O lecție pe tema fizicii particulelor. Dezvoltarea metodică a lecției „trei etape în dezvoltarea fizicii elementare a particulelor”. Fizica atomică și nucleară

Kaptelova N.V., profesor de fizică, MOU „Gymnasium No. 79”, Barnaul, Teritoriul Altai

Clasa a 11a

Lecție pe tema „Particulele elementare” (2 ore).

Subiect academic - fizică

Nivel - de bază

Profilul clasei - umanitar

Text folosit - § 64 „Particule elementare” (Mansurov A.N., Mansurov N.A., manual „Physics-10-11” pentru școlile umanitare)

Tehnologie „Dezvoltarea gândirii critice prin citire și scriere” (RCMCHP)

Tipul lecției: lucrul cu textul info

Obiective:

didactic - prin studiul indirect al textului pentru a forma un sistem de cunoștințe științifice despre particulele elementare la elevi

dezvoltarea - dezvoltarea la școlari a metodelor de procesare eficientă a informațiilor educaționale, continuarea formării unei metode de învățare independentă, competențe cognitive și comunicative

educațional - pentru a continua formarea încrederii elevilor în propriile abilități cognitive, o viziune dialectico-materialistă asupra lumii

metodic - pentru a crea condiții pentru ca elevii să stăpânească metoda învățării independente bazată pe tehnologia RCMCHP

Rezultat asteptat:

asimilarea de către studenți a unui sistem de cunoștințe științifice despre particulele elementare și prezentarea acestuia sub forma unui cluster;

obținerea și înțelegerea de către fiecare student a propriei experiențe de activitate cognitivă independentă bazată pe lucrul cu textul prin forme individuale, de pereche, de grup, de muncă colective (tehnologie RKMCHP).

Notă: Cluster - o metodă grafică care vă permite să prezentați informații într-o formă structurată și sistematică, pentru a identifica cuvintele cheie ale subiectului. Clusterul este o diagramă grafică formată din ovale. În centrul grupului, în ovalul principal, se află problema principală, tema, ideea. La ovalele de la nivelul următor - caracteristici de clasificare sau motive pentru sistematizare, la ovalele de la al treilea nivel - detalii suplimentare etc. Clusterele pot fi foarte extinse, deci ar trebui să alegeți întotdeauna nivelul de detaliu la care vă puteți opri. Cu ajutorul clusterelor, cantități mari de informații pot fi prezentate într-un mod sistematic.

Clusterul conține cuvinte cheie, idei cheie, care indică conexiuni logice între subiectele textului. Conexiunile adaugă integritate și claritate imaginii.

Clusterul (la fel ca toate schemele grafice) este un model al subiectului studiat, vă permite să vedeți întregul subiect, „dintr-o vedere de pasăre”. Motivația crește pe măsură ce ideile subiectului sunt mai ușor de perceput. O persoană are întotdeauna nevoie de imagini grafice. Creierul își amintește tiparele. Prezentarea informațiilor de către elevi sub forma unui cluster contribuie la procesarea creativă a acesteia, prin urmare, asigură asimilarea informațiilor la nivelul de înțelegere. Clusterele (la fel ca alte scheme) vă permit să vă „zdruncinați” gândirea, să o faceți mai flexibilă, să scăpați de stereotipuri și să transformați gândirea dogmatică în gândire critică.

De asemenea, este important ca construcția de clustere să ne permită să identificăm un sistem de cuvinte cheie care pot fi utilizate pentru căutarea pe internet, precum și pentru a determina direcțiile principale ale cercetării studenților, alegerea subiectelor pentru proiectele educaționale.

Teme (lucrări extrașcolare):

1.§ 65 (independent conform tehnologiei RKMCHP)

2. Clustere realizate cu TIC

(2 și 3 opționale)

Scriptul lecției.

Apel.

Obiectivele etapei:

Încurajarea de a lucra cu informații noi, trezind interesul pentru subiect

- provocare „la suprafața” cunoștințelor existente pe această temă

- schimb de opinii fără conflicte

„Întrebări sugestive”

„Cluster”

2. Elevilor li se oferă întrebări pentru reflecție și discuție:

Accesul la lanțul logic: natură-corp-substanță-moleculă-atom-nucleu-nucleoni (proton, neutron) -electron.

Îți amintești ce particule elementare știi? Gândiți-vă la asta ca la un cluster.

(Proton, neutron, electron, foton, π-mezon)

Elevii lucrează individual în caiete, apoi în perechi, conform sugestiilor lor, profesorul întocmește un cluster pe tablă. Unul dintre grupurile sugerate de studenți:

Un astfel de număr poate pretinde că sunt „primele cărămizi ale Universului”, cu adevărat particule elementare?

Înțelegând

Obiectivele etapei:

Obținerea de noi cunoștințe

Stăpânirea diferitelor tipuri de lectură: introducere, studiu, asimilare, căutare, metode de înțelegere a textului informațional

Dezvoltarea abilităților de analiză, discuție, comunicare

„Sistem INS.E.R.T.”

„Cluster”

„Gândește singur / în pereche / în grup”

Lucrare independentă cu text

Percepția informației. În această etapă, studentul lucrează individual("Gândi pe cont propriu"). Lectură introductivă, obținerea unei idei generale a subiectului textului.

Studiați lectura. Individual munca („Gândește-te singur”). Operații de percepție semantică a elementelor textului, înțelegerea cuvintelor, propozițiilor, paragrafelor, izolarea subiectelor textului (concepte de bază, cuvinte cheie, idei), identificarea conexiunilor (logice, cauzale, spațiale, temporale etc.) ale subiectelor textului. Înțelegerea legăturii dintre conținutul acestui text și conținutul altor texte studiate, interpretarea acestui text pe baza acestei conexiuni. Ajută la înțelegerea conținutului aplicării marcajului text I.N.S.E.R.T.: (I .N .S .E .R .T. - „Sistem de notare interactivă pentru citirea și gândirea îmbunătățite”)

- „cunoscut”

- - „contrazice ideile”

+ - „interesant și neașteptat”

? - "Aflați mai multe"

! - "important"

Lectura asimilativă. Testarea înțelegerii textului. Elevi in perechi(„Gândiți în perechi”) spuneți in cuvintele tale reciproc răspund la întrebări la text.

Prelucrarea informațiilor. Individual munca („Gândește-te singur”). Descompunerea informațiilor în părți conexe. Evidențierea motivelor pentru sistematizarea și clasificarea informațiilor primite.

Sinteza informațiilor procesate. Individual munca („Gândește-te singur”). Gruparea, combinarea informațiilor, crearea unui cluster. Traducerea informațiilor primite „în altă limbă”: de la limbajul cuvintelor la limbajul schemelor, de la limbajul verbal la cel grafic.

