Pamoka elementariųjų dalelių fizikos tema. Pamokos „trys elementariųjų dalelių fizikos raidos etapai“ metodinis tobulinimas. Atominė ir branduolinė fizika

Kaptelova N.V., fizikos mokytoja, savivaldybės švietimo įstaiga „Gimnazija Nr. 79“, Barnaulas, Altajaus kraštas

11 klasė

Pamoka tema „Elementariosios dalelės“ (2 val.).

Lygis – pagrindinis

Klasės profilis – humanitarinis

Naudojamas tekstas - § 64 „Elementariosios dalelės“ (Mansurovas A.N., Mansurovas N.A., vadovėlis „Fizika-10-11“ humanitarinėms mokykloms)

Technologija „Kritinio mąstymo ugdymas skaitant ir rašant“ (RDMCHP)

Pamokos tipas: darbas su informaciniu tekstu

Tikslai:

didaktinė – per netiesioginį teksto tyrimą, formuoti mokiniuose sistemą mokslo žinių apie elementariosios dalelės Oi

raidos – plėtoti tarp moksleivių efektyvaus apdorojimo metodus mokomoji informacija, toliau ugdyti savarankiško mokymosi metodą, pažintines ir komunikacines kompetencijas

ugdomasis – toliau ugdyti mokinių pasitikėjimą savo pažintiniais gebėjimais ir dialektinę-materialistinę pasaulėžiūrą.

metodinė – sudaryti sąlygas studentams įsisavinti savarankiško mokymosi metodą remiantis RKMChP technologija

Tikėtinas rezultatas:

studentų mokslo žinių apie elementarias daleles sistemos įsisavinimas ir jos pateikimas klasterio pavidalu;

kiekvienam mokiniui įgyti ir suprasti savo savarankiškos pažintinės veiklos patirtį, pagrįstą darbu su tekstu per individualias, porines, grupines, kolektyvines darbo formas (RKMChP technologija).

Pastaba: klasteris - grafinis metodas, leidžiantis struktūrizuota ir susisteminta forma pateikti informaciją, identifikuoti temos raktinius žodžius. Klasteris yra grafinė diagrama, susidedanti iš ovalų. Klasterio centre, pagrindiniame ovale, yra pagrindinė problema, tema, idėja. Kito lygio ovaluose - klasifikuojantys požymius ar sisteminimo pagrindus, trečio lygio ovaluose - tolimesnė detalė ir kt. Klasteriai gali būti labai platūs, todėl visada turite pasirinkti detalumo lygį, prie kurio galite sustoti. Naudojant klasterius galima sistemingai pateikti didelius informacijos kiekius.

Klasteryje yra raktinių žodžių pagrindinės idėjos nurodant loginius ryšius tarp teksto dalykų. Jungtys suteikia vaizdui vientisumą ir aiškumą.

Klasteris (kaip ir visos grafinės diagramos) yra tiriamos temos modelis, leidžiantis matyti temą kaip visumą „iš paukščio skrydžio“. Motyvacija didėja, nes Temos idėjos lengviau suvokiamos. Žmogui visada reikia grafinių vaizdų. Smegenys prisimena modelius. Studentų informacijos pateikimas klasterio pavidalu prisideda prie kūrybiško jos apdorojimo, taip užtikrinant informacijos įsisavinimą supratimo lygmeniu. Klasteriai (kaip ir kitos schemos) leidžia „pakelti“ mąstymą, padaryti jį lankstesnį, atsikratyti stereotipų, dogminį mąstymą paversti kritiniu.

Taip pat svarbu, kad klasterių konstrukcija leistų identifikuoti sistemą raktinius žodžius, kurios pagalba galima ieškoti internete, taip pat nustatyti pagrindines mokinių tyrimų sritis bei parinkti edukacinių projektų temas.

Namų darbai(Papildoma veikla):

1. § 65 (nepriklausomai naudojant RKMChP technologiją)

2. Klasteriai, sukurti naudojant IKT

(2 ir 3 pasirinktinai)

Pamokos scenarijus.

Skambinti.

Etapo tikslai:

Skatinimas dirbti nauja informacija, pažadina susidomėjimą šia tema

- turimų žinių šia tema iškėlimas į paviršių

- keitimasis nuomonėmis be konfliktų

"Siūlomi klausimai"

"Klasteris"

2. Mokiniams pateikiami klausimai, apie kuriuos reikia pagalvoti ir aptarti:

Išėjimas į loginę grandinę: gamta-kūnas-medžiaga-molekulė-atomas-branduolys-nukleonai (protonas, neutronas)-elektronas.

Prisiminkite, kokias elementarias daleles žinote? Pagalvokite apie tai kaip apie klasterį.

(Protonas, neutronas, elektronas, fotonas, π-mezonas)

Mokiniai dirba individualiai sąsiuviniuose, vėliau – poromis, pagal jų pasiūlymus, mokytojas lentoje nubraižo grupę. Vienas iš studentų pasiūlytų grupių:

Ar toks jų skaičius gali pretenduoti į „pirmąsias Visatos plytas“, tikrai elementariąsias daleles?

Supratimas

Etapo tikslai:

Įgyti naujų žinių

Plėtra skirtingi tipai skaitymas: įvadinis, studijavimas, įsisavinimas, paieška, informacinio teksto suvokimo būdai

Analitinių, diskusijų, bendravimo įgūdžių ugdymas

„I.N.S.E.R.T. sistema“

"Klasteris"

„Galvok savarankiškai/poromis/grupėje“

Savarankiškas darbas su tekstu

Informacijos suvokimas. Šiame etape studentas dirba individualiai(„Galvok savarankiškai“). Įžanginis skaitymas, kvitas bendra idėja teksto tema.

Studijuoti skaitymą. Individualus darbas („Galvok pats“). Semantinio teksto elementų suvokimo operacijos, žodžių, sakinių, pastraipų supratimas, teksto subjektų (pagrindinių sąvokų, raktažodžių, idėjų) išskyrimas, teksto subjektų sąsajų (loginių, priežasties-pasekmės, erdvinių, laiko ir kt.) nustatymas. Suprasti duoto teksto turinio ryšį su kitų tiriamų tekstų turiniu, interpretuoti pateiktą tekstą remiantis šiuo ryšiu. Teksto žymėjimo I.N.S.E.R.T. naudojimas padeda suprasti turinį: (I.N.S.E.R.T. – „Interactive notation System for Enhanced Reading and Thinking“)

- "žinomas"

- "prieštarauja idėjoms"

+ - „įdomu ir netikėta“

? - "Sužinokite daugiau"

! - "svarbu"

Asimiliacinis skaitymas. Patikrinkite, ar suprantate tekstą. Studentai poromis("Mąstyk poromis") kalbama savais žodžiais atsakykite vienas kitam į klausimus apie tekstą.

Apdorojama informacija. Individualus darbas („Galvok pats“). Informacijos suskirstymas į susijusias dalis. Gautos informacijos sisteminimo ir įslaptinimo pagrindų nustatymas.

Apdorotos informacijos sintezė. Individualus darbas („Galvok pats“). Grupavimas, informacijos derinimas, klasterio kūrimas. Gautos informacijos vertimas „į kitą kalbą“: iš žodžių kalbos į diagramų kalbą, iš žodinės į grafinę.

