Лекција на тема физика на елементарни честички. Методолошки развој на часот „три фази во развојот на физиката на елементарните честички“. Атомска и нуклеарна физика

Каптелова Н.В., наставник по физика, Општинска образовна установа „Гимназија бр. 79“, Барнаул, Алтајска територија

11 одделение

Час на тема „Елементарни честички“ (2 часа).

Ниво - основно

Профил на часот – хуманитарен

Употребен текст - § 64 „Елементарни честички“ (Мансуров А.Н., Мансуров Н.А., учебник „Физика-10-11“ за хуманитарни училишта)

Технологија „Развој на критичко размислување преку читање и пишување“ (RDMCHP)

Тип на час: работа со информативен текст

Цели:

дидактичко – преку индиректно проучување на текстот да се формира систем кај учениците научни сознанијаза елементарни честичкиО

развојно – меѓу учениците да се развијат методи на ефективна обработка едукативни информации, продолжи да развива метод на самостојно учење, когнитивни и комуникативни компетенции

едукативно - да продолжи да ја развива довербата на учениците во сопствените когнитивни способности и дијалектичко-материјалистички поглед на светот

методолошки - да се создадат услови студентите да го совладаат методот на самостојно учење базиран на технологијата RKMChP

Очекуван резултат:

асимилација на учениците на системот на научни сознанија за елементарните честички и негово претставување во форма на кластер;

добивање и разбирање од страна на секој ученик на сопственото искуство на самостојна когнитивна активност заснована на работа со текст преку индивидуални, парови, групни, колективни форми на работа (RKMChP технологија).

Забелешка: Кластер - графички метод кој ви овозможува да презентирате информации во структурирана и систематизирана форма, да ги идентификувате клучните зборови на темата. Кластерот е графички дијаграм кој се состои од овали. Во центарот на кластерот, во главниот овал, е главниот проблем, тема, идеја. Во овалите од следното ниво - класифицирање карактеристики или основи за систематизација, во овалите од третото ниво - дополнителни детали итн. Кластерите можат да бидат многу обемни, така што секогаш треба да го изберете нивото на детали на кое можете да застанете. Со користење на кластери, големи количини на информации може да се презентираат на систематски начин.

Кластерот содржи клучни зборови клучни идеиукажување на логички врски меѓу текстуалните теми. Врските и даваат на сликата интегритет и јасност.

Кластерот (како и сите графички дијаграми) е модел на темата што се проучува, што ви овозможува да ја видите темата како целина, „од птичја перспектива“. Мотивацијата се зголемува, бидејќи Полесно се воочуваат идеите на темата. На човекот секогаш му требаат графички слики. Мозокот се сеќава на шеми. Презентирањето на информациите од страна на учениците во форма на кластер придонесува за нејзина креативна обработка, со што се обезбедува асимилација на информациите на ниво на разбирање. Кластерите (како и другите шеми) ви дозволуваат да го „засилите“ вашето размислување, да го направите пофлексибилно, да се ослободите од стереотипите и да го претворите догматското размислување во критичко размислување.

Исто така, важно е изградбата на кластери да ни овозможи да го идентификуваме системот клучни зборови, кој може да се користи за пребарување на Интернет, како и за одредување на главните области на студентско истражување и избор на теми за едукативни проекти.

Домашна работа(вон училишни активности):

1. § 65 (независно користејќи технологија RKMChP)

2. Кластери направени со користење на ИКТ

(2 и 3 по избор)

Скрипта за лекција.

Јавете се.

Етапни цели:

Охрабрување за работа со нови информации, будење интерес за темата

- повикување на постојните знаења за некоја тема на површина

- размена на мислења без конфликт

„Сугестивни прашања“

"Грозд"

2. На учениците им се даваат прашања за размислување и дискусија:

Излез во логичкиот синџир: природа-тело-материја-молекула-атом-јадро-нуклеони (протон, неутрон)-електрон.

Запомнете кои елементарни честички ги знаете? Размислете за тоа како кластер.

(Протон, неутрон, електрон, фотон, π-мезон)

Учениците работат индивидуално во тетратки, потоа во парови, според нивните предлози, наставникот составува кластер на табла. Еден од кластерите предложени од студентите:

Може ли таков број од нив да тврдат дека се „првите тули на универзумот“, навистина елементарни честички?

Разбирање

Етапни цели:

Стекнување на нови знаења

Развој различни типовичитање: воведно, учење, асимилирање, пребарување, техники за разбирање на информативен текст

Развој на аналитички, дискусиони, комуникациски вештини

„Систем I.N.S.E.R.T.“

"Грозд"

„Размислувајте сами / во парови / во група“

Самостојна работа со текст

Перцепција на информации. Во оваа фаза ученикот работи поединечно(„Размислете сам“). Воведно читање, прием општа идејана темата на текстот.

Учи читање. Индивидуаленработа („Размислете сами“). Операции на семантичка перцепција на текстуалните елементи, разбирање зборови, реченици, параграфи, изолирање на текстуални субјекти (главни концепти, клучни зборови, идеи), идентификување на врски (логички, причинско-последични, просторни, временски и сл.) на текстуалните субјекти. Разбирање на врската помеѓу содржината на даден текст и содржината на другите изучени текстови, толкување на даден текст врз основа на оваа поврзаност. Употребата на означување на текстот I.N.S.E.R.T помага да се разбере содржината: (I.N.S.E.R.T. - „Интерактивен систем за нотација за подобрено читање и размислување“)

- „познато“

- - „се спротивставува на идеите“

+ - „интересно и неочекувано“

? - "научи повеќе"

! - "важно"

Читање за асимилација. Проверете го разбирањето на текстот. Студенти во парови(„Мисли во парови“) се зборува со свои зборовиси одговараат на прашања за текстот.

Обработка на информации. Индивидуаленработа („Размислете сами“). Разложување на информациите на поврзани делови. Идентификување на основите за систематизација и класификација на добиените информации.

Синтеза на обработени информации. Индивидуаленработа („Размислете сами“). Групирање, комбинирање на информации, создавање кластер. Превод на добиените информации „на друг јазик“: од јазикот на зборовите на јазикот на дијаграмите, од вербален јазик до графички.