Reprezentarea și protejarea clusterelor individuale in perechi(„Gândiți în perechi”), atunci in grupuri(„Gândiți-vă împreună”).

„Traducerea inversă” a informațiilor: de la limbajul schemelor la limbajul cuvintelor, de la limbajul grafic la limbajul verbal, iar informațiile sunt comunicate în propriile cuvinte. Schimb de idei în discuție sau controversă. Argumentare, critică constructivă, clarificare, comun finalizarea clusterului.

Reflecţie

Luați în considerare semnificația a ceea ce a fost acoperit;

Aruncați o privire asupra conținutului lecției în lumina propriei experiențe de viață

„Reveniți la cluster”

„Ieșiți cardul”

Prezentarea și protejarea mai multor opțiuni ale grupurilor de grupuri în fața clasei, colectiv discuţie.

Varianta estimată a clusterului final:

2. Temă: Comparați acest cluster cu clusterul sugerat la începutul lecției. (!!!)

Găsiți un loc pe el pentru un electron, proton, neutron, foton, π-mezon.

Trageți o concluzie. ( O creștere semnificativă a cunoștințelor despre particulele elementare!)

3. (Rezumatul și motivația pentru activitatea cognitivă ulterioară). Să revenim la întrebările care au început lecția. Ai găsit răspunsuri la ele? Ce întrebări au rămas fără răspuns? Ce noi au apărut? Unde să cauți răspunsuri?

Din ce este făcută lumea înconjurătoare?

Structura materiei seamănă cu o serie nesfârșită de păpuși cuibărite sau procesul de fisiune este întrerupt atunci când se găsește o particulă elementară indivizibilă?

Care sunt cele mai primitive particule fundamentale din care sunt formate toate celelalte?

Are natura un astfel de nivel de organizare a materiei, mai profund decât nu există nimic?

Un astfel de număr (mai mult de 400) poate pretinde a fi „primele cărămizi ale Universului”, particule cu adevărat elementare?

Cum să navigați într-o astfel de abundență de particule elementare?

Ce particule sunt cu adevărat „elementare”?

(Gândește singur / în pereche / grup). Discuţie.

Lucrare scrisă individuală (10 min) „Exit card” - 1) cea mai importantă idee a lecției; 2) o întrebare pe tema lecției 3) comentariu general asupra materialului lecției

Faceți o autoevaluare a muncii dvs. în lecție (mulțumit de voi înșivă, nu prea mult, nu mulțumit, de ce?).

IV. Teme (lucrări extrașcolare)

Pentru a permite elevilor să desfășoare o muncă independentă pentru a aprofunda cunoștințele acumulate în timpul lecției;

Practicați abilitatea activităților de învățare independentă;

Dezvoltă creativitatea elevilor

1. Să studieze § 65 (independent conform tehnologiei RCMCHP)

2. Clustere la § 65 realizate cu ajutorul TIC

3. Lucrare creativă pe un subiect de interes.

(2 și 3 opționale)

Observarea elevilor arată că construcția de clustere este percepută de aceștia ca munca creativa, unde este posibil să implementați propria viziune asupra problemei, propria abordare, variabilitate, ca mijloace autorealizare, autoafirmare.

Posibilitatea muncii individuale, de pereche, de grup și colective creează confortul psihologic al procesului educațional. Includerea fiecărui elev în trei tipuri

activitatea (gândește, scrie, vorbește) oferă „prelucrarea internă a informațiilor”. Acești factori contribuie la asimilarea de noi materiale de către elevi la nivelul de înțelegere, înțelegere și dezvoltarea motivației și activității educaționale și cognitive din aceștia (în special în rândul elevilor care nu se încadrează bine în sistemul de predare tradițională, ilustrativă și explicativă ). Și cel mai important, ei practic maestru o modalitate de a dobândi în mod independent noi cunoștințe, dezvoltă alfabetizare funcțională.

Tehnologia de învățare de mai sus, bazată pe procesarea creativă a textului, vă permite să predați interesant, rapid, de înaltă calitateși oferă elevilor un sentiment de satisfacție.

Exemple de clustere efectuate pe subiectele „Interacțiuni fundamentale” și „Particule fundamentale”:

Scop: Să le spun elevilor despre particulele elementare, principalele lor proprietăți și clasificări

În timpul orelor

Material nou (prelegere susținută)

Studiile asupra structurii atomului și a nucleului atomic au arătat că compoziția atomului include electroni, protoni, neutroni. Era obișnuit să numim aceste particule elementare. Fotonul (), pozitronul (e +) și neutrino (v), care sunt cel mai direct legate de atom și nucleu, au început să fie numite și particule elementare.

Conform conceptului original, particulele elementare sunt cele mai simple particule din care este construită substanța (atomii) lumii existente.

Particulele elementare au fost prezentate inițial ca ceva etern, neschimbat, indestructibil, iar imaginea unei particule elementare a fost asociată cu imaginea unui bob de nisip sau a unei bile mici fără structură.

În prezent nu există un criteriu clar pentru elementar. Conceptul de „particulă elementară” de astăzi este foarte complex.

Să enumerăm pe scurt particulele elementare cunoscute în ordinea descoperirii lor istorice.

Note metodice: Elevii la momentul explicațiilor suplimentare sunt invitați să completeze următorul tabel (Anexa 1)

De ce fel aparține	Numele particulelor	Desemnare	Anul de deschidere	Încărcați q	Masa de particule

Electronul a fost descoperit de J.J. Thomsan în 1897. Masele altor particule elementare sunt de obicei exprimate în termeni de masă a electronilor.

În 1900. M. Plank și mai ales, în 19005. A. Einstein a arătat că lumina constă din porțiuni separate - fotoni. Fotonul nu are încărcare, iar masa sa de odihnă = 0. Fotonul poate exista doar în procesul de mișcare cu viteza luminii.

Experimentele lui Rutherford privind împrăștierea particulelor în 1911. Conduce la descoperirea protonului. Masa protonului = 1836m e

Majoritatea fizicienilor au fost convinși că au reușit în cele din urmă să reducă întreaga varietate de elemente chimice și substanțe ale naturii la două entități simple: electroni și protoni. Imaginea pictată de fizicienii din acei ani asupra structurii materiei a inspirat un sentiment de frumusețe și grație științifică. În perioada din 1911. Până în 1932. Mulți oameni de știință au fost plini de un sentiment de satisfacție că au reușit să îndeplinească visul vechi de secole al cercetării științifice.

Cu toate acestea, în 1928. P. Dirac și mai târziu în 1932. Anderson a descoperit astfel de particule, care au primit numele pozitroni (e +)

Pozitronul este prima particulă elementară prezisă teoretic.