Atskirų klasterių pristatymas ir apsauga poromis(„Mąstyk poromis“), tada grupėse(„Galvok kartu“)

Informacijos „atvirkštinis vertimas“: iš diagramų kalbos į žodžių kalbą, iš grafinės į žodinę, o informacija perduodama savais žodžiais. Keitimasis idėjomis diskusijose ar debatuose. Argumentavimas, konstruktyvi kritika, paaiškinimas, Bendras klasterio užbaigimas.

Atspindys

Apmąstyti to, kas buvo aprėpta, prasmę;

Pažiūrėkite į pamokos turinį atsižvelgdami į savo gyvenimo patirtį

„Grįžti į klasterį“

"Išeimo kortelė"

Pristatykite ir apginkite keletą grupių grupių variantų prieš klasę, kolektyvinis diskusija.

Siūlomas galutinis klasterio variantas:

2. Užduotis: Palyginkite šią grupę su pamokos pradžioje pasiūlyta grupe. (!!!)

Raskite ant jo vietą elektronui, protonui, neutronui, fotonui, π-mezonui.

Padarykite išvadą. ( Žymiai padaugėjo žinių apie elementarias daleles!)

3. (Apibendrinimas ir motyvavimas tolesnei pažintinei veiklai). Grįžkime prie klausimų, kuriais pradėjome pamoką. Ar radote atsakymus į juos? Kokie klausimai lieka neatsakyti? Kokie nauji atsirado? Kur ieškoti atsakymų?

Iš ko susideda mus supantis pasaulis?

Ar materijos struktūra primena nesibaigiančią įdėtų lėlių seriją, ar dalijimosi procesas sustoja, kai aptinkama nedaloma elementari dalelė?

Kokios yra pačios pirmykštės pagrindinės dalelės, iš kurių susidaro visos kitos?

Ar gamtoje egzistuoja toks materijos organizavimo lygis, kad nėra nieko gilesnio už tai?

Ar toks skaičius (daugiau nei 400) gali pretenduoti į „pirmąsias Visatos plytas“, tikrai elementariąsias daleles?

Kaip naršyti tokioje elementariųjų dalelių gausoje?

Kurios dalelės yra tikrai „elementarios“?

(Galvokite patys/poromis/grupe). Diskusija.

Individualus popierizmas(10 min.) „Išėjimo kortelė“ - 1) svarbiausia pamokos idėja; 2) vienas klausimas pamokos tema 3) bendras komentaras apie pamokos medžiagą

Atlikite savo darbo įsivertinimą klasėje (patenkintas savimi, nelabai patenkintas, nepatenkintas, kodėl?).

IV. Namų darbai (užklasinis darbas)

Suteikti mokiniams galimybę atlikti savarankišką darbą, siekiant pagilinti pamokos metu įgytas žinias;

Praktikuoti savarankiškos mokymosi veiklos įgūdžius;

Tobulėti Kūrybiniai įgūdžiai moksleiviai

1.Study § 65 (nepriklausomai naudojant RKMChP technologiją)

2. Klasteriai pagal § 65, sukurti naudojant IRT

3. Kūrybinis darbas dominančia tema.

(2 ir 3 pasirinktinai)

Mokinių pastebėjimai parodyti, kad klasterių kūrimą jie suvokia kaip kūrybinis darbas , kur galima įgyvendinti savo problemos viziją, savo požiūrį, kintamumą, kaip reiškia savirealizacija, savęs patvirtinimas.

Individualaus, porinio, grupinio ir kolektyvinio darbo galimybė sukuria psichologinį komfortą ugdymo procesas. Įskaitant kiekvieną studentą į tris tipus

veikla (mąstymas, rašymas, kalbėjimas) suteikia „vidinį informacijos apdorojimą“. Šie veiksniai prisideda prie mokinių naujos medžiagos įsisavinimo supratimo, supratimo lygiu ir jų edukacinės-kognityvinės motyvacijos bei aktyvumo ugdymo (ypač tiems mokiniams, kurie nelabai tinka tradicinio, iliustruojamojo ir aiškinamojo mokymo sistemai). Ir svarbiausia – jie praktiškai meistras būdas savarankiškai įgyti naujų žinių, jie ugdo funkcinį raštingumą.

Aukščiau aprašyta mokymo technologija, pagrįsta kūrybiniu teksto apdorojimu, leidžia mokyti įdomu, greita, kokybiška ir suteikia mokiniams pasitenkinimo jausmą.

Klasterių atlikimo temomis „Pagrindinės sąveikos“ ir „Pagrindinės dalelės“ pavyzdžiai:

Tikslas: Papasakoti mokiniams apie elementarias daleles, jų pagrindines savybes ir klasifikaciją

Per užsiėmimus

Nauja medžiaga (skaitoma paskaitoje)

Atomo ir atomo branduolio struktūros tyrimai parodė, kad atomo sudėtis apima elektronus, protonus ir neutronus. Šias daleles buvo įprasta vadinti elementariomis. Fotonas (), pozitronas (e +) ir neutrinas (v), kurie yra tiesiogiai susiję su atomu ir branduoliu, taip pat buvo pradėti vadinti elementariomis dalelėmis.

Pagal pirminį planą elementariosios dalelės yra paprasčiausios dalelės, iš kurių yra pastatyta esamo pasaulio substancija (atomai).

Elementariosios dalelės iš pradžių buvo įsivaizduojamos kaip kažkas amžino, nekintančio, nesunaikinamo, o elementariosios dalelės vaizdas buvo siejamas su smėlio grūdelio ar bestruktūrio mažo kamuoliuko įvaizdžiu.

Šiais laikais nėra aiškaus elementarumo kriterijaus. „Elementariosios dalelės“ sąvoka šiais laikais yra labai sudėtinga.

Trumpai išvardinkime žinomas elementarias daleles jų istorinio atradimo tvarka.

Metodinės pastabos: tolesnio paaiškinimo metu mokinių prašoma užpildyti šią lentelę (1 priedas)

Kokiam tipui jis priklauso?	Dalelės pavadinimas	Paskyrimas	Atidarymo metai	Įkrauti q	Dalelių masė

Elektroną atrado J.J.Thomsanas 1897. Kitų elementariųjų dalelių masės dažniausiai išreiškiamos elektrono mase.

1900 metais M. Planckas ir ypač, 19005 m. A. Einšteinas parodė, kad šviesa susideda iš atskirų dalių – fotonų. Fotonas neturi krūvio, o jo ramybės masė = 0. Fotonas gali egzistuoti tik judėdamas šviesos greičiu.

Rutherfordo dalelių sklaidos eksperimentai 1911 m. Privedė prie protono atradimo. Protono masė = 1836 m e

Dauguma fizikų buvo įsitikinę, kad jiems pagaliau pavyko sumažinti visą cheminių elementų ir gamtos medžiagų įvairovę iki dviejų paprastų subjektų: elektronų ir protonų. Anų metų fizikų nupieštas paveikslas apie materijos struktūrą įskiepijo mokslinio grožio ir grakštumo pojūtį. Laikotarpiu nuo 1911 m Iki 1932 m Daugelis mokslininkų buvo kupini pasitenkinimo jausmo, kad jiems pavyko įgyvendinti šimtmečių senumo svajonę apie mokslinius tyrimus.

Tačiau 1928 m P. Dirakas, o vėliau 1932 m K. Andersonas atrado tokias daleles, vadinamas pozitronai (e+)

Pozitronas yra pirmoji teoriškai nuspėjama elementarioji dalelė.

