentaires estChaque particule a une jumelle : une antiparticule.Si une particule est chargée électriquement, alors l’antiparticule porte une charge de signe opposé. Mais les particules non chargées ont aussi des antiparticules. Lorsqu'elles se rencontrent, l'interaction entre une particule et une antiparticule conduit à leur annihilation, c'est-à-dire à la disparition, à la transformation en photons ou autres particules. Actuellement, des antiparticules ont été découvertes pour presque toutes les particules connues, y compris l'antiproton et l'antineutron. Même un atome constitué d'antiparticules, l'antihélium, a été obtenu, on peut donc en principe parler de la possibilité de l'existence d'antimatière. La combinaison de la matière avec l'antimatière devrait conduire à la transition de la matière dans un champ, à l'annihilation de la matière dans le cadre des lois de conservation de l'énergie, de la quantité de mouvement et de la charge électrique ; cela libère une énergie équivalente à la masse au reposMC². Mais on sait désormais que l’Univers n’est constitué que de matière et qu’il ne contient pas d’antimatière, tout comme il n’y a pas ou très peu d’antiparticules stables.

Ensuite tu devrais donnerclassification des particules élémentairesavec la division de toutes les particules par masse en classes : leptons, mésons, baryons. Lorsqu'on considère et analyse le tableau des particules élémentaires, on prête attention à leurs caractéristiques : masses, charges, durée de vie. Nous vous informons que le tableau contient les principales particules - stables et relativement stables. De nombreuses particules instables - mésons et baryons, appeléesrésonances, - non inclus dans le tableau.

Discutons de la taille des particules. Selon les données modernes, les photons et les leptons ne présentent ni extension ni structure interne lors des expériences. À cet égard, elles peuvent être classées comme des particules véritablement élémentaires (primaires). Les mésons et baryons ont des tailles de l'ordre de 10¯ ¹⁵ m. Des expériences sur la diffusion d'électrons de très haute énergie par eux, similaires aux expériences de Rutherford, conduisent à la conclusion sur la présence d'une structure interne de mésons et de baryons. On peut dire qu'ils ne sont pas élémentaires, mais sont constitués de particules sous-élémentaires appeléesquarks.

Lorsque nous étudions les particules élémentaires, nous n’abordons pas le deuxième champ macroscopique existant dans la nature : le champ gravitationnel. Il a été théoriquement établi qu'au niveau micro, il s'agit de quanta de champ appelésgravitons. Ce sont, comme les photons, des particules sans masse ni charge au repos. Cependant, le graviton n’a pas été détecté expérimentalement.

3. Résumer. Réflexion

Devoirs

Monde des particules élémentaires

Leçon en 11e année

Le but de la leçon :

Éducatif:

Familiariser les étudiants avec la structure des particules élémentaires, avec les caractéristiques des forces et des interactions à l'intérieur du noyau ; apprendre à résumer et analyser les connaissances acquises, à exprimer correctement vos pensées ; favoriser le développement de la pensée, la capacité à structurer l'information ; cultiver des attitudes émotionnelles et fondées sur des valeurs envers le monde

Éducatif:

Continuez à développer la réflexion, la capacité d’analyser, de comparer et de tirer des conclusions logiques.

Développer la curiosité, la capacité d’appliquer les connaissances et l’expérience dans différentes situations.

Éducatif:

Développement des compétences intellectuelles de travail en équipe ; éducation des fondements de la conscience morale de soi (pensée : la responsabilité d'un scientifique, d'un découvreur pour les fruits de ses découvertes) ;

Éveiller l’intérêt des étudiants pour la littérature scientifique populaire et pour l’étude des conditions préalables à la découverte de phénomènes spécifiques.

Le but de la leçon :

Créer les conditions du développement des compétences intellectuelles et communicatives dans lesquelles l'étudiant sera capable de :

Nommer les principaux types de particules élémentaires ;

Comprendre l'ambiguïté du modèle standard moderne du monde ;

Formulez vos idées sur l'histoire du développement des particules élémentaires ;

Analyser le rôle du développement physique élémentaire;

Classer les particules élémentaires selon leur composition ;

Pensez à la nécessité d'avoir votre propre position, d'être tolérant envers un autre point de vue ;

Démontrer une communication sans conflit lorsque vous travaillez en groupe.

Type de cours : apprendre du nouveau matériel.

Format du cours : leçon combinée.