În 1932. D. Chadwig a descoperit un neutron cu masa = 1838 m e

Un neutron în stare liberă, spre deosebire de un proton, este instabil și se descompune într-un proton și un electron cu un timp de înjumătățire de T = 1,01 10 3 s. În interiorul nucleului, un neutron poate exista la nesfârșit.

În 1931-1933. W. Pauli, analizând decaderea, a sugerat că în timpul decăderii, pe lângă proton și electron, se mai emite o particulă neutră cu masa de repaus = 0. Această particulă a fost numită neutrino ()

Abia în 1956. K. Cowen și colegii săi au descoperit un antineutrino () format într-un reactor nuclear. A fost „prins” în timpul studierii reacției: p + v n + e +, neutrinul provoacă reacția n + p + e -.

În 1937. K. Anderson și S. Nedderman au descoperit particule încărcate cu o masă de 206,7m e, aceste particule au fost numite -mesoni (+ și -), care au o încărcare de + e și -e. Aceste particule sunt acum numite -particule sau -muoni.

În 1947. Oamenii de știință englezi S. Powell, G. Okchialini și alții au descoperit -mesoni (-meson - mezonul primar, care se descompune, dă muoni)

Mesonii au încărcare + e și -e, iar masele lor sunt de 273,2 m e. Ceva mai târziu în 1950, a fost descoperit un -meson neutru (o), cu o masă de 264,2 m e. În prezent, sunt cunoscute trei soiuri de -mesoni: -, o, +, acestea interacționează intens cu nucleoni, sunt ușor de produs atunci când nucleonii se ciocnesc cu nuclei, adică sunt active nucleare. În prezent, se crede că β-mezonii sunt cuantele câmpului nuclear responsabil de cea mai mare parte a forțelor nucleare.

Din 1949-1950. „invazia” literală a particulelor elementare a început, numărul lor a crescut rapid.

Particulele nou apărute pot fi împărțite în două grupe:

Primul grup include particule cu mase de aproximativ 966 me și 974 me, acum acestea se numesc K-mezoni. K + și K - mezoni cunoscuți cu mase de aproximativ 966,3 me și sarcini electrice + e și -e. K-mezoni neutri cunoscuți (K o și K o) cu mase de 974,5 m e.

Al doilea grup de particule se numește hiperoni. În prezent sunt cunoscuți următorii hiperoni:

În 1955. Antiprotonul a fost descoperit, iar în 1956 - antineutronul.

În ultimii ani, au fost descoperite noi cvasiparticule (stări de rezonanță) cu durate de viață neobișnuit de scurte, de ordinul 10 -22 - 10-23 sec. În acest caz, nu este chiar posibil să se fixeze urmele particulelor și existența lor poate fi doar judecat din considerente indirecte, din comportamentul analizei produselor lor de descompunere.

În ultimii ani, a fost descoperit un al doilea tip de neutrino, așa-numitul neutrino (antineutrino) muonic și, care este emis, de exemplu, în timpul decăderii -mesonilor;

Grupa III- particule grele sau barioni

Acest grup include:

Nucleonii și antiparticulele acestora
Hiperonii și antiparticulele lor

Utilizarea energiei termonucleare pe exemplul instalației Tokamak

Elevii sunt invitați să răspundă la întrebări:

Ce reacție nucleară se numește termonucleară? (Orală)
Cum se poate efectua o reacție termonucleară?
Explicați principiul de funcționare a instalației "Tokamak". (În scris folosind literatură suplimentară)
Explicați principiul funcționării unei instalații laser pentru fuziune termonucleară "(folosind literatură suplimentară în scris)

Schița lecției

pe această temă

"Concept

despre particule elementare "

(Clasa a 11a)

Profesor de fizică

Cherpita Valery Nikolaevich

Scoala GBOU 2051

Orașul Moscovei

Conceptul de particule elementare.

Clasificarea particulelor elementare.

/data/files/u1514922328.pptx (Prezentare pentru lecția pe tema „Conceptul de particule de element”)

Obiectivele lecției: să familiarizeze elevii cu particule elementare ca singurii reprezentanți ai materiei la un nivel mai mic de 10¯ ¹⁵ m dimensiuni spațiale și distanțe; pentru a dezvălui proprietățile generale ale particulelor elementare, pentru a da clasificarea lor.

Planul lecției

Pașii lecției	Timp, min	Metode și tehnici
Introducere: formularea problemelor educaționale ale lecției	3 - 5	Povestea profesorului și formularea
Studiul materialului nou: conceptul de particule elementare, clasificarea particulelor, quarcii etc.	30 - 35	Povestea profesorului folosind elemente de conversație. Lucrul cu tutorialul. Material manual. Masa. Intrări în caiet
Rezumând, evidențiind principalul lucru. Teme pentru acasă	5 - 7	Conversație cu privire la întrebări. Formularea concluziilor

1. În cursul fizicii, elevii s-au întâlnit în mod repetat cu particule elementare. Deja în prima etapă, electronii au fost studiați; mai mult, conceptul de electron a fost folosit în multe cazuri. În fizica cuantică, elevii au aflat despre protoni și neutroni.

Lecțiile finale pot fi realizate sub formă de prelegeri școlare, inclusiv elemente de conversație, scurte declarații ale elevilor cu privire la probleme specifice. Pentru a menține activitatea cognitivă a elevilor în lecție, este necesar să se asigure o schimbare a activităților lor, să se combine materialul informațional (poveste, mesaj) cu cel reproductiv (răspunsul la întrebări, lucrul independent cu un manual) și problematic (punerea unei probleme, punerea ipoteze înainte etc.). Când pregătiți lecțiile, ar trebui să aveți grijă de ajutoarele vizuale, să pregătiți mese, fotografii de piese etc. Pentru utilizarea repetată a conceptelor de timp introduse, cursul nu mai este în curs, prin urmare, este necesar să conectați cât mai mult posibil noul cu învățatul anterior.

2. Prezentarea de noi materiale.Pe măsură ce ne-am aprofundat în structura materiei, știința a descoperit molecule, atomi, a aflat că un atom constă dintr-un nucleu și electroni și, în cele din urmă, a stabilit structura complexă a unui nucleu, care include protoni și neutroni.

Dacă luăm în considerare structura materiei luând în considerare aceste informații, atunci în micromondă la nivelul distanțelor mici, de ordinul 10 ¡¹⁴ - 10¯¹⁵ m, putem concluziona că materia constă din protoni, neutroni și electroni. Dar materia este reprezentată în natură nu numai de materie, ci și de câmpul electromagnetic. Câmpul electromagnetic este format și din microparticule - fotoni.