Презентација и заштита на поединечни кластери во парови(„Размислувајте во парови“), тогаш во групи(„Размислуваме заедно“)

„Обратен превод“ на информации: од јазикот на дијаграмите до јазикот на зборовите, од графичкиот јазик до вербалниот, а информациите се пренесуваат со сопствени зборови. Размена на идеи во дискусија или дебата. Аргументација, конструктивна критика, појаснување, зглобфинализирање на кластерот.

Рефлексија

Размислете за значењето на она што е опфатено;

Погледнете ја содржината на лекцијата во светлината на сопственото животно искуство

„Враќање во кластерот“

„Излезна картичка“

Презентирање и одбрана на неколку опции за групни кластери пред одделението, колективендискусија.

Предложена конечна опција за кластер:

2. Задача: Споредете го овој кластер со кластерот предложен на почетокот на часот. (!!!)

Најдете место на него за електрон, протон, неутрон, фотон, π-мезон.

Извлечете заклучок. ( Значително зголемување на знаењето за елементарните честички!)

3. (Сумирање и мотивација за понатамошна когнитивна активност). Да се вратиме на прашањата со кои го започнавме часот. Дали најдовте одговори на нив? Кои прашања остануваат неодговорени? Какви нови се појавија? Каде да барате одговори?

Од што се состои светот околу нас?

Дали структурата на материјата наликува на бескрајна серија на вгнездени кукли или процесот на делење престанува кога ќе се открие неделива елементарна честичка?

Кои се најисконските фундаментални честички од кои се направени сите други?

Дали постои такво ниво на организација на материјата во природата што нема ништо подлабоко од тоа?

Може ли таков број (повеќе од 400) да тврди дека е „првите тули на универзумот“, навистина елементарни честички?

Како да се движите во толкаво изобилство на елементарни честички?

Кои честички се навистина „елементарни“?

(Размислете сами/во парови/групно). Дискусија.

Индивидуален документација(10 мин) „Излезна картичка“ - 1) најважната идеја на лекцијата; 2) едно прашање за темата на часот 3) општ коментар за материјалот за лекцијата

Направете самооценување на вашата работа на час (задоволен од себе, не многу среќен, несреќен, зошто?).

IV. Домашна работа (воннаставна работа)

Дајте им можност на учениците да спроведат самостојна работа за продлабочување на знаењето стекнато во текот на часот;

Вежбајте ја вештината на активности за самостојно учење;

Развијте Креативни вештиниученици

1. Студија § 65 (независно користејќи ја технологијата RKMChP)

2. Кластери до § 65, направени со користење на ИКТ

3. Креативна работа на тема од интерес.

(2 и 3 по избор)

Набљудувања на учениците покажуваат дека изградбата на кластери кај нив се перципира како креативна работа , каде што е можно да се спроведе сопствена визија за проблемот, сопствен пристап, варијабилност, како значисамореализација, самопотврдување.

Можноста за индивидуална, парна, групна и колективна работа создава психолошка удобност образовен процес. Вклучувајќи го секој ученик во три типа

активноста (размислување, пишување, зборување) обезбедува „внатрешна обработка на информации“. Овие фактори придонесуваат учениците да асимилираат нов материјал на ниво на разбирање, разбирање и развој на нивната воспитно-когнитивна мотивација и активност (особено за оние ученици кои не се вклопуваат добро во системот на традиционална, илустративна и објаснувачка настава). И што е најважно - тие практичногосподар начин за самостојно стекнување на нови знаења, развиваат функционална писменост.

Погоре опишаната наставна технологија заснована на креативна обработка на текст ви овозможува да предавате интересно, брзо, квалитетнои им дава на учениците чувство на задоволство.

Примери за изведување кластери на темите „Основни интеракции“ и „Основни честички“:

Цел: Да им се каже на учениците за елементарните честички, нивните основни својства и класификации

За време на часовите

Нов материјал (даден на предавање)

Студиите за структурата на атомот и атомското јадро покажаа дека составот на атомот вклучува електрони, протони и неутрони. Вообичаено беше овие честички да се нарекуваат елементарни. Фотон (), позитрон (e +) и неутрино (v), кои се директно поврзани со атомот и јадрото, исто така, почнаа да се нарекуваат елементарни честички.

Според првичниот план, елементарните честички се наједноставните честички од кои е изградена супстанцијата (атомите) на постоечкиот свет.

Елементарните честички првично биле замислени како нешто вечно, непроменливо, неуништливо, а сликата на елементарна честичка била поврзана со сликата на зрно песок или мала топка без структура.

Во денешно време не постои јасен критериум за елементарност. Концептот на „елементарна честичка“ е многу сложен овие денови.

Да ги наведеме накратко познатите елементарни честички по редослед на нивното историско откритие.

Методолошки забелешки: Од студентите се бара да ја пополнат следната табела во моментот на дополнително објаснување (Анекс 1)

На кој тип припаѓа?	Име на честички	Означување	Година на отворање	Полнење q	Маса на честички

Електронот бил откриен од Џ.Џ.Томсан во 1897. Масите на другите елементарни честички обично се изразуваат преку масата на електронот.

Во 1900 г М. Планк и особено, во 1905 г. А. Ајнштајн покажа дека светлината се состои од посебни делови - фотони. Фотонот нема полнеж, а неговата маса на мирување = 0. Фотонот може да постои само во процесот на движење со брзина на светлината.

Експериментите на Радерфорд за расејување на честички во 1911 година. Доведе до откривање на протонот. Протонска маса=1836m e

Повеќето физичари беа уверени дека конечно успеале да ја намалат сета разновидност на хемиските елементи и супстанции на природата на два едноставни ентитета: електрони и протони. Сликата што ја нацртале физичарите од тие години на структурата на материјата влела чувство на научна убавина и благодат. Во периодот од 1911 г До 1932 година Многу научници беа исполнети со чувство на задоволство што успеаја да го исполнат вековниот сон за научно истражување.

Меѓутоа, во 1928 г П. Дирак, а потоа во 1932 г К. Андерсон открил такви честички, наречени позитрони (е+)

Позитронот е првата елементарна честичка предвидена теоретски.