Méthodes de cours : verbal, visuel, pratique.

Équipement: présentation informatique, projecteur multimédia, classeurétudiant, ordinateur personnel.

Étapes de la leçon	Temps, min.	Méthodes et techniques
1.Introduction organisationnelle. Énoncé du problème éducatif.		Enregistrez le sujet de la leçon. L'histoire du professeur.
2. Actualisation des connaissances (présentation de l'étudiant)		L’histoire de l’élève sur les connaissances existantes, les prérequis pour apprendre de nouvelles choses.
3. Apprendre du nouveau matériel (présentation de l'enseignant)		Histoire de l'enseignant à l'aide de diapositives. Observation. Conversation. Histoire d'étudiant à l'aide de diapositives.
4. Pratiquer la matière étudiée. Consolidation.		Consolidation selon les notes justificatives et travailler avec le manuel. Réponses aux questions de sécurité.
5. Résumer. Devoirs		Identification de l'essentiel par l'enseignant et les élèves.

Pendant les cours

Organisation du temps leçon(salut, vérification de l'état de préparation des élèves pour le cours)

Aujourd'hui, dans la leçon, nous examinerons différents points de vue sur la structure du monde, de quelles particules sont constitués tout ce qui nous entoure. La leçon ressemblera à un cours magistral et nécessitera principalement votre attention.

Au début de la leçon, je souhaite attirer votre attention sur l'histoire de l'origine de la doctrine des particules.

2. Actualisation des connaissances (Présentation d'Aleksakhina V. « Historique du développement des connaissances sur les particules »)

Diapositive 2. Atomisme ancien- ce sont des idées sur la structure du monde d'anciens scientifiques. Selon Démocrite, les atomes étaient des particules éternelles, immuables, indivisibles, de forme et de taille différentes, qui, une fois unies et séparées, formaient différents corps.

Diapositive 3. Grâce à la découverte par les scientifiques Dirac, Galilée et Newton du principe de relativité, des lois de la dynamique, des lois de conservation, de la loi gravité universelle, au XVIIe siècle, l'atomisme des anciens subit des changements importants et s'impose dans la science image mécanique du monde, qui était basé sur l'interaction gravitationnelle - tous les corps et particules y sont soumis, quelle que soit leur charge.

Diapositive 4. Les connaissances accumulées dans l'étude des phénomènes électriques, magnétiques et optiques ont conduit à la nécessité de compléter et de développer l'image du monde. Ainsi, au XIXème siècle et jusqu'au début du XXème siècle, image électrodynamique du monde. Il envisageait déjà deux types d’interactions : gravitationnelle et électromagnétique. Mais ils n'ont pas réussi à expliquer uniquement le rayonnement thermique, la stabilité de l'atome, la radioactivité, l'effet photoélectrique, spectre de raies.

Diapositive 5. Au début du XXe siècle, apparaît l'idée de quantification de l'énergie, soutenue par Planck, Einstein, Bohr, Stoletov, ainsi que le dualisme onde-particule de Louis de Broglie. Ces découvertes ont marqué l'émergence image du monde quantique, dans lequel une forte interaction a également été ajoutée. Le développement actif de la physique des particules élémentaires a commencé.

3. Apprendre du nouveau matériel

Jusque dans les années trente du XXe siècle, la structure du monde apparaissait aux scientifiques sous sa forme la plus claire. sous forme simple. Ils croyaient que « l’ensemble complet » des particules qui composent toute matière est constitué du proton, du neutron et de l’électron. C'est pourquoi on les appelait élémentaires. Ces particules comprennent également le photon, porteur des interactions électromagnétiques.

Diapositive 6.Modèle mondial standard moderne :

La matière est constituée de quarks, de leptons et de particules porteuses d'interaction.

Pour toutes les particules élémentaires, il existe une possibilité de détecter des antiparticules.

Dualité onde-particule. Principes d'incertitude et de quantification.

Les interactions fortes, électromagnétiques et faibles sont décrites par de grandes théories unifiées. La gravité non unie demeure.

Diapositive 7. Le noyau d’un atome est constitué de hadrons, eux-mêmes constitués de quarks. Les hadrons sont des particules participant à des interactions fortes.

Classification des hadrons : Les mésons sont constitués d'un quark et d'un antiquark. Les baryons sont constitués de trois quarks - les nucléons (protons et neutrons) et

les hyperons.