1932 metais D. Chadwig atrado neutroną, kurio masė = 1838 m e

Laisvoje būsenoje esantis neutronas, skirtingai nei protonas, yra nestabilus ir skyla į protoną ir elektroną, kurių pusėjimo trukmė T = 1,01 10 3 s. Branduolio viduje neutronas gali egzistuoti neribotą laiką.

1931-1933 metais. W. Pauli, analizuodamas -skilimą, pasiūlė, kad skilimo metu, be protono ir elektrono, išsiskiria dar viena neutrali dalelė, kurios ramybės masė = 0. Ši dalelė buvo vadinama neutrinas ()

Tik 1956 m K. Cowanas ir jo kolegos atrado antineutriną(), pagamintą branduoliniame reaktoriuje. Buvo „pagauta“ tiriant reakciją: p+ v n+e + , neutrinas sukelia reakciją n+p+e - .

1937 metais K. Andersonas ir S. Neddermanas atrado įkrautas daleles, kurių masė 206,7 m e, šios dalelės buvo vadinamos -mezonais (+ ir -), kurių krūvis +e ir -e. Šiuo metu šios dalelės vadinamos -dalelėmis arba -miuonais.

1947 metais Anglų mokslininkai S. Powell, G. Occhialini ir kiti atrado -mezonus (-mezonas yra pirminis mezonas, kuris irdamas suteikia miuonus)

Mezono krūvis yra +e ir -e, o masė 273,2 m e. Šiek tiek vėliau nei 1950 m. buvo aptiktas neutralus -mezonas (o), kurio masė 264,2 m e. Šiuo metu yra trijų tipų -mezonai yra žinomi: -, o, + , jie intensyviai sąveikauja su nukleonais ir lengvai susidaro nukleonams susidūrus su branduoliais, t.y. yra aktyvūs branduolinėje srityje. Šiuo metu manoma, kad mezonai yra branduolinio lauko kvantai, atsakingi už didžiąją branduolinių jėgų dalį.

Nuo 1949-1950 m Prasidėjo tiesioginė elementariųjų dalelių „invazija“, jų skaičius sparčiai didėjo.

Naujai atsiradusias daleles galima suskirstyti į dvi grupes:

Pirmajai grupei priklauso maždaug 966 m e ir 974 m e masės dalelės, šiuo metu vadinamos K-mezonais. Žinomi K + ir K - mezonai, kurių masė yra maždaug 966,3 m e, o elektros krūviai +e ir -e. Žinomi neutralūs K-mezonai (K o ir K o), kurių masė 974,5 m e.

Antroji dalelių grupė vadinama hiperonais. Šiuo metu žinomi šie hiperonai:

1955 metais Buvo atrastas antiprotonas, o 1956 metais – antineutronas.

Už nugaros pastaraisiais metais buvo aptiktos naujos kvazidalelės (rezonansinės būsenos), kurių gyvavimo laikas yra neįprastai trumpas, maždaug 10 -22 - 10 -23 sek. Šiuo atveju net neįmanoma užfiksuoti dalelių pėdsakų ir apie jų egzistavimą galima spręsti tik iš netiesioginių svarstymus, iš jų irimo elgesio analizės.

Pastaraisiais metais buvo atrastas antrasis neutrinų tipas, vadinamasis miuoninis neutrinas (antineutrinas) ir kuris išsiskiria, pavyzdžiui, irstant -mezonams;

III grupė- sunkiosios dalelės arba barionai

Į šią grupę įeina:

Nukleonai ir jų antidalelės
Hiperonai ir jų antidalelės

Termobranduolinės energijos panaudojimas naudojant Tokamako įrenginio pavyzdį

Mokinių prašoma atsakyti į klausimus:

Kokia branduolinė reakcija vadinama termobranduoline? (oralinė)
Kaip tai galima padaryti termobranduolinė reakcija?
Paaiškinti Tokamako instaliacijos veikimo principą.(raštu, naudojant papildomą literatūrą)
Paaiškinkite termobranduolinės sintezės lazerinio įrenginio veikimo principą“ (raštu, naudojant papildomą literatūrą)

Pamokos metmenys

šia tema

"Sąvoka

apie elementarias daleles"

(11 klasė)

Fizikos mokytojas

Čerpita Valerijus Nikolajevičius

GBOU mokykla 2051 m

Maskvos miestai

Elementariųjų dalelių samprata.

Elementariųjų dalelių klasifikacija.

/data/files/u1514922328.pptx (Pristatymas pamokai tema „Elementų dalelių samprata“)

Pamokos tikslai: supažindinti mokinius su elementariosiomis dalelėmis kaip vienintelėmis materijos atstovėmis, kurių lygis mažesnis nei 10¯ ¹⁵ m erdviniai matmenys ir atstumai; atskleisti bendrosios savybės elementariosios dalelės, nurodykite jų klasifikaciją.

Pamokos planas

Pamokos žingsneliai	Laikas, min	Metodai ir technikos
Įvadas: ugdymo problemų nustatymas pamokai	3 - 5	Mokytojo pasakojimas ir formuluotė
Naujos medžiagos studijavimas: elementariųjų dalelių samprata, dalelių klasifikacija, kvarkai ir kt.	30 - 35	Mokytojo pasakojimas naudojant pokalbio elementus. Darbas su vadovėliu. Vadovėlio medžiaga. Lentelė. Užrašų knygelės įrašai
Apibendrinant, išryškinant pagrindinį dalyką. Namų darbai	5 - 7	Pokalbis klausimais. Išvadų formulavimas

1. Per visą fizikos kursą studentai ne kartą susidūrė su elementariosiomis dalelėmis. Jau pirmajame etape buvo tiriami elektronai; toliau daugeliu atvejų buvo vartojama elektrono sąvoka. Kvantinės fizikos metu mokiniai sužinojo apie protoną ir neutroną.

Paskutinės pamokos gali būti vedamos mokyklinių paskaitų forma, įskaitant pokalbio elementus ir trumpus studentų pristatymus individualiais klausimais. Norint išlaikyti mokinių pažintinį aktyvumą pamokoje, būtina užtikrinti jų veiklos kaitą, informacinę medžiagą (pasakojimą, pranešimą) derinti su reprodukcine medžiaga (atsakymais į klausimus, savarankiškas darbas su vadovėliu) ir problemiškas (problemos iškėlimas, hipotezių iškėlimas ir pan.). Rengiant pamokas reikėtų pasirūpinti vaizdinėmis priemonėmis, paruošti lenteles, takelių fotografijas ir kt. Kurse nebelieka laiko pakartotiniam įvestų sąvokų taikymui, todėl būtina kuo labiau susieti nauja su anksčiau išmoktu.

2. Naujos medžiagos pristatymas.Mokslui gilinantis į materijos struktūrą, jis atrado molekules, atomus, išsiaiškino, kad atomas susideda iš branduolio ir elektronų, ir galiausiai nustatė. sudėtinga struktūra branduolys, kuriame yra protonų ir neutronų.

Jei atsižvelgsime į materijos struktūrą, atsižvelgdami į šią informaciją, tada mikrokosmose mažų atstumų lygyje apie 10¯¹⁴ - 10¯¹⁵ m, galime daryti išvadą, kad medžiaga susideda iš protonų, neutronų ir elektronų. Tačiau materiją gamtoje reprezentuoja ne tik materija, bet ir elektromagnetinis laukas. Elektromagnetinis laukas taip pat susideda iš mikrodalelių – fotonų.