Microparticulele - fotoni, electroni, protoni, neutroni - se numesc particule elementare. Cuvântul „elementar” înseamnă cea mai simplă materie de bază: toate obiectele materiale - corpuri, câmpuri - sunt compuse din aceste particule. Când a fost introdus acest termen, s-a presupus că structura internă a particulelor elementare este absentă, adică nu mai constau în nimic. Acum a fost clarificat conceptul de elementaritate, care va fi discutat mai jos.

În prezent, au fost descoperite peste 400 de microparticule, care sunt similare ca dimensiune, masă, sarcină electrică (și alte proprietăți) cu cele enumerate mai sus. Toate acestea sunt numite și elementare.

O caracteristică a majorității particulelor elementare este a lorinstabilitate... Toate particulele, cu excepția fotonilor din gol, electronii, protonii, neutronii (din nucleu) și particulele de neutrino, se degradează spontan, transformându-se în cele stabile. Aceste procese sunt similare cu decăderea radioactivă a nucleelor. Durata medie de viață a particulelor elementare instabile este particule extrem de scurte sau relativ stabile, a căror durată de viață10 ¯ ⁶ - 10 ¯ ¹⁴ s, aexistă particule care trăiesc în orice10 ¯ ²² - 10 ¯ ²³ cu.

Neutronul din afara nucleului este, de asemenea, instabil: durata sa medie de viață este de 16 minute, dar în comparație cu durata de viață a particulelor de scurtă durată, aceasta este o perioadă foarte lungă de timp.

Este clar că, dacă Universul a apărut odată, atunci în timpul existenței sale până în prezent, toate particulele elementare instabile s-ar descompune, se vor transforma în stabile sau ar dispărea, renunțând la energia lor pentru mișcarea termică a particulelor stabile de materie. De unde provin particulele de scurtă durată? Au fost descoperite și obținute atât în reacții nucleare, cât și în diferite reacții cu particule elementare stabile. O reacție apare atunci când o particulă elementară se ciocnește cu alta sau se dezintegrează spontan. Ca urmare a reacției, se formează noi particule, are loc transformarea reciprocă a particulelor.

Ca exemplu de reacție de descompunere, prezentăm următoarea reacție:

n → p + e¯+ ṽ ,

unde neutronul se descompune într-un proton, un electron și un antineutrino.

Antineutrinii și neutrinii sunt particule cu o masă de repaus foarte mică, de mii de ori mai mică decât cea mai ușoară particulă - un electron. Ele sunt neutre din punct de vedere electric. Neutrinul este o particulă stabilă. Mult timp, după o predicție teoretică, acțiunile neutrinilor nu au putut fi înregistrate experimental. În cele din urmă, în 1956, reacția a fost efectuată

p + ṽ → n + e˖

în care s-au format un neutron și un electron încărcat pozitiv - un pozitron.

Pozitronul se găsește în experiment, întâlnindu-se cu electronul - „dispare” împreună cu electronul:

e˖ + e¯ → 2y

Reacția se numeșteanihilareo pereche pozitivă din punct de vedere electronic; ca rezultat, se formează doi fotoni, care sunt înregistrați de contoare speciale.

Convertibilitate reciprocăelementarparticule în interacțiuni - a doua lor caracteristică.

A treia caracteristică inerentă tuturor particulelor elementare esteprezența unui gemeni pentru fiecare particulă - o antiparticulă.Dacă particula este încărcată electric, atunci antiparticulele poartă sarcina opusă. Dar există și antiparticule pentru particulele neîncărcate. Când se întâlnesc, interacțiunea unei particule și a unei antiparticule duce la anihilarea lor, adică la dispariție, la transformare în fotoni sau alte particule. În prezent, s-au găsit antiparticule pentru aproape toate particulele cunoscute, inclusiv un antiproton, un antineutron. Chiar și un atom format din antiparticule a fost obținut - antiheliu, astfel încât, în principiu, putem vorbi despre posibilitatea existenței antimateriei. Combinarea materiei cu antimateria ar trebui să ducă la tranziția materiei în câmp, la anihilarea materiei în cadrul legilor de conservare a energiei, a impulsului și a sarcinii electrice; în acest caz, energia este eliberată, echivalentă cu masa de repausmc². Dar, în prezent, se știe că Universul constă doar din materie și nu există nici o antimaterie în ea, așa cum nu există sau foarte puține antiparticule stabile.

Apoi, ar trebui să daiclasificarea particulelor elementarecu împărțirea tuturor particulelor după masă în clase: leptoni, mezoni, barioni. Atunci când analizăm și analizăm tabelul particulelor elementare, atragem atenția asupra caracteristicilor lor: mase, încărcături, durata de viață. Vă informăm că tabelul conține particulele principale - stabile și relativ stabile. Multe particule instabile - mezoni și barioni, numiterezonanțe, - nu este plasat în masă.

Discutarea dimensiunilor particulelor. Conform datelor moderne, fotonii și leptonii nu prezintă extensie și structură internă în experimente. În acest sens, ele pot fi clasificate ca particule cu adevărat elementare (primare). Mezonii și barionii sunt de aproximativ 10¯ ¹⁵ m. Experimentele privind împrăștierea electronilor de energie foarte mare de către aceștia, similare cu cele ale lui Rutherford, duc la concluzia că există o structură internă a mezonilor și barionilor. Putem spune că nu sunt elementare, ci constau din particule subelementare, numitequarks.

Când studiem particulele elementare, nu atingem al doilea câmp macroscopic care există în natură - cel gravitațional. S-a stabilit teoretic că la microlivel constă din cvante de câmp, numitegravitonii... Aceasta, la fel ca fotonii, particule fără masă și sarcină de repaus. Cu toate acestea, gravitonul nu a fost detectat experimental.

3. Rezumând. Reflecţie

Teme pentru acasă

Lumea particulelor elementare

Lecția în clasa a 11-a

Scopul lecției:

Educational:

Să familiarizeze elevii cu structura particulelor elementare, cu particularitățile forțelor și interacțiunilor din interiorul nucleului; învățați să generalizați și să analizați cunoștințele acumulate, să vă exprimați corect gândurile; promovează dezvoltarea gândirii, capacitatea de a structura informațiile; să cultive o relație emoțional-valorică cu lumea

În curs de dezvoltare:

Continuă dezvoltarea gândirii, capacitatea de a analiza, compara, trage concluzii logice.

Dezvoltați curiozitatea, capacitatea de a aplica cunoștințe și experiență în diverse situații.

Educational:

Dezvoltarea abilităților de lucru în echipă intelectuală; educarea bazelor conștiinței de sine morale (gândire: responsabilitatea unui om de știință, descoperitor pentru roadele descoperirilor sale);

Treziți interesul elevilor pentru literatura de științe populare, în studiul condițiilor prealabile pentru descoperirea unor fenomene specifice.