Diapositive 8. Les quarks sont les particules fondamentales qui composent les hadrons. Actuellement, 6 variétés différentes (plus souvent appelées arômes) de quarks sont connues. Les quarks détiennent l'interaction forte et participent aux interactions fortes, faibles et électromagnétiques. Ils échangent entre eux des gluons, des particules de masse nulle et de charge nulle. Pour tous les quarks il existe des antiquarks . Ils ne peuvent pas être observés sous forme libre. Ils ont une charge électrique fractionnaire : +2/3е - appelé quarks U (en haut) et -1/3е - quark d (en bas).

La composition en quarks d'un électron est uud, la composition en quarks d'un proton est udd.

Diapositive 9. Les particules qui ne font pas partie du noyau sont des leptons. Les leptons sont des particules fondamentales qui ne participent pas aux interactions fortes. Aujourd'hui, 6 leptons et 6 de leurs antiparticules sont connus.

Toutes les particules ont des antikystes. Leptons et leurs antiparticules : électron et positron avec eux, neutrino électronique et antineutrino. Muon et antimuon avec eux neutrino muon et antineutrino. Taon et antitaon - neutrino taon et antineutrino.

Diapositive 10. Toutes les interactions dans la nature sont des manifestations de quatre types interactions fondamentales entre les particules fondamentales - les leptons et les quarks.

Forte interaction Les quarks sont sensibles et les gluons en sont les porteurs. Il les lie ensemble pour former des protons, des neutrons et d’autres particules. Cela affecte indirectement la liaison des protons dans les noyaux atomiques.

Interaction électromagnétique les particules chargées sont sensibles. Dans ce cas, sous l'influence des forces électromagnétiques, les particules elles-mêmes ne changent pas, mais acquièrent la propriété de se repousser uniquement dans le cas de charges du même nom.

Faible interaction Les quarks et les leptons sont sensibles. L’effet le plus célèbre de l’interaction faible est la transformation d’un quark down en quark up, qui à son tour provoque la désintégration d’un neutron en proton, électron et antineutrino.

L’un des types les plus importants d’interaction faible est Interaction de Higgs. Selon les hypothèses, le champ de Higgs (fond gris) remplit tout l'espace de liquide, limitant ainsi la gamme des interactions faibles. Le boson de Higgs interagit également avec les quarks et les leptons, assurant ainsi l'existence de leur masse.

Interaction gravitationnelle. C'est le plus faible connu. Toutes les particules et porteurs de tous types d'interactions, sans exception, y participent. Elle est réalisée grâce à l'échange de gravitons, les seules particules qui n'ont pas encore été découvertes expérimentalement. L'interaction gravitationnelle est toujours une attraction.

Diapositive 11. De nombreux physiciens espèrent que, tout comme ils ont réussi à combiner les interactions électromagnétiques et faibles dans la force électrofaible, ils seront finalement capables de construire une théorie qui unifiera toutes les interactions. espèce connue interactions dont le nom est « Grande Unification ».

4 . Consolidation des connaissances.

Consolidation primaire(Présentation de Gordienko Zh. « Grand collisionneur de hadrons ». Les scientifiques modernes tentent d'améliorer le processus d'étude des particules afin de réaliser de nouvelles découvertes pour le progrès scientifique et technologique. À cette fin, des projets grandioses centres de recherche et les accélérateurs. L'une de ces structures grandioses est le Grand collisionneur de hadrons.

Consolidation finale(travail en groupe : réponses aux questions du manuel)

Vous êtes répartis en deux groupes : 1er rang et 2ème rang. Vous avez une tâche sur des morceaux de papier : vous devez répondre à des questions, et vous trouverez les réponses dans le manuel au paragraphe 28 (pp. 196 – 198).

Tâches du premier groupe :

Combien y a-t-il de particules fondamentales au total ? (48)

Composition en quarks d'un électron ? (euh)

Énumérez les deux forces les plus fortes (forte et électromagnétique)

Nombre total de gluons ? (8)

Tâches du deuxième groupe :

Combien de particules y a-t-il au cœur de l’univers ? (61)

Composition en quarks du proton ? (beaucoup)

Énumérez les deux forces les plus faibles (faible et gravitationnelle)

Quelles particules effectuent une interaction électromagnétique ? (photon)

Exprimé par les chefs de groupe des réponses aux questions et échange de cartes.