Во 1932 г Д. Чадвиг открил неутрон со маса = 1838 m e

Неутронот во слободна состојба, за разлика од протонот, е нестабилен и се распаѓа на протон и електрон со полуживот T = 1,01 10 3 s. Внатре во јадрото, неутронот може да постои на неодредено време.

Во 1931-1933 година. В. Паули, анализирајќи го -распаѓањето, сугерираше дека при распаѓањето, покрај протонот и електронот, се испушта уште една неутрална честичка со маса на мирување = 0. Оваа честичка беше наречена неутрино ()

Само во 1956 г К. Кауан и неговите колеги открија антинеутрино() произведено во нуклеарен реактор. Беше „фатено“ при проучување на реакцијата: p+ v n+e + , неутриното предизвикува реакција n+p+e - .

Во 1937 г К. Андерсон и С. Недерман открија наелектризирани честички со маса од 206,7 m e, овие честички беа наречени -мезони (+ и -), со полнење од +e и -e. Во моментов, овие честички се нарекуваат -честички или -муони.

Во 1947 г Англиските научници С. Пауел, Г. Окиалини и други откриле -мезони (-мезонот е примарен мезон, кој, кога се распаѓа, дава муони)

Мезонот има полнеж од +e и -e, а масата е 273,2 m e Нешто подоцна од 1950 година, откриен е неутрален -мезон (o), со маса од 264,2 m e познати се: -, о, + , интензивно комуницираат со нуклеоните и лесно се создаваат при судир на нуклеоните со јадра, т.е. се нуклеарни активни. Во моментов се верува дека -мезоните се кванти на нуклеарно поле одговорни за најголемиот дел од нуклеарните сили.

Од 1949-1950 г Започна буквално „инвазија“ на елементарни честички, нивниот број брзо се зголемуваше.

Новопојавените честички може да се поделат во две групи:

Првата група вклучува честички со маса од околу 966 m e и 974 m e, моментално наречени К-мезони. K + и K - мезоните се познати со маса од приближно 966,3 m e и електрични полнежи +e и -e. Познати се неутрални К-мезони (K o и K o) со маса од 974,5 m e.

Втората група на честички се нарекува хиперони. Во моментов се познати следните хиперони:

Во 1955 г Откриен е антипротонот, а во 1956 година откриен е антинеутронот.

Зад последните годиниоткриени се нови квазичестички (состојби на резонанца) со невообичаено краток век на траење, од редот од 10 -22 - 10 -23 секунди размислувања, од анализа на однесувањето на нивното распаѓање.

Во последниве години, откриен е втор тип на неутрино, таканареченото мионско неутрино (антинеутрино) и кое се емитува, на пример, при распаѓање на -мезоните;

III група- тешки честички, или бариони

Оваа група вклучува:

Нуклеони и нивните античестички
Хиперони и нивните античестички

Примена на термонуклеарна енергија користејќи го примерот на инсталацијата Токамак

Од учениците се бара да одговорат на прашањата:

Која нуклеарна реакција се нарекува термонуклеарна (орална)
Како може да се направи термонуклеарна реакција?
Објаснете го принципот на работа на инсталацијата Токамак (писмено, користејќи дополнителна литература).
Објаснете го принципот на работа на ласерска инсталација за термонуклеарна фузија“ (писмено користејќи дополнителна литература)

Преглед на лекцијата

на оваа тема

"Концепт

за елементарните честички“

(11 одделение)

Наставник по физика

Черпита Валери Николаевич

Училиште GBOU 2051 година

Московски градови

Концептот на елементарни честички.

Класификација на елементарните честички.

/data/files/u1514922328.pptx (Презентација за часот на тема „Поим на елементарни честички“)

Цели на лекцијата: да ги запознае учениците со елементарните честички како единствени претставници на материјата на ниво помало од 10¯ ¹⁵ m просторни димензии и растојанија; да се открие општи својстваелементарните честички, ја даваат нивната класификација.

План за лекција

Чекори од лекцијата	Време, мин	Методи и техники
Вовед: поставување образовни проблеми за часот	3 - 5	Приказна и формулација на наставникот
Проучување на нов материјал: концепт на елементарни честички, класификација на честички, кваркови итн.	30 - 35	Приказна за наставникот користејќи елементи за разговор. Работа со учебникот. Материјал за учебници. Табела. Записи во тетратка
Сумирајќи, истакнувајќи ја главната работа. Домашна работа	5 - 7	Разговор за прашања. Формулирање на заклучоци

1. Во текот на курсот по физика, студентите се сретнаа со елементарни честички повеќе од еднаш. Веќе во првата фаза беа проучувани електроните; понатаму концептот на електрон бил користен во многу случаи. Во квантната физика, студентите научија за протонот и неутронот.

Завршните часови може да се изведуваат во форма на училишни предавања, вклучувајќи елементи на разговор и кратки презентации од страна на учениците за поединечни прашања. За да се одржи когнитивната активност на учениците на часот, неопходно е да се обезбеди промена во нивната активност, да се комбинира информативниот материјал (приказна, порака) со репродуктивен материјал (одговори на прашања, самостојна работасо учебник) и проблематично (поставување проблем, изнесување хипотези и сл.). Кога подготвувате часови, треба да се грижите за визуелни помагала, да подготвувате табели, фотографии од песни итн. Во курсот веќе нема време за повторна примена на воведени поими, па затоа е потребно што повеќе да се поврзе новото со претходно наученото.

2. Презентација на нов материјал.Како што науката навлегувала подлабоко во структурата на материјата, таа открила молекули, атоми, открила дека атомот се состои од јадро и електрони и конечно утврдила комплексна структурајадро, кое содржи протони и неутрони.

Ако ја земеме предвид структурата на материјата земајќи ги предвид овие информации, тогаш во микрокосмосот на ниво на мали растојанија, околу 10¯¹⁴ - 10¯¹⁵ m, можеме да заклучиме дека материјата се состои од протони, неутрони и електрони. Но, материјата во природата е претставена не само со материја, туку и со електромагнетно поле. Електромагнетното поле се состои и од микрочестички - фотони.