Scopul lecției:

Creați condiții pentru dezvoltarea competențelor intelectuale și comunicative în care elevul va fi capabil să:

Numiți principalele tipuri de particule elementare;

Înțelegeți ambiguitatea modelului standard modern al lumii;

Formulați-vă ideile despre istoria dezvoltării particulelor elementare;

Analizați rolul dezvoltării fizicii elementare;

Clasificați particulele elementare după compoziția lor;

Gândiți-vă la nevoia de a avea propria poziție, tolerați un punct de vedere diferit;

Afișați comunicarea fără conflicte atunci când lucrați într-un grup.

Tipul lecției:învățarea de materiale noi.

Forma lecției: lecție combinată.

Metode de lecție: verbal, vizual, practic.

Echipament: prezentare pe computer, proiector multimedia, carnet de lucru al elevului, computer personal.

Pașii lecției	Timp, min.	Metode și tehnici
1. Introducere organizațională. Afirmarea problemei educaționale.		Înregistrarea subiectului lecției. Povestea profesorului.
2. Actualizarea cunoștințelor (prezentarea elevilor)		Povestea elevului despre cunoștințele existente, condițiile prealabile pentru învățarea unor lucruri noi.
3. Învățarea materialului nou (prezentarea profesorului)		Povestea profesorului folosind diapozitive. Observare. Conversaţie. Povestirea elevilor folosind diapozitive.
4. Dezvoltarea materialului studiat. Ancorare.		Consolidarea prin note de referință și lucrează cu manualul. Răspunsuri la întrebări de securitate.
5. Rezumând. Teme pentru acasă		Alocarea profesorului principal, elevilor.

În timpul orelor

Momentul organizatoric al lecției(salut, verificarea disponibilității elevilor pentru lecție)

Astăzi, în lecție, vom lua în considerare diferite puncte de vedere asupra structurii lumii, din care particule constă tot ceea ce ne înconjoară. Lecția va fi ca o prelegere și, în cea mai mare parte, vi se solicită atenție.

La începutul lecției, vreau să vă aduc în atenție istoria apariției doctrinei particulelor.

2. Actualizarea cunoștințelor. (Prezentare de V. Aleksakhina „Istoria dezvoltării cunoștințelor despre particule”)

Slide 2. Atomismul antic- acesta este conceptul structurii lumii de către oamenii de știință din antichitate. Conform ideilor lui Democrit, atomii erau veșnici, neschimbați, indivizibili, particule diferite prin formă și dimensiune, care, conectându-se și separându-se, formau diferite corpuri.

Slide 3. Datorită descoperirii de către oamenii de știință Dirac, Galileo și Newton a principiului relativității, legile dinamicii, legile conservării, legea gravitației universale, în secolul al XVII-lea, atomismul anticilor a suferit schimbări semnificative și a devenit ferm stabilit în știință tablou mecanic al lumii, care s-a bazat pe interacțiunea gravitațională - toate corpurile și particulele sunt supuse acesteia, indiferent de sarcină.

Diapozitivul 4. Cunoașterea acumulată în studiul fenomenelor electrice, magnetice și optice a dus la necesitatea de a completa și dezvolta imaginea lumii. Astfel, în secolul al XIX-lea și până la începutul secolului al XX-lea, a început să domine tablou electrodinamic al lumii... A luat deja în considerare două tipuri de interacțiune - gravitațională și electromagnetică. Dar nu au reușit să explice doar radiația termică, stabilitatea atomului, radioactivitatea, efectul fotoelectric, spectrul de linie.

Diapozitivul 5. La începutul secolului al XX-lea, a apărut ideea cuantificării energiei, care a fost susținută de Planck, Einstein, Bohr, Stoletov, precum și dualismul undă-particule al lui Louis de Broglie. Aceste descoperiri au marcat apariția tabloul cuantic al lumii, în care s-a adăugat și o interacțiune puternică. A început dezvoltarea activă a fizicii particulelor elementare.

3. Învățarea de materiale noi

Până în anii treizeci ai secolului XX, structura lumii a fost prezentată oamenilor de știință în forma cea mai simplă. Ei credeau că „setul complet” de particule care alcătuiesc toată materia este un proton, neutron și electron. Prin urmare, au fost numite elementare. Aceste particule includ, de asemenea, un foton - un purtător de interacțiuni electromagnetice.

Diapozitivul 6.Modelul standard modern al lumii:

Materia este formată din quarks, leptoni și particule - purtători de interacțiune.

Pentru toate particulele elementare, există probabilitatea de a detecta antiparticule.

Dualismul val-corpuscul. Principiile incertitudinii și cuantificării.

Interacțiunile puternice, electromagnetice și slabe sunt descrise de teoriile marii unificări. Ceea ce rămâne este gravitația neunită.

Diapozitivul 7. Nucleul unui atom este format din hadroni, care sunt alcătuite din quarcuri. Hadronii sunt particule implicate în interacțiuni puternice.

Clasificarea hadronilor: mezonii constau dintr-un quark și un antiquark Barionii constau din trei quark - nucleoni (protoni și neutroni) și

hiperoni.

Diapozitivul 8. Cuarcurile sunt particulele fundamentale care alcătuiesc hadronii. În prezent, există 6 tipuri diferite (mai des se spune - arome) de quarks sunt cunoscute. Cuarcurile dețin interacțiuni puternice, participă la puternice, slabe și electromagnetice. Aceștia schimbă gluoni, particule cu masă zero și sarcină zero. Există antiquarks pentru toți quark-urile . Nu pot fi observate liber. Au o sarcină electrică fracționată: + 2 / 3e - numiți quark U (sus) și -1 / 3e - quark d (jos).

Compoziția de quark a unui electron - uud, compoziția de quark a unui proton - udd

Diapozitivul 9. Particulele care nu fac parte din nucleu sunt leptoni. Leptonii sunt particule fundamentale care nu participă la interacțiuni puternice. Astăzi există 6 leptoni cunoscuți și 6 dintre antiparticulele lor.

Toate particulele au antiparticule. Leptoni și antiparticulele lor: un electron și un pozitron cu ei, un electron neutrino și un antineutrino. Muon și anti-muon cu muon neutrino și antineutrino. Taon și antitaon - neutron și antineutrin de taon.

Diapozitivul 10. Toate interacțiunile din natură sunt manifestări de patru tipuri interacțiuni fundamentaleîntre particule fundamentale - leptoni și quarks.

Interacțiune puternică cuarcii sunt afectați, iar gluonii sunt purtătorii săi. Îi leagă împreună pentru a forma protoni, neutroni și alte particule. Afectează indirect legarea protonilor în nucleele atomice.