Mikrodalelės – fotonai, elektronai, protonai, neutronai – vadinamos elementariosiomis dalelėmis. Žodis „elementarus“ reiškia paprasčiausią materijos pagrindą: visi materialūs objektai – kūnai, laukai – susideda iš šių dalelių. Įvedus šį terminą, buvo daroma prielaida, kad elementariosios dalelės neturi vidinės struktūros, t.y. jie jau iš nieko nesusideda. Dabar elementarumo sąvoka buvo išaiškinta, kaip bus aptarta toliau.

Šiuo metu yra atrasta daugiau nei 400 mikrodalelių, savo dydžiu, mase, elektros krūviu (ir kai kuriomis kitomis savybėmis) panašių į išvardytas aukščiau. Visi jie dar vadinami elementariais.

Funkcija dauguma elementariųjų dalelių – jųnestabilumas. Visos dalelės, išskyrus fotonus tuštumoje, elektronus, protonus, neutronus (branduolys) ir neutrinų daleles, spontaniškai suyra ir ilgainiui tampa stabilios. Šie procesai yra panašūs į radioaktyvų branduolių skilimą. Nestabilių elementariųjų dalelių vidutinė gyvavimo trukmė; laikomos dalelės, kurių gyvenimo trukmė yra labai trumpa arba santykinai stabili.10 ¯ ⁶ - 10 ¯ ¹⁴ s, ataip pat yra dalelių, kurios gyvena tik10 ¯ ²² - 10 ¯ ²³ Su.

Neutronas už branduolio taip pat yra nestabilus: jo vidutinė gyvavimo trukmė yra 16 minučių, tačiau, palyginti su trumpaamžių dalelių gyvavimo trukme, tai yra labai ilgas laikas.

Akivaizdu, kad jei Visata kažkada būtų atsiradusi, tai per jos egzistavimą iki šių dienų visos nestabilios elementarios dalelės būtų suirusios, pavirtusios į stabilias arba išnykusios, atiduodamos savo energiją stabilių materijos dalelių šiluminiam judėjimui. Iš kur atsiranda trumpalaikės dalelės? Jie buvo aptikti ir gauti tiek branduolinėse reakcijose, tiek per įvairios reakcijos su stabiliomis elementariomis dalelėmis. Reakcija įvyksta, kai viena elementari dalelė susiduria su kita arba savaime suyra. Dėl reakcijos susidaro naujos dalelės, vyksta abipusė dalelių transformacija.

Kaip skilimo reakcijos pavyzdį pateikiame tokią reakciją:

n → p + e¯+ ṽ ,

kur neutronas skyla į protoną, elektroną ir antineutriną.

Antineutrinai ir neutrinai – tai labai mažos ramybės masės dalelės, tūkstančius kartų mažesnės už lengviausią dalelę – elektroną. Jie yra elektra neutralūs. Neutrinas yra stabili dalelė. Ilgam laikui, po teorinės prognozės neutrinų veiksmų eksperimentiškai užfiksuoti nepavyko. Galiausiai, 1956 m., reakcija buvo įvykdyta

p + ṽ → n + e˖

kuriame susidarė neutronas ir teigiamai įkrautas elektronas – pozitronas.

Pozitronas aptinkamas patirtyje, kai susiduria su elektronu; jis „dingsta“ kartu su elektronu:

e˖ + e¯ → 2y

Reakcija vadinamasusinaikinimaselektronų teigiama pora; Dėl to susidaro du fotonai, kuriuos fiksuoja specialūs skaitikliai.

Abipusis konvertuojamumaselementarusdalelės sąveikos metu yra antroji jų savybė.

Trečias požymis, būdingas visoms elementarioms dalelėms, yraKiekviena dalelė turi dvynį – antidalelę.Jei dalelė yra elektriškai įkrauta, tada antidalelė turi priešingo ženklo krūvį. Tačiau neįkrautos dalelės turi ir antidalelių. Kai jie susitinka, sąveika tarp dalelės ir antidalelės veda prie jų sunaikinimo, t.y. iki išnykimo, virsmo fotonais ar kitomis dalelėmis. Šiuo metu antidalelės buvo atrastos beveik visoms žinomoms dalelėms, įskaitant antiprotoną ir antineutroną. Netgi iš antidalelių susidedantis atomas antihelis buvo gautas, tad iš principo galime kalbėti apie antimedžiagos egzistavimo galimybę. Medžiagos sujungimas su antimedžiaga turėtų lemti medžiagos perėjimą į lauką, materijos sunaikinimą pagal energijos, impulso ir elektros krūvio tvermės dėsnius; tai išskiria energiją, lygiavertę ramybės maseimc². Tačiau dabar žinoma, kad Visata susideda tik iš materijos, o antimedžiagos joje nėra, kaip ir nėra stabilių antidalelių arba jų yra labai mažai.

Toliau turėtumėte duotielementariųjų dalelių klasifikacijasu visų dalelių padalijimu pagal masę į klases: leptonus, mezonus, barionus. Nagrinėdami ir analizuodami elementariųjų dalelių lentelę, atkreipiame dėmesį į jų charakteristikas: mases, krūvius, tarnavimo laiką. Informuojame, kad lentelėje yra pagrindinės dalelės – stabilios ir santykinai stabilios. Daug nestabilių dalelių – mezonų ir barionų, vadinamųrezonansus, - neįtraukta į lentelę.

Pakalbėkime apie dalelių dydžius. Remiantis šiuolaikiniais duomenimis, fotonai ir leptonai eksperimentuose nepasižymi išplėtimu ar vidine struktūra. Šiuo požiūriu jas galima priskirti tikrai elementarioms (pirminėms) dalelėms. Mezonai ir barionai yra 10 dydžio¯ ¹⁵ m. Eksperimentai su labai didelės energijos elektronų sklaida jais, panašiai kaip Rutherfordo eksperimentai, leidžia daryti išvadą apie vidinės mezonų ir barionų struktūros buvimą. Galima sakyti, kad jos nėra elementarios, o susideda iš subelementariųjų dalelių, vadinamųkvarkai.

Tirdami elementarias daleles, mes neliečiame antrojo gamtoje egzistuojančio makroskopinio lauko – gravitacinio lauko. Teoriškai nustatyta, kad mikrolygmenyje jį sudaro lauko kvantai, vadinamigravitonų. Tai, kaip ir fotonai, yra dalelės be ramybės masės ir krūvio. Tačiau eksperimentiškai gravitonas nebuvo aptiktas.

3. Apibendrinant. Atspindys

Namų darbai

Elementariųjų dalelių pasaulis

Pamoka 11 klasėje

Pamokos tikslas:

Švietimas:

Supažindinti studentus su elementariųjų dalelių sandara, jėgų ir sąveikos branduolio viduje ypatumais; išmokti apibendrinti ir analizuoti įgytas žinias, taisyklingai reikšti savo mintis; skatinti mąstymo ugdymą, gebėjimą struktūrizuoti informaciją; ugdyti emocinį ir vertybinį požiūrį į pasaulį

Švietimas:

Toliau ugdyti mąstymą, gebėjimą analizuoti, lyginti ir daryti logiškas išvadas.

Ugdykite smalsumą, gebėjimą pritaikyti žinias ir patirtį skirtingos situacijos.

Švietimas:

Intelektinių komandinio darbo įgūdžių ugdymas; dorovinės savimonės pagrindų ugdymas (mąstymas: mokslininko, atradėjo atsakomybė už savo atradimų vaisius);

Sužadinti mokinių domėjimąsi populiariąja mokslo literatūra ir konkrečių reiškinių atradimo prielaidų studijavimu.