Микрочестичките - фотони, електрони, протони, неутрони - се нарекуваат елементарни честички. Зборот „елементарно“ значи наједноставниот елемент во основата на материјата: сите материјални предмети - тела, полиња - се состојат од овие честички. Кога беше воведен овој термин, се претпоставуваше дека елементарните честички немаат внатрешна структура, т.е. тие веќе не се состојат од ништо. Сега концептот на елементарност е разјаснет, како што ќе се дискутира подолу.

Во моментов, откриени се повеќе од 400 микрочестички, слични по големина, маса, електричен полнеж (и некои други својства) на оние наведени погоре. Сите тие се нарекуваат и елементарни.

Карактеристикаповеќето елементарни честички - нивнинестабилност. Сите честички, освен фотоните во празнината, електроните, протоните, неутроните (во јадрото) и честичките од неутрино, спонтано се распаѓаат и на крајот стануваат стабилни. Овие процеси се слични на радиоактивното распаѓање на јадрата. Просечниот животен век на нестабилните елементарни честички чиј животен век е екстремно краткотраен или релативно стабилен се смета за10 ¯ ⁶ - 10 ¯ ¹⁴ с, аима и честички кои живеат само10 ¯ ²² - 10 ¯ ²³ Со.

Неутронот надвор од јадрото е исто така нестабилен: неговиот просечен животен век е 16 минути, но во споредба со животниот век на краткотрајните честички ова е многу долго.

Јасно е дека ако Универзумот некогаш се појавил, тогаш за време на неговото постоење до денес, сите нестабилни елементарни честички би се распаднале, би се претвориле во стабилни или исчезнале, отстапувајќи ја својата енергија на термичкото движење на стабилните честички на материјата. Од каде потекнуваат краткотрајните честички? Тие се откриени и добиени и во нуклеарните реакции и во различни реакциисо стабилни елементарни честички. Реакцијата се јавува кога една елементарна честичка се судри со друга или спонтано се распаѓа. Како резултат на реакцијата, се формираат нови честички и доаѓа до меѓусебна трансформација на честичките.

Како пример за реакција на распаѓање, ја даваме следнава реакција:

n → стр + д¯+ ṽ ,

каде што неутронот се распаѓа во протон, електрон и антинеутрино.

Антинеутрините и неутрините се честички со многу мала маса на мирување, илјадници пати помали од најлесната честичка - електронот. Тие се електрично неутрални. Неутриното е стабилна честичка. За долго време, по теоретското предвидување, дејствата на неутрините не можеа да се забележат експериментално. Конечно, во 1956 година, реакцијата беше спроведена

стр + ṽ → n + д˖

во кој се формирале неутрон и позитивно наелектризиран електрон - позитрон.

Позитронот се открива во искуството кога ќе наиде на електрон „исчезнува“ заедно со електронот;

д˖ + д¯ → 2y

Реакцијата се нарекувауништувањеелектрон-позитивен пар; Како резултат на тоа, се формираат два фотони, кои се снимаат со специјални бројачи.

Заемна конвертибилностелементаренчестичките за време на интеракциите е нивната втора карактеристика.

Третата карактеристика својствена за сите елементарни честички еСекоја честичка има близнак - античестичка.Ако честичката е електрично наполнета, тогаш античестичката носи полнеж со спротивен знак. Но, ненаполнетите честички имаат и античестички. Кога ќе се сретнат, интеракцијата помеѓу честичка и античестичка доведува до нивно уништување, т.е. до исчезнување, до трансформација во фотони или други честички. Во моментов, античестички се откриени за речиси сите познати честички, вклучувајќи ги антипротонот и антинеутронот. Добиен е дури и атом составен од античестички, антихелиум, па во принцип можеме да зборуваме за можноста за постоење на антиматерија. Комбинацијата на материјата со антиматеријата треба да доведе до транзиција на материјата во поле, до уништување на материјата во рамките на законите за зачувување на енергијата, импулсот и електричниот полнеж; ова ослободува енергија еквивалентна на масата за мирувањеmc². Но, сега е познато дека Универзумот се состои само од материја и во неа нема антиматерија, исто како што нема или има многу малку стабилни античестички.

Следно треба да дадетекласификација на елементарните честичкисо поделба на сите честички по маса на класи: лептони, мезони, бариони. Кога ја разгледуваме и анализираме табелата на елементарните честички, обрнуваме внимание на нивните карактеристики: маси, полнежи, животен век. Ве известуваме дека табелата ги содржи главните честички - стабилни и релативно стабилни. Многу нестабилни честички - мезони и бариони, нареченирезонанци, - не е вклучено во табелата.

Ајде да разговараме за големини на честички. Според современите податоци, фотоните и лептоните не покажуваат екстензија или внатрешна структура во експериментите. Во овој поглед, тие можат да се класифицираат како вистински елементарни (примарни) честички. Мезоните и барионите имаат големини од редот на 10¯ ¹⁵ m. Можеме да кажеме дека тие не се елементарни, туку се состојат од потелементарни честички нареченикваркови.

Кога ги проучуваме елементарните честички, не го допираме второто макроскопско поле што постои во природата - гравитационото поле. Теоретски е утврдено дека на микрониво се состои од теренски кванти нареченигравитони. Овие, како фотоните, се честички без маса на мирување и полнеж. Сепак, гравитонот не е експериментално откриен.

3. Сумирајќи. Рефлексија

Домашна работа

Светот на елементарните честички

Лекција во 11 одделение

Целта на лекцијата:

Образовни:

Да ги запознае учениците со структурата на елементарните честички, со карактеристиките на силите и интеракциите внатре во јадрото; научете да сумирате и анализирате стекнатото знаење, правилно да ги изразувате вашите мисли; промовирање на развојот на размислување, способност за структурирање на информации; негувајте емоционални и вредносни ставови кон светот

Образовни:

Продолжете да развивате размислување, способност да анализирате, споредувате и да извлекувате логични заклучоци.

Развијте љубопитност, способност за примена на знаење и искуство во различни ситуации.

Образовни:

Развој на вештини за интелектуална тимска работа; едукација на основите на моралната самосвест (мисла: одговорност на научник, откривач за плодовите на неговите откритија);

Да се разбуди интерес кај учениците за популарна научна литература и за проучување на предусловите за откривање на конкретни појави.