Interacțiunea electromagnetică particulele încărcate sunt afectate. În acest caz, sub influența forțelor electromagnetice, particulele în sine nu se schimbă, ci dobândesc numai proprietatea de respingere în cazul unor sarcini similare.

Interacțiune slabă sunt afectate cuarcurile și leptonii. Cel mai faimos efect de interacțiune slabă este transformarea unui quark descendent într-un quark ascendent, care la rândul său face ca neutronul să se descompună într-un proton, un electron și un antineutrino.

Unul dintre cele mai esențiale tipuri de interacțiune slabă este Interacțiunea Higgs... Conform ipotezelor, câmpul Higgs (fundal gri) umple întregul spațiu lichid, limitând gama de interacțiuni slabe. De asemenea, bosonul Higgs interacționează cu quarcii și leptonii, asigurând existența masei lor.

Interacțiunea gravitațională. Este cel mai slab cunoscut. Implică toate, fără excepție, particule și purtători de toate tipurile de interacțiune. Se realizează datorită schimbului de gravitoni - singurele particule care nu au fost încă descoperite experimental. Interacțiunea gravitațională este întotdeauna atracție.

Diapozitivul 11. Mulți fizicieni speră că, la fel cum a fost posibilă combinarea interacțiunilor electromagnetice și slabe în electrolabă, în timp, va fi posibilă construirea unei teorii care să reunească toate tipurile cunoscute de interacțiuni, al căror nume este „Marea Unificare”.

4 . Consolidarea cunoștințelor.

Ancorarea primară(Prezentare de J. Gordienko "Large Hadron Collider". Oamenii de știință moderni încearcă să îmbunătățească procesul de studiere a particulelor pentru a realiza noi descoperiri pentru progresul științific și tehnologic. Pentru aceasta, se construiesc centre de cercetare și acceleratori grandioși. structuri grandioase este Large Hadron Collider.

Consolidare finală(lucru în grup: răspunsuri la întrebări din manual)

Sunteți împărțiți în două grupe: rândul 1 și rândul 2. Aveți o sarcină pe foi: trebuie să răspundeți la întrebări și veți găsi răspunsurile în manual la paragraful 28 (pp. 196 - 198).

Sarcinile primului grup:

Câte particule fundamentale există? (48)

Compoziția de quark a electronului? (uud)

Enumerați cele mai puternice două interacțiuni (puternice și electromagnetice)

Numărul total de gluoni? (opt)

Sarcinile celui de-al doilea grup:

Câte particule se află în centrul universului? (61)

Compoziția de quark a protonului? (udd)

Enumerați cele mai slabe două interacțiuni (slabă și gravitațională)

Ce particule efectuează interacțiunea electromagnetică? (foton)

Voiceover de către liderii de grup de răspunsuri la întrebări și schimb de cărți.

Rezumatul lecției.

Ați făcut cunoștință cu unele aspecte ale dezvoltării fizicii moderne și acum aveți idei elementare despre direcția în care se dezvoltă știința noastră și de ce avem nevoie de ea.

6. Temele. Clauza 28.

Sarcinile primului grup:

1. Câte particule fundamentale există în total? ______________

2. Compoziția de quark a electronului? ____________

3. Enumerați cele mai puternice două interacțiuni ______

4. Numărul total de gluoni? _______

___________________________________________________________________

Sarcinile celui de-al doilea grup:

1. Câte particule se află în centrul universului? ________

2. Compoziția de quark a protonului? ___________

___________________________________________________________________

Sarcinile primului grup:

1. Câte particule fundamentale există în total? __________

2. Compoziția de quark a electronului? __________

3. Enumerați cele mai puternice două interacțiuni ________________________________________________________________________

4. Numărul total de gluoni? _________

___________________________________________________________________

Sarcinile celui de-al doilea grup:

1. Câte particule se află în centrul universului? ____________

2. Compoziția de quark a protonului? _____________

3. Enumerați cele mai slabe două interacțiuni ______________________

4. Ce particule efectuează interacțiunea electromagnetică? ______

___________________________________________________________________

Sarcinile primului grup:

1. Câte particule fundamentale există în total? _____________

2. Compoziția de quark a electronului? ______________

3. Enumerați cele mai puternice două interacțiuni ________________________________________________________________________

4. Numărul total de gluoni? _____

___________________________________________________________________

Sarcinile celui de-al doilea grup:

1. Câte particule se află în centrul universului? ______

2. Compoziția de quark a protonului? _________

3. Enumerați cele mai slabe două interacțiuni _______________________

4. Ce particule efectuează interacțiunea electromagnetică? _______

Instituție de învățământ bugetar municipal -

liceul numărul 7 din Belgorod

Lecție deschisă de fizică

Clasa a 11a

„Particule elementare”

Pregătit și condus:

Profesor de fizică

Polshchikova A.N.

Belgorod 2015

Subiect: particule elementare.

Tipul lecției: o lecție în studiul și consolidarea primară a noilor cunoștințe

Metoda de predare: lectura

Forma de activitate a elevilor: frontal, colectiv, individual

Scopul lecției: extindeți înțelegerea studenților asupra structurii materiei; ia în considerare etapele principale în dezvoltarea fizicii elementare a particulelor; pentru a da o idee despre particulele elementare și proprietățile lor.

Obiectivele lecției:

Educational : să familiarizeze elevii cu conceptul - o particulă elementară, cu tipologia particulelor elementare, precum și cu metode pentru studierea proprietăților particulelor elementare;

în curs de dezvoltare: dezvolta interesul cognitiv al elevilor, asigurând implicarea lor fezabilă în activitatea cognitivă activă;

Educational: educarea calităților umane universale - conștientizarea percepției realizărilor științifice din lume; dezvoltarea curiozității, rezistenței.

Echipament pentru lecție:

Materiale didactice: material manual, fișe de test și tabele

Ajutoare vizuale: prezentare

În timpul orelor

(Prezentare)

1. Organizarea începutului lecției.

Activitatea profesorului: saluturi reciproce ale profesorului și elevilor, fixarea elevilor, verificarea disponibilității elevilor pentru lecție. Organizarea atenției și includerea elevilor în ritmul de lucru al activității.

Activitatea anticipată a elevilor: organizarea atenției și includerea în ritmul de lucru al activității.

2. Pregătirea pentru etapa principală a lecției.

Activitatea profesorului: astăzi vom începe studierea unei noi secțiuni din „Fizica cuantică” - „Particulele elementare”. În acest capitol, vom vorbi despre particulele primare, ulterior indecompozibile, din care este construită toată materia, despre particulele elementare.