Pamokos tikslas:

Sudaryti sąlygas ugdytis intelektines ir komunikacines kompetencijas, kuriose mokinys gebės:

Įvardykite pagrindinius elementariųjų dalelių tipus;

Suprasti šiuolaikinio standartinio pasaulio modelio dviprasmiškumą;

Suformuluokite savo idėjas apie elementariųjų dalelių raidos istoriją;

Išanalizuokite vystymosi vaidmenį elementarioji fizika;

Klasifikuoti elementarias daleles pagal jų sudėtį;

Pagalvokite apie būtinybę turėti savo poziciją, būti tolerantiškam kitam požiūriui;

Dirbdami grupėje demonstruokite bendravimą be konfliktų.

Pamokos tipas: mokytis naujos medžiagos.

Pamokos formatas: kombinuota pamoka.

Pamokų metodai:žodinis, vizualus, praktinis.

Įranga: kompiuterinis pristatymas, multimedijos projektorius, darbo knyga studentas, asmeninis kompiuteris.

Pamokos žingsneliai	Laikas, min.	Metodai ir technikos
1.Organizacijos įvadas. Ugdymo problemos teiginys.		Įrašykite pamokos temą. Mokytojo istorija.
2. Žinių atnaujinimas (mokinio pristatymas)		Mokinio pasakojimas apie turimas žinias, prielaidas mokytis naujų dalykų.
3. Naujos medžiagos mokymasis (mokytojo pristatymas)		Mokytojo pasakojimas naudojant skaidres. Stebėjimas. Pokalbis. Mokinio istorija naudojant skaidres.
4. Studijuojamos medžiagos praktikavimas. Konsolidavimas.		Konsolidavimas pagal patvirtinamuosius užrašus ir darbas su vadovėliu. Atsakymai į saugumo klausimus.
5. Apibendrinant. Namų darbai		Mokytojas ir mokiniai nustato pagrindinį dalyką.

Per užsiėmimus

Laiko organizavimas pamoka(pasveikinimas, mokinių pasirengimo pamokai tikrinimas)

Šiandien pamokoje pažvelgsime į skirtingus požiūrius į pasaulio sandarą, iš kokių dalelių susideda viskas, kas mus supa. Pamoka bus panaši į paskaitą ir dažniausiai reikalauja jūsų dėmesio.

Pamokos pradžioje noriu atkreipti jūsų dėmesį į dalelių doktrinos atsiradimo istoriją.

2. Žinių atnaujinimas (Aleksachina V. pranešimas „Žinių apie daleles raidos istorija“)

2 skaidrė. Senovės atomizmas– tai senovės mokslininkų idėjos apie pasaulio sandarą. Anot Demokrito, atomai buvo amžini, nekintantys, nedalomi, skirtingos formos ir dydžio dalelės, kurios susijungusios ir atskirtos susiformavo. skirtingi kūnai.

3 skaidrė. Dėl mokslininkų Dirako, Galilėjaus ir Niutono atradimo reliatyvumo principas, dinamikos dėsniai, išsaugojimo dėsniai, įstatymas universalioji gravitacija, XVII amžiuje senolių atomizmas patyrė didelių pokyčių ir įsitvirtino moksle mechaninis pasaulio vaizdas, kuris buvo pagrįstas gravitacine sąveika – jai yra pavaldūs visi kūnai ir dalelės, nepriklausomai nuo krūvio.

4 skaidrė.Žinios, sukauptos tiriant elektrinius, magnetinius ir optinius reiškinius, lėmė poreikį papildyti ir tobulinti pasaulio vaizdą. Taigi XIX amžiuje ir iki XX amžiaus pradžios elektrodinaminis pasaulio vaizdas. Jame jau buvo nagrinėjami du sąveikos tipai – gravitacinė ir elektromagnetinė. Tačiau jiems nepavyko paaiškinti tik šiluminės spinduliuotės, atomo stabilumo, radioaktyvumo, fotoelektrinio efekto, linijų spektras.

5 skaidrė. XX amžiaus pradžioje atsirado energijos kvantavimo idėja, kurią palaikė Planckas, Einšteinas, Bohras, Stoletovas, taip pat Louis de Broglie bangų dalelių dualizmas. Šie atradimai pažymėjo atsiradimą pasaulio kvantinio lauko vaizdas, kuriame taip pat buvo pridėta stipri sąveika. Prasidėjo aktyvi elementariųjų dalelių fizikos raida.

3. Naujos medžiagos mokymasis

Iki XX amžiaus trečiojo dešimtmečio pasaulio sandara mokslininkams atrodė labiausiai paprasta forma. Jie tikėjo, kad „visas dalelių rinkinys“, sudarantis visą materiją, yra protonas, neutronas ir elektronas. Todėl jie buvo vadinami elementariais. Šios dalelės taip pat apima fotoną, elektromagnetinės sąveikos nešiklį.

6 skaidrė.Šiuolaikinis standartinis pasaulio modelis:

Medžiaga susideda iš kvarkų, leptonų ir dalelių – sąveikos nešėjų.

Visoms elementarioms dalelėms yra galimybė aptikti antidaleles.

Bangos-dalelių dvilypumas. Neapibrėžtumo ir kvantavimo principai.

Stiprią, elektromagnetinę ir silpną sąveiką apibūdina didžiosios unifikuotos teorijos. Lieka nesuvienyta gravitacija.

7 skaidrė. Atomo branduolys sudarytas iš hadronų, kuriuos sudaro kvarkai. Hadronai yra dalelės, dalyvaujančios stiprioje sąveikoje.

Hadronų klasifikacija: Mezonai susideda iš vieno kvarko ir vieno antikvarko Barionai susideda iš trijų kvarkų – nukleonų (protonų ir neutronų) ir

hiperonai.

8 skaidrė. Kvarkai yra pagrindinės dalelės, sudarančios hadronus. Šiuo metu žinomos 6 skirtingos kvarkų veislės (dažniau vadinamos skoniais). Kvarkai palaiko stiprią sąveiką ir dalyvauja stipriose, silpnose ir elektromagnetinėse sąveikose. Jie keičiasi gliuonais, dalelėmis, kurių masė yra nulinė ir įkrova, viena su kita. Visiems kvarkams yra antikvarkų . Jų negalima stebėti laisva forma. Jie turi dalinį elektros krūvį: +2/3е - vadinami U-kvarkais (viršuje) ir -1/3е - d-kvarku (apačioje).

Elektrono kvarko sudėtis yra uud, protono kvarko sudėtis yra udd.

9 skaidrė. Dalelės, kurios nėra branduolio dalis, yra leptonai. Leptonai yra pagrindinės dalelės, kurios nedalyvauja stiprioje sąveikoje. Šiandien žinomi 6 leptonai ir 6 jų antidalelės.

Visos dalelės turi anticistų. Leptonai ir jų antidalelės: elektronas ir pozitronas su jais, elektroninis neutrinas ir antineutrinas. Miuonas ir antimuonas su jais miuoninis neutrinas ir antineutrinas. Taonas ir antitaonas – taon neutrinas ir antineutrinas.

10 skaidrė. Visos sąveikos gamtoje yra keturių tipų apraiškos esminės sąveikos tarp pagrindinių dalelių – leptonų ir kvarkų.

Stipri sąveika Kvarkai yra jautrūs, o gliuonai yra jo nešiotojai. Jis juos sujungia, kad sudarytų protonus, neutronus ir kitas daleles. Tai netiesiogiai veikia protonų ryšį atomo branduoliuose.