Целта на лекцијата:

Создадете услови за развој на интелектуални и комуникациски компетенции во кои ученикот ќе може:

Наведете ги главните типови на елементарни честички;

Разбирање на двосмисленоста на современиот стандарден модел на светот;

Формулирајте ги вашите идеи за историјата на развојот на елементарните честички;

Анализирајте ја улогата на развојот елементарна физика;

Класифицирајте ги елементарните честички според нивниот состав;

Размислете за потребата да имате свој став, да бидете толерантни кон друга гледна точка;

Покажете комуникација без конфликт кога работите во група.

Тип на лекција:учење нов материјал.

Формат на лекција:комбинирана лекција.

Методи на лекција:вербална, визуелна, практична.

Опрема:компјутерска презентација, мултимедијален проектор, работна тетраткастудент, персонален компјутер.

Чекори од лекцијата	Време, мин.	Методи и техники
1.Организациски вовед. Изјава за образовен проблем.		Запишете ја темата на лекцијата. Приказна за наставникот.
2. Ажурирање на знаењата (презентација на учениците)		Приказната на ученикот за постојното знаење, предусловите за учење нови работи.
3. Учење нов материјал (презентација на наставникот)		Приказна за наставникот со помош на слајдови. Набљудување. Разговор. Приказна за учениците со помош на слајдови.
4. Увежбување на изучениот материјал. Консолидација.		Консолидација според придружните белешки и работа со учебникот. Одговори на безбедносни прашања.
5. Сумирајќи. Домашна работа		Идентификување на главната работа од страна на наставникот и учениците.

За време на часовите

Време на организирањелекција(поздрав, проверка на подготвеноста на учениците за часот)

Денес во лекцијата ќе разгледаме различни гледишта за структурата на светот, од кои честички се состои сето она што не опкружува. Лекцијата ќе биде налик на предавање и најмногу бара вашето внимание.

На почетокот на лекцијата, сакам да ви го привлечам вниманието на историјата на потеклото на доктрината за честички.

2. Ажурирање на знаењето (Презентација на Алексахина В. „Историја на развојот на знаењето за честичките“)

Слајд 2. Антички атомизам- ова се идеи за структурата на светот на античките научници. Според Демокрит, атомите биле вечни, непроменливи, неделиви, честички со различна форма и големина, кои, кога ќе се соединат и разделат, се формирале различни тела.

Слајд 3.Благодарение на откритието на научниците Дирак, Галилео и Њутн на принципот на релативност, законите на динамиката, законите на конзервација, законот универзална гравитација, во 17 век, атомизмот на старите претрпе значителни промени и се воспостави во науката механичка слика на светот, која се засноваше на гравитациската интеракција - на неа се подложни сите тела и честички, без оглед на полнежот.

Слајд 4.Знаењето акумулирано во проучувањето на електричните, магнетните и оптичките феномени доведе до потреба да се дополни и развие сликата на светот. Така, во 19 век и до почетокот на 20 век, електродинамичка слика на светот. Веќе разгледа два типа на интеракција - гравитациона и електромагнетна. Но, тие не успеаја да го објаснат само топлинското зрачење, стабилноста на атомот, радиоактивноста, фотоелектричниот ефект, линиски спектар.

Слајд 5.На почетокот на 20 век се појави идејата за квантизација на енергијата, која беше поддржана од Планк, Ајнштајн, Бор, Столетов, како и дуализмот бран-честички на Луј де Броље. Овие откритија го одбележаа појавувањето квантно поле слика на светот, во која беше додадена и силна интеракција. Започна активниот развој на физиката на елементарните честички.

3. Учење нов материјал

Сè до триесеттите години на 20 век, структурата на светот на научниците им изгледала најмногу во едноставна форма. Тие веруваа дека „целосниот сет“ на честички што ја сочинуваат целата материја се протонот, неутронот и електронот. Затоа се нарекувале елементарни. Овие честички го вклучуваат и фотонот, носител на електромагнетни интеракции.

Слајд 6.Модерен стандарден светски модел:

Материјата се состои од кваркови, лептони и честички - носители на интеракција.

За сите елементарни честички постои можност за откривање на античестички.

Двојност бран-честичка. Принципи на несигурност и квантизација.

Силните, електромагнетни и слаби интеракции се опишани со големи унифицирани теории. Останува необединетата гравитација.

Слајд 7.Јадрото на атомот е составено од хадрони, кои се составени од кваркови. Хадроните се честички кои учествуваат во силни интеракции.

Класификација на хадроните: Мезоните се состојат од еден кварк и еден антикварк Барјоните се состојат од три кваркови - нуклеони (протони и неутрони) и

хиперони.

Слајд 8.Кварковите се основните честички што ги сочинуваат хадроните. Во моментов, познати се 6 различни сорти (почесто наречени вкусови) на кваркови. Кварковите ја одржуваат силната интеракција и учествуваат во силни, слаби и електромагнетни интеракции. Тие разменуваат глуони, честички со нулта маса и нула полнеж, едни со други. За сите кваркови има антикваркови . Тие не можат да се набљудуваат во слободна форма. Тие имаат фракционо електрично полнење: +2/3е - наречени U-кваркови (горе) и -1/3е - d-кварк (долу).

Кварк составот на електрон е uud, кварковиот состав на протонот е udd.

Слајд 9.Честичките кои не се дел од јадрото се лептони. Лептоните се основни честички кои не учествуваат во силни интеракции. Денес се познати 6 лептони и 6 нивни античестички.

Сите честички имаат антицисти. Лептони и нивните античестички: електрон и позитрон со нив, електронско неутрино и антинеутрино. Муон и антимуон со нив мион неутрино и антинеутрино. Таон и антитаон - таон неутрино и антинеутрино.

Слајд 10.Сите интеракции во природата се манифестации од четири типа фундаментални интеракциипомеѓу основните честички - лептони и кваркови.

Силна интеракцијаКварковите се подложни, а глуоните се негови носители. Ги поврзува заедно за да формира протони, неутрони и други честички. Тоа индиректно влијае на врзувањето на протоните во атомските јадра.