Fizicienii au descoperit existența particulelor elementare în studiul proceselor nucleare, prin urmare, până la mijlocul secolului al XX-lea, fizica particulelor elementare a fost o ramură a fizicii nucleare. În prezent, fizica elementară a particulelor și fizica nucleară sunt ramuri apropiate, dar independente, ale fizicii, unite de caracterul comun al multor probleme analizate și metodele de cercetare utilizate.

Sarcina principală a fizicii particulelor elementare este studiul naturii, proprietăților și transformărilor reciproce ale particulelor elementare.

Va fi, de asemenea, sarcina noastră principală în studiul fizicii particulelor elementare.

3. Asimilarea de noi cunoștințe și metode de acțiune.

Activitatea profesorului: Tema lecției: „Etapele dezvoltării fizicii elementare a particulelor”. În lecție, vom lua în considerare următoarele întrebări:

Istoria dezvoltării ideilor că lumea este formată din particule elementare

Ce sunt particulele elementare?

Cum se poate obține o particulă elementară separată și este posibil?

Tipologia particulelor.

Ideea că lumea este formată din particule fundamentale are o istorie lungă. Astăzi, există trei etape în dezvoltarea fizicii elementare a particulelor.

Să deschidem tutorialul. Să ne cunoaștem numele etapelor și intervalul de timp.

Etapa 1. De la electron la pozitron: 1897 - 1932

Etapa 2. De la pozitron la quark: 1932 - 1964

Etapa 3. De la ipoteza quarkurilor (1964) până în prezent.

Activitatea profesorului:

Etapa 1.

Elementar, adică cel mai simplu, indivizibil în continuare, așa și-a imaginat celebrul om de știință grec Democritus atomul. Permiteți-mi să vă reamintesc că cuvântul „atom” din traducere înseamnă „indivizibil”. Pentru prima dată, ideea existenței celor mai mici particule invizibile care alcătuiesc toate obiectele din jur a fost exprimată de Democrit cu 400 de ani înainte de era noastră. Știința a început să folosească conceptul de atomi abia la începutul secolului al XIX-lea, când pe această bază a fost posibil să se explice o serie de fenomene chimice. Și la sfârșitul acestui secol a fost descoperită structura complexă a atomului. În 1911, a fost descoperit nucleul atomic (E. Rutherford) și s-a dovedit în cele din urmă că atomii au o structură complexă.

Să ne amintim de băieți: ce particule sunt incluse în atom și le caracterizează pe scurt?

Activitatea estimată a elevilor:

Activitatea profesorului: băieți, poate cineva își amintește de la voi: de către cine și în ce ani au fost descoperiți electronul, protonul și neutronul?

Activitatea estimată a elevilor:

Electron.În 1898 J. Thomson a dovedit realitatea existenței electronilor. În 1909, R. Millikan a măsurat prima dată sarcina unui electron.

Proton... În 1919, E. Rutherford, în timp ce bombarda azotul cu particule, a descoperit o particulă, a cărei sarcină este egală cu sarcina electronului, iar masa este de 1836 ori mai mare decât masa electronului. Particula a fost denumită proton.

Neutron. Rutherford a sugerat, de asemenea, existența unei particule fără sarcină, a cărei masă este egală cu masa protonului.

În 1932, D. Chadwick a descoperit particula pe care Rutherford a sugerat-o și a numit-o neutron.

Activitatea profesorului: după descoperirea protonului și a neutronului, a devenit clar că nucleele atomilor, precum atomii înșiși, au o structură complexă. A apărut teoria proton-neutron a structurii nucleelor (D. D. Ivanenko și V. Heisenberg).

În anii 30 ai secolului al XIX-lea, în teoria electrolizei, dezvoltată de M. Faraday, a apărut conceptul de -ion și s-a efectuat măsurarea sarcinii elementare. Sfârșitul secolului al XIX-lea - pe lângă descoperirea electronului, a fost marcat de descoperirea fenomenului de radioactivitate (A. Becquerel, 1896). În 1905, fizica a dezvoltat conceptul de cuante ale câmpului electromagnetic - fotoni (A. Einstein).

Să ne amintim: ce se numește foton?

Activitatea estimată a elevilor: Foton (sau cuantumul radiației electromagnetice) - o particulă de lumină elementară, neutră din punct de vedere electric, lipsită de masă de repaus, dar care posedă energie și impuls.

Activitatea profesorului: particulele deschise au fost considerate entități inițiale indivizibile și neschimbabile, principalele elemente de bază ale universului. Cu toate acestea, această opinie nu a durat mult.

Etapa 2.

În anii 30, au fost descoperite și investigate transformări reciproce de protoni și neutroni și a devenit clar că aceste particule nu sunt, de asemenea, „elemente de bază” invariabile ale naturii.

În prezent, sunt cunoscute aproximativ 400 de particule subnucleare (particule din care sunt compuși atomi, care sunt de obicei numite elementare). Majoritatea covârșitoare a acestor particule sunt instabile (particulele elementare se transformă una în cealaltă).

Singurele excepții sunt fotonul, electronul, protonul și neutrino.

Fotonul, electronul, protonul și neutrinul sunt particule stabile (particule care pot exista într-o stare liberă pentru o perioadă nelimitată), dar fiecare dintre ele, atunci când interacționează cu alte particule, se poate transforma în alte particule.

Toate celelalte particule la intervale regulate suferă transformări spontane în alte particule și acesta este principalul fapt al existenței lor.

Am menționat încă o particulă - neutrino. Care sunt principalele caracteristici ale acestei particule? De cine și când a fost deschis?

Activitatea studenților prezisă: Neutrino este o particulă lipsită de sarcină electrică și masa de repaus este egală cu 0. Existența acestei particule a fost prezisă în 1931 de V. Pauli, iar în 1955, particula a fost înregistrată experimental. Se manifestă ca urmare a degradării neutronilor:

Activitatea profesorului: particulele elementare instabile sunt foarte diferite între ele în ceea ce privește durata de viață.

Particula cu cea mai lungă viață este neutronul. Durata de viață a neutronilor este de aproximativ 15 minute.

Alte particule „trăiesc” pentru un timp mult mai scurt.

Există câteva zeci de particule cu o durată de viață mai mare de 10 -17 cu. La scara micromondei, acesta este un moment semnificativ. Astfel de particule sunt numiterelativ stabil .

Majoritate de scurtă durată particulele elementare au o durată de viață de ordinul 10-22 -10 -23 p.

Capacitatea de a se transforma reciproc este cea mai importantă proprietate a tuturor particulelor elementare.

Particulele elementare sunt capabile să se nască și să fie distruse (emise și absorbite). Acest lucru se aplică și particulelor stabile, cu singura diferență că transformările particulelor stabile nu au loc spontan, ci atunci când interacționează cu alte particule.