Elektromagnetinė sąveikaįkrautos dalelės yra jautrios. Tokiu atveju, veikiant elektromagnetinėms jėgoms, pačios dalelės nesikeičia, o tik įgyja atbaidymo savybę esant to paties pavadinimo krūviams.

Silpna sąveika Jautrūs kvarkai ir leptonai. Garsiausias silpnosios sąveikos efektas yra žemyn esančio kvarko pavertimas aukštyn kvarku, dėl kurio neutronas suyra į protoną, elektroną ir antineutriną.

Vienas iš reikšmingiausių silpnosios sąveikos tipų yra Higgso sąveika. Remiantis prielaidomis, Higso laukas (pilkas fonas) užpildo visą erdvę skysčiu, ribodamas silpnų sąveikų diapazoną. Higso bozonas taip pat sąveikauja su kvarkais ir leptonais, užtikrindamas jų masės egzistavimą.

Gravitacinė sąveika. Tai yra silpniausia žinoma. Jame dalyvauja visos be išimties dalelės ir visų tipų sąveikos nešėjai. Tai atliekama keičiantis gravitonams – vienintelėms dalelėms, kurios dar nebuvo eksperimentiškai atrastos. Gravitacinė sąveika visada traukia.

11 skaidrė. Daugelis fizikų tikisi, kad taip, kaip jiems pavyko sujungti elektromagnetinę ir silpnąją sąveiką į elektrosilpną jėgą, galiausiai jie galės sukurti teoriją, kuri suvienytų visus žinomos rūšys sąveikos, kurių pavadinimas yra „Didysis susivienijimas“.

4 . Žinių įtvirtinimas.

Pirminis konsolidavimas(Gordienko Zh. pristatymas „Didysis hadronų greitintuvas“. Šiuolaikiniai mokslininkai bando tobulinti dalelių tyrimo procesą, siekdami naujų atradimų mokslo ir technologijų pažangai. Tam tikslui grandiozinis tyrimų centrai ir greitintuvai. Viena iš šių grandiozinių struktūrų yra Didysis hadronų greitintuvas.

Galutinis konsolidavimas(darbas grupėse: atsakymai į klausimus iš vadovėlio)

Jūs esate suskirstyti į dvi grupes: 1 eilutę ir 2 eilę. Turite užduotį ant popieriaus lapų: reikia atsakyti į klausimus, o atsakymus rasite vadovėlyje 28 pastraipoje (p. 196 – 198).

Pirmosios grupės užduotys:

Kiek iš viso yra pagrindinių dalelių? (48)

Kvarko elektrono sudėtis? (uud)

Išvardykite dvi stipriausias jėgas (stiprią ir elektromagnetinę)

Bendras gliuonų skaičius? (8)

Antros grupės užduotys:

Kiek dalelių yra visatos širdyje? (61)

Protono kvarko sudėtis? (udd)

Išvardykite dvi silpniausias jėgas (silpną ir gravitacinę)

Kokios dalelės atlieka elektromagnetinę sąveiką? (fotonas)

Grupių vadovai atsako į klausimus ir keičiasi kortomis.

Pamokos santrauka.

Jūs susipažinote su kai kuriais šiuolaikinės fizikos raidos aspektais ir dabar susipažinote elementarios reprezentacijos apie tai, kokia kryptimi vystosi mūsų mokslas ir kodėl mums to reikia.

6. Namų darbai. 28 dalis.

Pirmosios grupės užduotys:

1. Kiek iš viso yra pagrindinių dalelių? __________________

2. Elektrono kvarko sudėtis? ____________

3. Išvardykite dvi stipriausias sąveikas ______

4. Bendras gliuonų skaičius? _______

___________________________________________________________________

Antros grupės užduotys:

1. Kiek dalelių yra po visata? ________

2. Protono kvarko sudėtis? ___________

___________________________________________________________________

Pirmosios grupės užduotys:

1. Kiek iš viso yra pagrindinių dalelių? __________

2. Elektrono kvarko sudėtis? __________

3. Išvardykite dvi stipriausias sąveikas ________________________________________________________________________________________

4. Bendras gliuonų skaičius? _____________

___________________________________________________________________

Antros grupės užduotys:

1. Kiek dalelių yra po visata? ____________

2. Protono kvarko sudėtis? _____________

3. Išvardykite dvi silpniausias sąveikas _________________________

4. Kokios dalelės atlieka elektromagnetinę sąveiką? ______

___________________________________________________________________

Pirmosios grupės užduotys:

1. Kiek iš viso yra pagrindinių dalelių? _____________

2. Elektrono kvarko sudėtis? __________________

3. Išvardykite dvi stipriausias sąveikas ________________________________________________________________________________

4. Bendras gliuonų skaičius? _____

___________________________________________________________________

Antros grupės užduotys:

1. Kiek dalelių yra po visata? ______

2. Protono kvarko sudėtis? _____________

3. Išvardykite dvi silpniausias sąveikas __________________________

4. Kokios dalelės atlieka elektromagnetinę sąveiką? _______

Savivaldybės biudžetas švietimo įstaiga –

vidutinis Bendrojo lavinimo mokyklos Nr.7 Belgorodas

Vieša pamoka fizikoje

11 klasė

"Elementariosios dalelės"

Parengta ir atlikta:

Fizikos mokytojas

Polščikova A.N.

Belgorodas 2015 m

Tema: Elementariosios dalelės.

Pamokos tipas: mokymosi ir pirminio naujų žinių įtvirtinimo pamoka

Mokymo metodas: paskaita

Studentų veiklos forma: frontalinis, kolektyvinis, individualus

Pamokos tikslas: plėsti mokinių supratimą apie materijos sandarą; apsvarstykite pagrindinius elementariųjų dalelių fizikos raidos etapus; pateikite elementariųjų dalelių sampratą ir jų savybes.

Pamokos tikslai:

Švietimo : supažindinti studentus su elementariosios dalelės samprata, elementariųjų dalelių tipologija, taip pat elementariųjų dalelių savybių tyrimo metodais;

Vystantis: ugdyti mokinių pažintinį interesą, užtikrinant galimą jų įtraukimą į aktyvią pažintinę veiklą;

Švietimo: visuotinių žmogaus savybių ugdymas – suvokimo įsisąmoninimas mokslo pasiekimai pasaulyje; ugdyti smalsumą ir ištvermę.

Įranga pamokai:

Didaktinė medžiaga: vadovėlio medžiaga, kortelės su testais ir lentelėmis

Vaizdinės priemonės: pristatymas

Per užsiėmimus

(Pristatymas)

1. Pamokos pradžios organizavimas.

Mokytojo veikla: Abipusis mokytojo ir mokinių pasisveikinimas, mokinių taisymas, mokinių pasirengimo pamokai tikrinimas. Dėmesio organizavimas ir studentų įtraukimas į dalykinį darbo ritmą.

Numatomas mokinio aktyvumas: dėmesio organizavimas ir įtraukimas į dalykinį darbo ritmą.

2. Pasiruošimas pagrindiniam pamokos etapui.

Mokytojo veikla: Šiandien pradėsime studijuoti naują skyrių " Kvantinė fizika" - "Elementariosios dalelės." Šiame skyriuje kalbėsime apie pirmines, toliau neskaidomas daleles, iš kurių susidaro visa materija, apie elementarias daleles.