Електромагнетна интеракцијанаелектризираните честички се подложни. Во овој случај, под влијание на електромагнетни сили, самите честички не се менуваат, туку само добиваат својство на одбивање во случај на полнења со исто име.

Слаба интеракцијаКваркови и лептони се подложни. Најпознатиот ефект на слабата интеракција е трансформацијата на надолниот кварк во нагорен кварк, што пак предизвикува неутрон да се распаѓа во протон, електрон и антинеутрино.

Еден од најзначајните типови на слаба интеракција е Хигсова интеракција. Според претпоставките, Хигсовото поле (сива позадина) го исполнува целиот простор со течност, ограничувајќи го опсегот на слаби интеракции. Хигсовиот бозон, исто така, комуницира со кваркови и лептони, обезбедувајќи постоење на нивната маса.

Гравитациска интеракција.Таа е најслабата позната. Во него учествуваат сите честички и носители на сите видови интеракции, без исклучок. Се изведува благодарение на размената на гравитони - единствените честички кои сè уште не се експериментално откриени. Гравитациската интеракција е секогаш привлечност.

Слајд 11.Многу физичари се надеваат дека, исто како што успеале да ги комбинираат електромагнетните и слабите интеракции во електрослабата сила, на крајот ќе можат да изградат теорија која ги обединува сите познати видовиинтеракции, чие име е „Големо обединување“.

4 . Консолидација на знаењето.

Примарна консолидација(Презентација на Гордиенко Ж. „Големиот хадронски судирач“. Современите научници се обидуваат да го подобрат процесот на проучување на честичките со цел да постигнат нови откритија за научен и технолошки напредок. За таа цел, грандиозни истражувачки центрии акцелератори. Една од овие грандиозни структури е Големиот хадронски судирач.

Конечна консолидација(работа во групи: одговори на прашања од учебникот)

Поделени сте во две групи: 1 ред и 2 ред. Имате задача на парчиња хартија: треба да одговорите на прашања, а одговорите ќе ги најдете во учебникот во став 28 (стр. 196 – 198).

Задачи од прва група:

Колку основни честички има вкупно? (48)

Кварков состав на електрон? (ууд)

Наведете ги двете најсилни сили (силни и електромагнетни)

Вкупен број на глуони? (8)

Задачи од втора група:

Колку честички има во срцето на универзумот? (61)

Кварков состав на протонот? (udd)

Наведете ги двете најслаби сили (слаба и гравитациона)

Кои честички вршат електромагнетна интеракција? (фотон)

Изразено од лидерите на групите за одговори на прашања и размена на картички.

Резиме на лекција.

Се запознавте со некои аспекти од развојот на модерната физика и сега сте елементарни репрезентацииза насоката во која се развива нашата наука и зошто ни е потребна.

6. Домашна задача. Став 28.

Задачи од прва група:

1. Колку основни честички има вкупно? ______________

2. Кварк состав на електронот? ____________

3. Наброј ги двете најсилни интеракции ______

4. Вкупен број на глуони? _______

___________________________________________________________________

Задачи од втора група:

1. Колку честички има во срцето на универзумот? ________

2. Кварк состав на протонот? ___________

___________________________________________________________________

Задачи од прва група:

1. Колку основни честички има вкупно? __________

2. Кварк состав на електронот? __________

3. Наброј ги двете најсилни интеракции _________________________________________________________________________________

4. Вкупен број на глуони? _________

___________________________________________________________________

Задачи од втора група:

1. Колку честички се наоѓаат во основата на универзумот? ____________

2. Кварк состав на протонот? _____________

3. Наброј ги двете најслаби интеракции ______________________

4. Кои честички вршат електромагнетна интеракција? ______

___________________________________________________________________

Задачи од прва група:

1. Колку основни честички има вкупно? _____________

2. Кварк состав на електронот? ______________

3. Наброј ги двете најсилни интеракции _________________________________________________________________________________

4. Вкупен број на глуони? _____

___________________________________________________________________

Задачи од втора група:

1. Колку честички има во срцето на универзумот? ______

2. Кварк состав на протонот? _________

3. Наброј ги двете најслаби интеракции ______________________

4. Кои честички вршат електромагнетна интеракција? _______

Буџетот на општината образовна институција –

просек сеопфатно училиштеБелгород бр.7

Јавна лекцијаво физиката

11 одделение

„Елементарни честички“

Подготвено и спроведено:

Наставник по физика

Полшчикова А.Н.

Белгород 2015 година

Тема: Елементарни честички.

Тип на лекција: лекција за изучување и примарно консолидирање на новите знаења

Метод на настава:предавање

Форма на студентска активност: фронтална, колективна, индивидуална

Целта на лекцијата: го прошири разбирањето на учениците за структурата на материјата; разгледајте ги главните фази во развојот на физиката на елементарните честички; го даде концептот на елементарните честички и нивните својства.

Цели на лекцијата:

Образовни : да ги запознае учениците со концептот на елементарна честичка, типологијата на елементарните честички, како и методите за проучување на својствата на елементарните честички;

Развојна: да се развие когнитивниот интерес на учениците, обезбедувајќи нивно изводливо вклучување во активна когнитивна активност;

Образовни: едукација на универзални човечки квалитети - свесност за перцепцијата научни достигнувањаво светот; развивање на љубопитност и издржливост.

Опрема за лекцијата:

Дидактички материјали: материјал за учебници, картички со тестови и табели

Визуелни помагала: презентација

За време на часовите

(Презентација)

1. Организација на почетокот на часот.

Активности на наставникот: Меѓусебно поздравување помеѓу наставникот и учениците, поправање на учениците, проверка на подготвеноста на учениците за часот. Организација на вниманието и вклучување на учениците во деловниот ритам на работа.

Предвидена активност на ученикот: организирање внимание и вклучување во деловниот ритам на работа.

2. Подготовка за главната фаза на часот.

Активности на наставникот: Денес ќе започнеме да проучуваме нов дел " Квантна физика- „Елементарни честички во ова поглавје ќе зборуваме за примарните, понатамошни неразградливи честички од кои е изградена целата материја, за елементарните честички.