Résumé de la leçon.

Vous avez pris connaissance de certains aspects du développement de la physique moderne et avez désormais représentations élémentaires sur la direction dans laquelle évolue notre science et pourquoi nous en avons besoin.

6. Devoirs. Paragraphe 28.

Tâches du premier groupe :

1. Combien y a-t-il de particules fondamentales au total ? ______________

2. Composition en quarks de l'électron ? ____________

3. Énumérez les deux interactions les plus fortes ______

4. Nombre total de gluons ? _______

___________________________________________________________________

Tâches du deuxième groupe :

1. Combien de particules se trouvent à la base de l’univers ? ________

2. Composition en quarks du proton ? ___________

___________________________________________________________________

Tâches du premier groupe :

1. Combien y a-t-il de particules fondamentales au total ? __________

2. Composition en quarks de l'électron ? __________

3. Énumérez les deux interactions les plus fortes _____________________________________________________________________________________________

4. Nombre total de gluons ? _________

___________________________________________________________________

Tâches du deuxième groupe :

1. Combien de particules se trouvent à la base de l’univers ? ____________

2. Composition en quarks du proton ? _____________

3. Énumérez les deux interactions les plus faibles ______________________

4. Quelles particules effectuent une interaction électromagnétique ? ______

___________________________________________________________________

Tâches du premier groupe :

1. Combien y a-t-il de particules fondamentales au total ? _____________

2. Composition en quarks de l'électron ? ______________

3. Énumérez les deux interactions les plus fortes _________________________________________________________________________________________

4. Nombre total de gluons ? _____

___________________________________________________________________

Tâches du deuxième groupe :

1. Combien de particules se trouvent à la base de l’univers ? ______

2. Composition en quarks du proton ? _________

3. Énumérez les deux interactions les plus faibles _______________________

4. Quelles particules effectuent une interaction électromagnétique ? _______

Budget municipal établissement d'enseignement –

moyenne école polyvalente N°7 Belgorod

Leçon publique en physique

11e année

"Particules élémentaires"

Préparé et réalisé :

Professeur de physique

Polshchikova A.N.

Belgorod 2015

Sujet : Particules élémentaires.

Type de cours : leçon d'étude et consolidation primaire de nouvelles connaissances

Méthode d'enseignement: conférence

Forme d'activité étudiante : frontal, collectif, individuel

Le but de la leçon : élargir la compréhension des élèves de la structure de la matière ; considérer les principales étapes du développement de la physique des particules élémentaires ; donner le concept de particules élémentaires et leurs propriétés.

Objectifs de la leçon:

Éducatif : initier les étudiants à la notion de particule élémentaire, à la typologie des particules élémentaires, ainsi qu'aux méthodes d'étude des propriétés des particules élémentaires ;

Du développement: développer l'intérêt cognitif des étudiants, en assurant leur implication réalisable dans une activité cognitive active ;

Éducatif: éducation aux qualités humaines universelles - conscience de la perception réalisations scientifiques dans le monde; développer la curiosité et l’endurance.

Matériel pour le cours :

Matériel didactique : matériel de manuel, cartes avec tests et tableaux

Aides visuelles: présentation

Pendant les cours

(Présentation)

1. Organisation du début du cours.

Activités de l'enseignant : Salutations mutuelles entre l'enseignant et les élèves, fixation des élèves, vérification de l'état de préparation des élèves pour la leçon. Organisation de l'attention et inclusion des étudiants dans le rythme de travail de l'entreprise.

Activité étudiante prévue : organiser l'attention et l'inclusion dans le rythme de travail de l'entreprise.

2. Préparation à l'étape principale de la leçon.

Activités de l'enseignant : Aujourd'hui, nous allons commencer à étudier une nouvelle section " La physique quantique" - «Particules élémentaires». Dans ce chapitre, nous parlerons des particules primaires, encore plus indécomposables, à partir desquelles toute matière est construite, des particules élémentaires.

Les physiciens ont découvert l'existence de particules élémentaires en étudiant les processus nucléaires. Ainsi, jusqu'au milieu du XXe siècle, la physique des particules élémentaires était une branche de la physique nucléaire. Actuellement, la physique des particules et Physique nucléaire sont des branches proches mais indépendantes de la physique, unies par les points communs des nombreux problèmes considérés et des méthodes de recherche utilisées.