Elementariųjų dalelių egzistavimą fizikai atrado tyrinėdami branduolinius procesus, todėl iki XX amžiaus vidurio elementariųjų dalelių fizika buvo branduolinės fizikos šaka. Šiuo metu dalelių fizikos ir branduolinė fizika yra artimos, bet savarankiškos fizikos šakos, kurias vienija daugelio nagrinėjamų problemų ir taikomų tyrimo metodų bendrumas.

Pagrindinis elementariųjų dalelių fizikos uždavinys – elementariųjų dalelių prigimties, savybių ir tarpusavio virsmų tyrimas.

Tai taip pat bus mūsų pagrindinė užduotis tiriant elementariųjų dalelių fiziką.

3. Naujų žinių ir veiksmų metodų įsisavinimas.

Mokytojo veikla: Pamokos tema: „Elementariųjų dalelių fizikos raidos etapai“. Šioje pamokoje nagrinėsime šiuos klausimus:

Idėjų, kad pasaulis susideda iš elementariųjų dalelių, raidos istorija

Kas yra elementariosios dalelės?

Kaip galima gauti izoliuotą elementariąją dalelę ir ar tai įmanoma?

Dalelių tipologija.

Idėja, kad pasaulis sudarytas iš pagrindinių dalelių, turi ilgą istoriją. Šiandien yra trys elementariųjų dalelių fizikos raidos etapai.

Atsiverskime vadovėlį. Susipažinkime su etapų pavadinimais ir laiko rėmais.

1 etapas. Nuo elektrono iki pozitrono: 1897 - 1932 m.

2 etapas. Nuo pozitrono iki kvarkų: 1932 - 1964 m.

3 etapas. Nuo kvarko hipotezės (1964) iki šių dienų.

Mokytojo veikla:

1 etapas.

Elementarus, t.y. paprasčiausias, toliau nedalomas, taip atomą įsivaizdavo žymus senovės graikų mokslininkas Demokritas. Leiskite jums priminti, kad žodis „atomas“ vertime reiškia „nedalomas“. Pirmą kartą idėją apie mažų, nematomų dalelių, sudarančių visus aplinkinius objektus, egzistavimą, išreiškė Demokritas 400 metų prieš Kristų. Mokslas atomų sąvoką pradėjo vartoti tik m pradžios XIX amžiuje, kai tuo remiantis buvo galima paaiškinti nemažai cheminių reiškinių. Ir šio amžiaus pabaigoje buvo atrasta sudėtinga atomo struktūra. 1911 metais buvo atrastas atomo branduolys (E. Rutherfordas) ir pagaliau įrodyta, kad atomai turi sudėtingą struktūrą.

Prisiminkime vaikinai: kokios dalelės yra atomo dalis ir trumpai apibūdinkime jas?

Numatoma mokinių veikla:

Mokytojo veikla: vaikinai, gal kas pamenate: kas ir kokiais metais atrado elektroną, protoną ir neutroną?

Numatoma mokinių veikla:

Elektronas. 1898 metais J.Tomsonas įrodė elektronų egzistavimo realumą. 1909 metais R. Millikanas pirmą kartą išmatavo elektrono krūvį.

Protonas. 1919 metais E. Rutherfordas, bombarduodamas azotą dalelėmis, atrado dalelę, kurios krūvis buvo lygus elektrono krūviui, o masė buvo 1836 kartus didesnė už elektrono masę. Dalelė buvo pavadinta protonu.

Neutronas. Rutherfordas taip pat pasiūlė, kad egzistuoja bekrauji dalelė, kurios masė lygi protono masei.

1932 metais D. Chadwickas atrado Rutherfordo pasiūlytą dalelę ir pavadino ją neutronu.

Mokytojo veikla: Po protono ir neutrono atradimo tapo aišku, kad atomų branduoliai, kaip ir patys atomai, turi sudėtingą struktūrą. Atsirado protonų-neutronų teorija apie branduolių sandarą (D. D. Ivanenko ir V. Heisenberg).

19 amžiaus 30-aisiais M. Faradėjaus sukurtoje elektrolizės teorijoje atsirado -jono sąvoka ir buvo išmatuotas elementarus krūvis. XIX amžiaus pabaiga – be elektrono atradimo, pasižymėjo ir radioaktyvumo fenomeno atradimu (A. Becquerel, 1896). 1905 metais fizikoje atsirado kvantų samprata. elektromagnetinis laukas- fotonai (A. Einšteinas).

Prisiminkime: kas yra fotonas?

Numatoma mokinių veikla: Fotonas (arba elektromagnetinės spinduliuotės kvantas) yra elementari šviesos dalelė, elektra neutrali, neturinti ramybės masės, bet turinti energiją ir impulsą.

Mokytojo veikla: atviros dalelės buvo laikomos nedalomomis ir nekeičiamomis pirminėmis esencijomis – pagrindiniais visatos statybiniais blokais. Tačiau ši nuomonė tęsėsi neilgai.

2 etapas.

1930-aisiais buvo atrastos ir ištirtos protonų ir neutronų tarpusavio transformacijos, paaiškėjo, kad šios dalelės taip pat nėra nekintantys elementarūs gamtos „statybiniai blokai“.

Šiuo metu žinoma apie 400 subbranduolinių dalelių (dalelės, sudarančios atomus, kurios paprastai vadinamos elementariomis). Didžioji dauguma šių dalelių yra nestabilios (elementarios dalelės virsta viena į kitą).

Vienintelės išimtys yra fotonas, elektronas, protonas ir neutrinas.

Fotonas, elektronas, protonas ir neutrinas yra stabilios dalelės (dalelės, kurios gali egzistuoti laisvoje būsenoje neribotą laiką), tačiau kiekviena iš jų, sąveikaudama su kitomis dalelėmis, gali virsti kitomis dalelėmis.

Visos kitos dalelės tam tikrais intervalais spontaniškai virsta kitomis dalelėmis, ir tai pagrindinis faktas jų egzistavimą.

Paminėjau dar vieną dalelę – neutriną. Kokios yra pagrindinės šios dalelės savybės? Kas ir kada jį atrado?

Numatomas studento aktyvumas: Neutrinas yra dalelė, neturinti elektros krūvio, o jos ramybės masė lygi 0. Šios dalelės egzistavimą 1931 metais numatė W. Pauli, o 1955 metais dalelė buvo eksperimentiškai užregistruota. Pasireiškia dėl neutronų skilimo:

Mokytojo veikla: Nestabilios elementarios dalelės labai skiriasi savo gyvenimo trukme.

Ilgiausiai gyvenanti dalelė yra neutronas. Neutronų tarnavimo laikas yra apie 15 minučių.

Kitos dalelės „gyvena“ daug trumpiau.

Yra kelios dešimtys dalelių, kurių gyvavimo laikas viršija 10 -17 Su. Mikrokosmoso mastu tai reikšmingas laikas. Tokios dalelės vadinamossantykinai stabilus .

Dauguma trumpalaikis elementariųjų dalelių tarnavimo laikas yra 10-22 -10 -23 s.

Abipusių transformacijų gebėjimas yra svarbiausia visų elementariųjų dalelių savybė.

Elementariosios dalelės gali gimti ir sunaikinti (išsiskirti ir absorbuoti). Tai taip pat taikoma stabilioms dalelėms, vienintelis skirtumas yra tas, kad stabilių dalelių transformacijos vyksta ne spontaniškai, o sąveikaujant su kitomis dalelėmis.

Pavyzdys būtųsusinaikinimas (t.y. išnykimas ) elektronas ir pozitronas, lydimas didelės energijos fotonų gimimo.