Физичарите откриле постоење на елементарни честички кога ги проучувале нуклеарните процеси, па така до средината на 20 век, физиката на елементарните честички била гранка на нуклеарната физика. Во моментов, физика на честички и нуклеарна физикасе блиски, но независни гранки на физиката, обединети со заедништвото на многу разгледани проблеми и користени методи на истражување.

Главната задача на физиката на елементарните честички е проучување на природата, својствата и меѓусебните трансформации на елементарните честички.

Тоа ќе биде и наша главна задача во проучувањето на физиката на елементарните честички.

3. Асимилација на нови знаења и методи на дејствување.

Активности на наставникот: Тема на часот: „Фази на развој на физика на елементарни честички“. Во оваа лекција ќе ги разгледаме следниве прашања:

Историјата на развојот на идеите дека светот се состои од елементарни честички

Што се елементарни честички?

Како може да се добие изолирана елементарна честичка и дали е можно?

Типологија на честички.

Идејата дека светот е направен од основни честички има долга историја. Денес, постојат три фази во развојот на физиката на елементарните честички.

Ајде да го отвориме учебникот. Ајде да се запознаеме со имињата на фазите и временските рамки.

Фаза 1. Од електрон до позитрон: 1897 - 1932 година.

Фаза 2. Од позитрон до кваркови: 1932 - 1964 година.

Фаза 3. Од хипотезата за кварк (1964) до денес.

Активности на наставникот:

Фаза 1.

Основно, т.е. наједноставниот, понатаму неделив, вака познатиот старогрчки научник Демокрит го замислил атомот. Дозволете ми да ве потсетам дека зборот „атом“ во превод значи „неделив“. За прв пат, идејата за постоење на ситни, невидливи честички кои ги сочинуваат сите околни објекти ја изразил Демокрит 400 години п.н.е. Науката почна да го користи концептот на атоми само во почетокот на XIXвек, кога врз оваа основа можеше да се објаснат голем број хемиски појави. И на крајот на овој век беше откриена сложената структура на атомот. Во 1911 година беше откриено атомското јадро (Е. Радерфорд) и конечно беше докажано дека атомите имаат сложена структура.

Да се потсетиме момци: кои честички се дел од атомот и накратко ги карактеризираат?

Предвидена активност на учениците:

Активности на наставникот: момци, можеби некои од вас се сеќаваат: од кого и во кои години се откриени електронот, протонот и неутронот?

Предвидена активност на учениците:

Електрон.Во 1898 година, Џ. Томсон ја докажа реалноста на постоењето на електрони. Во 1909 година, Р. Миликан прв го измерил полнежот на електрон.

Протон. Во 1919 година, Е. Радерфорд, додека го бомбардирал азот со честички, открил честичка чиј полнеж е еднаков на полнежот на електрон и чија маса била 1836 пати поголема од масата на електронот. Честичката беше наречена протон.

Неутрон. Радерфорд, исто така, предложил постоење на честичка без полнење чија маса е еднаква на масата на протон.

Во 1932 година, Д. Чадвик ја открил честичката што ја предложил Радерфорд и ја нарекол неутрон.

Активности на наставникот: По откривањето на протонот и неутронот, стана јасно дека јадрата на атомите, како и самите атоми, имаат сложена структура. Се појави протон-неутронската теорија за структурата на јадрата (Д. Д. Иваненко и В. Хајзенберг).

Во 30-тите години на 19 век, во теоријата за електролиза развиена од М. Фарадеј, се појавил концептот -јон и се мери елементарното полнење. Крајот на 19 век - покрај откривањето на електронот, го одбележа и откривањето на феноменот на радиоактивност (А. Бекерел, 1896). Во 1905 година, концептот на кванти се појави во физиката. електромагнетно поле- фотони (А. Ајнштајн).

Да потсетиме: како се нарекува фотон?

Предвидена активност на учениците: Фотон (или квант на електромагнетно зрачење) е елементарна светлосна честичка, електрично неутрална, без маса на мирување, но поседува енергија и импулс.

Активности на наставникот: отворените честички се сметаа за неделиви и непроменливи примарни есенции, основните градежни блокови на универзумот. Сепак, ова мислење не траеше долго.

Фаза 2.

Во 1930-тите, меѓусебните трансформации на протоните и неутроните беа откриени и проучувани, и стана јасно дека овие честички исто така не се непроменливите елементарни „градежни блокови“ на природата.

Во моментов се познати околу 400 субнуклеарни честички (честичките кои ги сочинуваат атомите, кои обично се нарекуваат елементарни). Огромното мнозинство од овие честички се нестабилни (елементарните честички се трансформираат една во друга).

Единствени исклучоци се фотонот, електронот, протонот и неутриното.

Фотонот, електронот, протонот и неутриното се стабилни честички (честички кои можат да постојат во слободна состојба на неодредено време), но секоја од нив, кога е во интеракција со други честички, може да се претвори во други честички.

Сите други честички подлежат на спонтани трансформации во други честички во одредени интервали, и тоа главен фактнивното постоење.

Спомнав уште една честичка - неутриното. Кои се главните карактеристики на оваа честичка? Од кого и кога е откриено?

Предвидена активност на ученикот: Неутриното е честичка без електричен полнеж и нејзината маса на мирување е 0. Постоењето на оваа честичка беше предвидено во 1931 година од В. Паули, а во 1955 година честичката беше експериментално регистрирана. Се манифестира како резултат на распаѓање на неутроните:

Активности на наставникот: Нестабилните елементарни честички многу се разликуваат во нивниот животен век.

Најдолговечната честичка е неутронот. Животот на неутроните е околу 15 минути.

Другите честички „живеат“ многу пократко време.

Има неколку десетици честички со животен век поголем од 10 -17 Со. На скалата на микрокосмосот, ова е значајно време. Таквите честички се нарекуваатрелативно стабилна .

Мнозинството краткотрајна елементарните честички имаат век на траење од редот на 10-22 -10 -23 с.

Способноста за меѓусебни трансформации е најважното својство на сите елементарни честички.

Елементарните честички се способни да се создадат и уништат (емитираат и апсорбираат). Ова важи и за стабилните честички, со единствената разлика што трансформациите на стабилните честички не се случуваат спонтано, туку преку интеракција со други честички.

Пример би билуништување (т.е. исчезнување ) електрон и позитрон, придружени со раѓање на високоенергетски фотони.