La tâche principale de la physique des particules élémentaires est l'étude de la nature, des propriétés et des transformations mutuelles des particules élémentaires.

Ce sera également notre tâche principale dans l'étude de la physique des particules élémentaires.

3. Assimilation de nouvelles connaissances et méthodes d'action.

Activités de l'enseignant : Sujet de cours : « Étapes de développement de la physique des particules élémentaires. » Dans cette leçon, nous examinerons les questions suivantes :

L'histoire du développement des idées selon lesquelles le monde est constitué de particules élémentaires

Que sont les particules élémentaires ?

Comment obtenir une particule élémentaire isolée et est-ce possible ?

Typologie des particules.

L’idée selon laquelle le monde est constitué de particules fondamentales a une longue histoire. Aujourd’hui, le développement de la physique des particules élémentaires comporte trois étapes.

Ouvrons le manuel. Faisons connaissance avec les noms des étapes et les délais.

Étape 1. De l'électron au positron : 1897 - 1932.

Étape 2. Du positron aux quarks : 1932 - 1964.

Étape 3. De l'hypothèse des quarks (1964) à nos jours.

Activités de l'enseignant :

Étape 1.

Élémentaire, c'est-à-dire le plus simple, voire indivisible, c'est ainsi que le célèbre scientifique grec Démocrite a imaginé l'atome. Permettez-moi de vous rappeler que le mot « atome » en traduction signifie « indivisible ». Pour la première fois, l'idée de l'existence de minuscules particules invisibles qui composent tous les objets environnants a été exprimée par Démocrite 400 ans avant JC. La science a commencé à utiliser le concept d'atomes uniquement dans début XIX siècle, où sur cette base il était possible d'expliquer un certain nombre de phénomènes chimiques. Et à la fin de ce siècle, la structure complexe de l’atome a été découverte. En 1911, le noyau atomique est découvert (E. Rutherford) et il est finalement prouvé que les atomes ont une structure complexe.

Rappelons-nous les gars : quelles particules font partie de l'atome et les caractérisons brièvement ?

Activité prévue des étudiants :

Activités de l'enseignant : les gars, peut-être que certains d'entre vous se souviennent : par qui et en quelles années l'électron, le proton et le neutron ont-ils été découverts ?

Activité prévue des étudiants :

Électron. En 1898, J. Thomson prouva la réalité de l'existence des électrons. En 1909, R. Millikan mesura pour la première fois la charge d'un électron.

Proton. En 1919, E. Rutherford, en bombardant de l'azote avec des particules, découvrit une particule dont la charge était égale à la charge d'un électron et dont la masse était 1836 fois supérieure à la masse de l'électron. La particule a été nommée proton.

Neutron. Rutherford a également suggéré l'existence d'une particule sans charge dont la masse est égale à la masse d'un proton.

En 1932, D. Chadwick découvrit la particule suggérée par Rutherford et l'appela le neutron.

Activités de l'enseignant : Après la découverte du proton et du neutron, il est devenu clair que les noyaux des atomes, comme les atomes eux-mêmes, ont une structure complexe. La théorie proton-neutron de la structure des noyaux est née (D. D. Ivanenko et V. Heisenberg).

Dans les années 30 du XIXe siècle, dans la théorie de l'électrolyse développée par M. Faraday, la notion d'ion - apparaît et la charge élémentaire est mesurée. La fin du XIXe siècle - outre la découverte de l'électron, est marquée par la découverte du phénomène de radioactivité (A. Becquerel, 1896). En 1905, le concept de quanta fait son apparition en physique. Champ électromagnétique- photons (A. Einstein).

Rappelons-nous : qu'est-ce qu'un photon ?

Activité prévue des étudiants : Photon (ou quantum de rayonnement électromagnétique) est une particule lumineuse élémentaire, électriquement neutre, dépourvue de masse au repos, mais possédant de l'énergie et de la quantité de mouvement.

Activités de l'enseignant : les particules ouvertes étaient considérées comme des essences primaires indivisibles et immuables, les éléments de base de l’univers. Cependant, cette opinion n’a pas duré longtemps.

Étape 2.

Dans les années 1930, les transformations mutuelles des protons et des neutrons ont été découvertes et étudiées, et il est devenu clair que ces particules ne sont pas non plus les « éléments constitutifs » élémentaires immuables de la nature.