Pozitronas yra (elektrono antidalelė) teigiamai įkrauta dalelė, kurios masė yra tokia pati ir (absoliučia verte) krūvis kaip elektronas. Išsamiau apie jo ypatybes kalbėsime kitoje pamokoje. Tarkime, pozitrono egzistavimą P. Diracas numatė 1928 m., o atrado 1932 m. kosminiai spinduliai K. Andersonas.

1937 metais kosminiuose spinduliuose buvo aptiktos 207 elektronų masės dalelės, vadinamosmiuonai ( - mezonai ). Vidutinis gyvenimo laikas-mezonas yra lygus 2,2 * 10-6 s.

Tada 1947-1950 metais jie atsidarėbijūnų (t.y. -mezonai). Vidutinis neutralaus veikimo laikas-mezonas - 0,87·10 -16 s.

Vėlesniais metais naujai atrastų dalelių skaičius pradėjo sparčiai augti. Tai padaryti padėjo kosminių spindulių tyrimai, greitintuvų technologijos kūrimas ir branduolinių reakcijų tyrimas.

Šiuolaikiniai greitintuvai yra būtini norint atlikti naujų dalelių kūrimo procesą ir tirti elementariųjų dalelių savybes. Pradinės dalelės akceleratoriuje įsibėgėja iki didelių energijų „susidūrimo kursu“ ir tam tikroje vietoje susiduria viena su kita. Jei dalelių energija yra didelė, tai susidūrimo proceso metu gimsta daug naujų dalelių, dažniausiai nestabilių. Šios dalelės, išsisklaidžiusios nuo susidūrimo taško, suyra į stabilesnes daleles, kurias fiksuoja detektoriai. Už kiekvieną tokį susidūrimo aktą (fizikai sako: kiekvienam įvykiui) – ir jie registruojami tūkstančiais per sekundę! - eksperimentuotojai dėl to nustato kinematinį kintamąjį: „pagautų“ dalelių impulsų ir energijos vertes, taip pat jų trajektorijas (žr. vadovėlio paveikslą). Surinkdami daug to paties tipo įvykių ir tyrinėdami šių kinematinių dydžių pasiskirstymą, fizikai atkuria, kaip įvyko sąveika ir kokio tipo dalelėms gali būti priskirtos susidariusios dalelės.

3 etapas.

Elementariosios dalelės sujungiamos į tris grupes: fotonai , leptonai Ir hadronai (2 priedas).

Vaikinai, išvardinkite man daleles, priklausančias fotonų grupei.

Numatoma mokinių veikla: Į grupę fotonai nurodo vieną dalelę – fotoną

Mokytojo veikla: kitą grupę sudaro šviesos dalelėsleptonai .

: ši grupė apima dviejų tipų neutrinus (elektronus ir miuonus), elektronus ir?-mezonus

Mokytojo veikla: Leptonai taip pat apima daugybę dalelių, kurios nėra išvardytos lentelėje.

Trečią didelę grupę sudaro sunkiosios dalelės, vadinamos hadronai. Ši grupė yra padalinta į du pogrupius. Lengvesnės dalelės sudaro pogrupį mezonai .

Numatyta mokinių veikla: lengviausi iš jų yra teigiamai ir neigiamai įkrauti, taip pat neutralūs -mezonai. Pionai yra branduolinio lauko kvantai.

Mokytojo veikla: antrasis pogrupis -barionai - yra sunkesnių dalelių. Tai plačiausia.

Numatoma mokinių veikla: Lengviausi barionai yra nukleonai – protonai ir neutronai.

Mokytojo veikla: po jų seka vadinamieji hiperonai. Omega-minus-hiperonas, atrastas 1964 m., uždaro lentelę.

Atrastų ir naujai atrastų hadronų gausa paskatino mokslininkus manyti, kad jie visi buvo sukurti iš kai kurių kitų fundamentalesnių dalelių.

1964 metais amerikiečių fizikas M. Gell-Manas iškėlė hipotezę, kurią patvirtino vėlesni tyrimai, kad visos sunkiosios fundamentaliosios dalelės – hadronai – yra pastatytos iš fundamentalesnių dalelių, vadinamų.kvarkai.

Struktūriniu požiūriu elementariosios dalelės, kurios sudaro atomų branduoliai(nukleonai), o apskritai visos sunkiosios dalelės – hadronai (barionai ir mezonai) – susideda iš dar paprastesnių dalelių, kurios dažniausiai vadinamos fundamentaliosiomis. Šiame tikrai esminių pirminių materijos elementų vaidmenyje yra kvarkai, kurių elektrinis krūvis yra lygus +2/3 arba -1/3 vienetinio teigiamo protono krūvio.

Dažniausiai pasitaikantys ir lengvieji kvarkai vadinami aukštyn ir žemyn ir atitinkamai žymimi u (iš anglų kalbos aukštyn) ir d (žemyn). Kartais jie dar vadinami protonų ir neutronų kvarkais dėl to, kad protonas susideda iš uud derinio, o neutroną – udd. Viršutinis kvarkas turi +2/3 krūvį; apačioje - neigiamas krūvis -1/3. Kadangi protonas susideda iš dviejų aukštyn ir vieno žemyn, o neutroną sudaro vienas aukštyn ir du žemyn kvarkai, galite nepriklausomai patikrinti, ar bendras protono ir neutrono krūvis yra griežtai lygus 1 ir 0.

Kitos dvi kvarkų poros yra egzotiškesnių dalelių dalis. Kvarkai iš antrosios poros vadinami žavūs - c (iš žavus) ir keistieji - s (iš keistų).

Trečiąją porą sudaro tikrieji – t (iš tiesos, arba pagal anglišką tradiciją top) ir gražūs – b (iš grožio, arba pagal anglišką tradiciją apačioje) kvarkai.

Beveik visos dalelės, susidedančios iš įvairių kvarkų derinių, jau buvo aptiktos eksperimentiškai.

Priėmus kvarko hipotezę, pavyko sukurti darnią elementariųjų dalelių sistemą. Daugybė laisvos būsenos kvarkų paieškų, atliktų didelės energijos greitintuvuose ir kosminiuose spinduliuose, buvo nesėkmingos. Mokslininkai mano, kad viena iš laisvųjų kvarkų nepastebėjimo priežasčių galbūt yra labai didelė jų masė. Tai neleidžia gimti kvarkams esant energijai, kuri pasiekiama šiuolaikiniuose greitintuvuose.

Tačiau 2006 m. gruodį per mokslo naujienų agentūras ir žiniasklaidą buvo išplatinta keista žinutė apie „laisvųjų viršutinių kvarkų“ atradimą.

4. Pirminis supratimo patikrinimas.

Mokytojo veikla: Taigi, vaikinai, mes aptarėme:

pagrindiniai dalelių fizikos raidos etapai

išsiaiškino, kuri dalelė vadinama elementaria

susipažino su dalelių tipologija.

Kitoje pamokoje apžvelgsime:

daugiau detali klasifikacija elementariosios dalelės

elementariųjų dalelių sąveikos rūšys

antidalelių.

O dabar siūlau atlikti testą, kad atmintyje atgaivintumėte pagrindinius mūsų išnagrinėtos medžiagos punktus (3 priedas).

5. Pamokos apibendrinimas.

Mokytojo veikla: Aktyviausių mokinių įvertinimas.

6. Namų darbai

Mokytojo veikla:

1. § 114–115

2. abstraktus.