Позитрон е (античестичка на електрон) позитивно наелектризирана честичка која има иста маса и ист (во апсолутна вредност) полнеж како електрон. Ќе зборуваме за неговите карактеристики подетално во следната лекција. Само да кажеме дека постоењето на позитронот го предвидел П. Дирак во 1928 година, а откриен во 1932 година во космички зрациК. Андерсон.

Во 1937 година во космичките зраци беа откриени честички со маса од 207 електрони, т.н.муони ( -мезони ). Просечен животен век-мезонот е еднаков на 2,2 * 10-6 с.

Потоа во 1947-1950 година се отворијабожури (т.е. -мезони). Просечен животен век на неутрален-мезон - 0,87·10 -16 с.

Во следните години, бројот на новооткриените честички почна брзо да расте. Ова беше олеснето со истражување на космичките зраци, развојот на технологијата за забрзување и проучувањето на нуклеарните реакции.

Современите акцелератори се неопходни за спроведување на процесот на создавање нови честички и проучување на својствата на елементарните честички. Почетните честички се забрзуваат во забрзувачот до високи енергии „на патека на судир“ и се судираат една со друга на одредено место. Ако енергијата на честичките е висока, тогаш за време на процесот на судир се раѓаат многу нови честички, обично нестабилни. Овие честички, расејувајќи се од точката на судир, се распаѓаат во постабилни честички, кои се снимаат со детектори. За секој таков чин на судир (физичарите велат: за секој настан) - и тие се запишуваат во илјадници во секунда! -експериментаторите како резултат ги одредуваат кинематичките променливи: вредностите на импулсите и енергиите на „фатените“ честички, како и нивните траектории (види слика во учебникот). Со собирање на многу настани од ист тип и проучување на распределбите на овие кинематички величини, физичарите реконструираат како се случила интеракцијата и каков тип на честички може да се припишат добиените честички.

Фаза 3.

Елементарните честички се комбинираат во три групи: фотони , лептони И хадрони (Прилог 2).

Момци, наведете ми ги честичките кои припаѓаат на групата фотони.

Предвидена активност на учениците: На групата фотони се однесува на една честичка - фотон

Активности на наставникот: следната група се состои од светлосни честичкилептони .

: оваа група вклучува два вида неутрина (електрон и мион), електрони и?-мезони

Активности на наставникот: Лептоните исто така вклучуваат голем број на честички кои не се наведени во табелата.

Третата голема група се состои од тешки честички наречени хадрони. Оваа група е поделена на две подгрупи. Полесните честички формираат подгрупа мезони .

Предвидена активност на учениците: најлесните од нив се позитивно и негативно наелектризирани, како и неутрални -мезони. Пионите се кванти на нуклеарното поле.

Активности на наставникот: втора подгрупа -бариони - вклучува потешки честички. Таа е најобемна.

Предвидена активност на учениците: Најлесните бариони се нуклеоните - протони и неутрони.

Активности на наставникот: по нив следат таканаречените хиперони. Омега-минус-хиперон, откриен во 1964 година, ја затвора табелата.

Изобилството на откриени и новооткриени хадрони ги навело научниците да веруваат дека сите тие се изградени од некои други пофундаментални честички.

Во 1964 година, американскиот физичар М. Гел-Ман изнесе хипотеза, потврдена со последователни истражувања, дека сите тешки основни честички - хадрони - се изградени од пофундаментални честички т.н.кваркови.

Од структурна гледна точка, елементарните честички што го сочинуваат атомски јадра(нуклеони), и воопшто сите тешки честички - хадрони (бариони и мезони) - се состојат од уште поедноставни честички, кои обично се нарекуваат фундаментални. Во оваа улога на вистински основни примарни елементи на материјата се кварковите, чиј електричен полнеж е еднаков на +2/3 или -1/3 од единечниот позитивен полнеж на протонот.

Најчестите и лесните кваркови се нарекуваат нагоре и надолу и се означени, соодветно, u (од англиски нагоре) и d (долу). Понекогаш тие се нарекуваат и протонски и неутронски кваркови поради фактот што протонот се состои од комбинација на uud, а неутронот - udd. Врвниот кварк има полнеж од +2/3; дното - негативен полнеж -1/3. Бидејќи протонот се состои од два кваркови нагоре и еден долен кварк, а неутронот се состои од еден кварк нагоре и два надолу, можете самостојно да потврдите дека вкупниот полнеж на протон и неутрон е строго еднаков на 1 и 0.

Останатите два пара кваркови се дел од поегзотични честички. Кварковите од вториот пар се нарекуваат шармирани - c (од шармирани) и чудни - s (од чудни).

Третиот пар се состои од вистински - t (од вистината, или во англиската традиција врвот) и убави - b (од убавина, или во англиската традиција дното) кваркови.

Речиси сите честички кои се состојат од различни комбинации на кваркови се веќе експериментално откриени.

Со прифаќањето на хипотезата за кварк, беше можно да се создаде хармоничен систем на елементарни честички. Бројните пребарувања за кваркови во слободна состојба, извршени на високоенергетски акцелератори и во космички зраци, беа неуспешни. Научниците веруваат дека една од причините за незабележливоста на слободните кваркови се можеби нивните многу големи маси. Ова го спречува раѓањето на кваркови на енергиите што се постигнуваат во современите акцелератори.

Меѓутоа, во декември 2006 година, чудна порака за откривањето на „слободни врвни кваркови“ беше емитувана низ научните новински агенции и медиумите.

4. Почетна проверка на разбирањето.

Активности на наставникот: па момци, опфативме:

главни фази во развојот на физиката на честичките

откриле која честичка се нарекува елементарна

се запозна со типологијата на честичките.

Во следната лекција ќе разгледаме:

повеќе детална класификацијаелементарни честички

видови на интеракции на елементарните честички

античестички.

И сега ви предлагам да направите тест за да ги оживеете во вашата меморија главните точки од материјалот што го проучувавме (Прилог 3).

5. Сумирање на лекцијата.

Активности на наставникот: Давање оценки на најактивните ученици.

6. Домашна задача

Активности на наставникот:

1. § 114 - 115

2. апстрактни.