Actuellement, environ 400 particules subnucléaires sont connues (les particules qui composent les atomes, généralement appelées élémentaires). La grande majorité de ces particules sont instables (les particules élémentaires se transforment les unes dans les autres).

Les seules exceptions sont les photons, les électrons, les protons et les neutrinos.

Le photon, l'électron, le proton et le neutrino sont des particules stables (des particules qui peuvent exister indéfiniment à l'état libre), mais chacune d'elles, lorsqu'elle interagit avec d'autres particules, peut se transformer en d'autres particules.

Toutes les autres particules subissent des transformations spontanées en d'autres particules à certains intervalles, et ceci fait principal leur existence.

J'ai mentionné une autre particule : le neutrino. Quelles sont les principales caractéristiques de cette particule ? Par qui et quand a-t-il été découvert ?

Activité prévue de l'étudiant : Le neutrino est une particule dépourvue de charge électrique et sa masse au repos est 0. L'existence de cette particule a été prédite en 1931 par W. Pauli, et en 1955, la particule a été enregistrée expérimentalement. Se manifeste à la suite de la désintégration des neutrons :

Activités de l'enseignant : Les particules élémentaires instables diffèrent considérablement dans leur durée de vie.

La particule qui vit le plus longtemps est le neutron. La durée de vie des neutrons est d'environ 15 minutes.

D’autres particules « vivent » pendant une durée beaucoup plus courte.

Il existe plusieurs dizaines de particules dont la durée de vie dépasse 10 -17 Avec. À l’échelle du microcosme, c’est une période significative. De telles particules sont appeléesrelativement stable .

Majorité de courte durée les particules élémentaires ont des durées de vie de l'ordre de 10-22 -10 -23 s.

La capacité de transformation mutuelle est la propriété la plus importante de toutes les particules élémentaires.

Les particules élémentaires sont capables de naître et de se détruire (émises et absorbées). Cela s'applique également aux particules stables, à la seule différence que les transformations des particules stables ne se produisent pas spontanément, mais par interaction avec d'autres particules.

Un exemple seraitannihilation (c'est à dire. disparition ) électron et positon, accompagnés de la naissance de photons de haute énergie.

Un positron est (une antiparticule d'un électron) une particule chargée positivement qui a la même masse et la même charge (en valeur absolue) qu'un électron. Nous parlerons de ses caractéristiques plus en détail dans la prochaine leçon. Disons simplement que l'existence du positron a été prédite par P. Dirac en 1928, et découvert en 1932 en rayons cosmiques K.Anderson.

En 1937, des particules d'une masse de 207 masses électroniques ont été découvertes dans les rayons cosmiques, appeléesmuons ( -mésons ). Durée de vie moyenne-méson est égal à 2,2 * 10-6 s.

Puis, en 1947-1950, ils ouvrirentpivoines (c'est à dire. -mésons). Durée de vie moyenne du neutre-méson - 0,87·10 -16 s.

Au cours des années suivantes, le nombre de particules nouvellement découvertes a commencé à croître rapidement. Cela a été facilité par la recherche sur les rayons cosmiques, le développement de la technologie des accélérateurs et l'étude des réactions nucléaires.

Les accélérateurs modernes sont nécessaires pour mener à bien le processus de création de nouvelles particules et pour étudier les propriétés des particules élémentaires. Les particules initiales sont accélérées dans l'accélérateur à des énergies élevées « sur une trajectoire de collision » et entrent en collision les unes avec les autres à un certain endroit. Si l'énergie des particules est élevée, pendant le processus de collision, de nombreuses nouvelles particules naissent, généralement instables. Ces particules, diffusées à partir du point de collision, se désintègrent en particules plus stables, qui sont enregistrées par des détecteurs. Pour chacun de ces actes de collision (les physiciens disent : pour chaque événement) - et ils sont enregistrés en milliers par seconde ! -les expérimentateurs déterminent ainsi des variables cinématiques : les valeurs des impulsions et des énergies des particules « capturées », ainsi que leurs trajectoires (voir figure dans le manuel). En collectant de nombreux événements du même type et en étudiant les distributions de ces grandeurs cinématiques, les physiciens reconstruisent comment l'interaction s'est produite et à quel type de particules peuvent être attribuées les particules résultantes.

Étape 3.

Les particules élémentaires sont regroupées en trois groupes : photons , leptons Et hadrons (Annexe 2).

Les gars, énumérez-moi les particules appartenant au groupe des photons.