Un exemplu esteanihilare (adică dispariție ) electron și pozitron, însoțite de producerea de fotoni de mare energie.

Un pozitron este (antiparticula unui electron) o particulă încărcată pozitiv care are aceeași masă și aceeași sarcină (modulo) ca un electron. Despre caracteristicile sale vom vorbi mai detaliat în lecția următoare. Să spunem doar că existența pozitronului a fost prezisă de P. Dirac în 1928 și descoperită în 1932 în raze cosmice de K. Anderson.

În 1937, particule cu o masă de 207 mase de electroni au fost descoperite în raze cosmice, numitemuoni ( -mezoni ). Durata medie de viață-mezonul este de 2,2 * 10-6 p.

Apoi, în anii 1947-1950 au fost deschisebujori (adică -masoni). Durata medie de viață a neutrului-meza - 0,87 10 -16 s.

În anii următori, numărul de particule nou descoperite a început să crească rapid. Acest lucru a fost facilitat de studiile razelor cosmice, dezvoltarea tehnologiei acceleratorilor și studiul reacțiilor nucleare.

Sunt necesare acceleratoare moderne pentru a implementa procesul de creare a particulelor noi și pentru a studia proprietățile particulelor elementare. Particulele inițiale sunt accelerate în accelerator la energii mari „pe un traseu de coliziune” și se ciocnesc între ele într-un anumit loc. Dacă energia particulelor este mare, atunci în procesul de coliziune se nasc multe particule noi, de obicei instabile. Aceste particule, împrăștiate de la punctul de coliziune, se descompun în particule mai stabile, care sunt înregistrate de detectoare. Pentru fiecare astfel de act de coliziune (fizicienii spun: pentru fiecare eveniment) - și sunt înregistrați în mii pe secundă! Ca rezultat, experimentatorii determină variabilele cinematice: valorile impulsurilor și energiilor particulelor „prinse”, precum și traiectoriile lor (vezi figura din manual). După ce au colectat multe evenimente de același tip și au studiat distribuțiile acestor mărimi cinematice, fizicienii reconstruiesc modul în care a decurs interacțiunea și ce tip de particule pot fi atribuite particulelor rezultate.

Etapa 3.

Particulele elementare sunt grupate în trei grupe: fotoni , leptoni și hadroni (Anexa 2).

Băieți, spuneți-mi particulele aparținând grupului de fotoni.

Activitatea estimată a elevilor: La grup fotoni există o singură particulă - un foton

Activitatea profesorului: următorul grup este format din particule de luminăleptoni .

: acest grup include două tipuri de neutrini (electron și muon), electron și β-meson

Activitatea profesorului: leptonii includ, de asemenea, un număr de particule care nu sunt enumerate în tabel.

Al treilea grup mare este format din particule grele numite hadroni... Acest grup este împărțit în două subgrupuri. Particulele mai ușoare alcătuiesc un subgrup mezonii .

Activitatea anticipată a elevilor: cei mai ușori dintre ei sunt încărcați pozitiv și negativ, precum și neutri -măsonii. Bujorii sunt cântecele câmpului nuclear.

Activitatea profesorului: al doilea subgrup -barioni - include particule mai grele. Este cea mai extinsă.

Activitatea estimată a elevilor: cele mai ușoare dintre barioni sunt nucleonii - protoni și neutroni.

Activitatea profesorului: sunt urmate de așa-numiții hiperoni. Închiderea mesei este omega-minus-hiperon, descoperit în 1964.

Abundența de hadroni descoperiți și nou descoperi i-a condus pe oamenii de știință la ideea că toți sunt construiți din alte particule mai fundamentale.

În 1964, fizicianul american M. Gell-Mann a prezentat o ipoteză, confirmată de studii ulterioare, că toate particulele grele fundamentale - hadroni - sunt construite din particule mai fundamentale numitequarks.

Din punct de vedere structural, particulele elementare care alcătuiesc nucleii atomici (nucleoni) și, în general, toate particulele grele - hadroni (barioni și mezoni) - constau din particule chiar mai simple, care sunt de obicei numite fundamentale. În acest rol, elementele primare cu adevărat fundamentale ale materiei sunt quarcurile, a căror sarcină electrică este +2/3 sau -1/3 din sarcina pozitivă unitară a protonului.

Cele mai frecvente și mai ușoare quarcuri sunt numite cuarci sus și jos și denotă, respectiv, u (din engleză sus) și d (jos). Uneori sunt numiți și quarks de protoni și neutroni datorită faptului că protonul constă dintr-o combinație de uud, iar neutronul este udd. Quarkul up are o taxă de +2/3; jos - încărcare negativă -1/3. Deoarece un proton este format din doi în sus și unul în jos, iar un neutron constă dintr-un quarc în sus și doi în jos, puteți verifica în mod independent că sarcina totală a unui proton și a unui neutron se dovedește a fi strict egală cu 1 și 0.

Celelalte două perechi de quarks fac parte din particulele mai exotice. Cuarcurile din a doua pereche sunt numite fermecate - c (din fermecate) și ciudate - din stranii.

Cea de-a treia pereche este alcătuită din quarcurile adevărate - t (din adevăr, sau în tradiția engleză de sus) și frumoase - b (din frumusețe, sau în tradiția engleză de jos).

Aproape toate particulele care constau din diverse combinații de quarks au fost deja descoperite experimental.

Odată cu adoptarea ipotezei quarkului, a fost posibil să se creeze un sistem armonios de particule elementare. Numeroase căutări de quarks în stare liberă, efectuate la acceleratoare de mare energie și în raze cosmice, nu au avut succes. Oamenii de știință cred că unul dintre motivele nerespectării quarcilor liberi este, probabil, masele lor foarte mari. Acest lucru previne producerea de quarks la energiile care sunt realizate cu acceleratorii moderni.

Cu toate acestea, în decembrie 2006, un mesaj ciudat despre descoperirea „quark-urilor gratuite” a trecut prin fluxurile agențiilor de știri științifice și ale mass-media.

4. Verificarea inițială a înțelegerii.

Activitatea profesorului: deci băieți, am acoperit cu voi:

principalele etape în dezvoltarea fizicii elementare a particulelor

am aflat ce particulă se numește elementară

s-a familiarizat cu tipologia particulelor.

În lecția următoare vom analiza:

clasificarea mai detaliată a particulelor elementare

tipuri de interacțiuni ale particulelor elementare

antiparticule.

Acum vă sugerez să faceți un test pentru a reînvia în memorie principalele puncte ale materialului pe care l-am studiat. (Anexa 3).

5. Rezumând rezultatele lecției.

Activitatea profesorului: notarea celor mai activi elevi.

6. Temele

Activitatea profesorului:

1.§ 114 - 115

2. sinopsis.