Activité prévue des étudiants : Au groupe photons fait référence à une seule particule - un photon

Activités de l'enseignant : le groupe suivant est constitué de particules légèresleptons .

: ce groupe comprend deux types de neutrinos (électron et muon), l'électron et le ?-méson

Activités de l'enseignant : Les leptons comprennent également un certain nombre de particules non répertoriées dans le tableau.

Le troisième grand groupe est constitué de particules lourdes appelées hadrons. Ce groupe est divisé en deux sous-groupes. Les particules plus légères forment un sous-groupe mésons .

Activité prévue des étudiants: les plus légers d'entre eux sont chargés positivement et négativement, ainsi que les mésons neutres. Les pions sont des quanta du domaine nucléaire.

Activités de l'enseignant : deuxième sous-groupe -baryons - comprend des particules plus lourdes. C'est le plus étendu.

Activité prévue des étudiants : Les baryons les plus légers sont les nucléons – les protons et les neutrons.

Activités de l'enseignant : ils sont suivis par les soi-disant hyperons. L'oméga-moins-hyperon, découvert en 1964, ferme le tableau.

L’abondance des hadrons découverts et nouvellement découverts a conduit les scientifiques à croire qu’ils étaient tous construits à partir d’autres particules plus fondamentales.

En 1964, le physicien américain M. Gell-Man a émis une hypothèse, confirmée par des recherches ultérieures, selon laquelle toutes les particules fondamentales lourdes - les hadrons - sont construites à partir de particules plus fondamentales appeléesquarks.

D'un point de vue structural, les particules élémentaires qui composent noyaux atomiques(nucléons), et en général toutes les particules lourdes - hadrons (baryons et mésons) - sont constituées de particules encore plus simples, généralement appelées fondamentales. Ce rôle d'éléments primaires véritablement fondamentaux de la matière est joué par les quarks dont la charge électrique est égale à +2/3 ou -1/3 de la charge unitaire positive d'un proton.

Les quarks les plus courants et les plus légers sont appelés up et down et sont désignés respectivement par u (de l'anglais up) et d (down). Parfois, ils sont également appelés quarks à protons et à neutrons en raison du fait que le proton est constitué d'une combinaison de uud et de neutron - udd. Le quark top a une charge de +2/3 ; bas - charge négative -1/3. Puisqu'un proton est constitué de deux quarks up et d'un quark down, et qu'un neutron est constitué d'un quark up et de deux quarks down, vous pouvez vérifier indépendamment que la charge totale d'un proton et d'un neutron est strictement égale à 1 et 0.

Les deux autres paires de quarks font partie de particules plus exotiques. Les quarks de la deuxième paire sont appelés charmés - c (de charmé) et étranges - s (de étrange).

La troisième paire est constituée de quarks true - t (de vérité, ou dans la tradition anglaise top) et beautiful - b (de beauty, ou dans la tradition anglaise bottom).

Presque toutes les particules constituées de diverses combinaisons de quarks ont déjà été découvertes expérimentalement.

Avec l'acceptation de l'hypothèse des quarks, il a été possible de créer un système harmonieux de particules élémentaires. De nombreuses recherches de quarks à l'état libre, effectuées dans des accélérateurs de haute énergie et dans les rayons cosmiques, ont échoué. Les scientifiques pensent que l'une des raisons pour lesquelles les quarks libres ne sont pas observables est peut-être leur très grande masse. Cela empêche la naissance de quarks aux énergies atteintes dans les accélérateurs modernes.

Cependant, en décembre 2006, un étrange message concernant la découverte de « quarks top libres » a été diffusé dans les agences de presse scientifique et dans les médias.

4. Vérification initiale de la compréhension.

Activités de l'enseignant : alors les gars, nous avons couvert :

principales étapes du développement de la physique des particules

découvert quelle particule est appelée élémentaire

s'est familiarisé avec la typologie des particules.

Dans la prochaine leçon, nous examinerons :

plus classement détaillé particules élémentaires

types d'interactions de particules élémentaires

antiparticules.

Et maintenant je vous propose de faire un test pour faire revivre dans votre mémoire les principaux points de la matière que nous avons étudiée (Annexe 3).

5. Résumer la leçon.

Activités du professeur : Donner des notes aux élèves les plus actifs.

6. Devoirs

Activités de l'enseignant :

1. § 114 - 115

2. abstrait.