Конспект урока по теме "Элементарные частицы" 11 класс

Физика 11 класс

Тема «Элементарные частицы»

Учебно-познавательные задачи:

- Знакомство с основными этапами развития физики элементарных частиц.

 - расширение представлений о строении вещества.

Ресурсы: - учебник «Физика 11», § 28+ задания данного конспекта

ИЛИ

- РЭШ (российская электронная школа) Физика. 11 класс. Урок 29.

- «ViDEOUROKi»: Электронная тетрадь (ЭТ) – урок 53

Страница 1. Поэтическая. Написанное в 1922 году русским поэтом-символистом В.Я. Брюсовым стихотворение «Мир электрона» отражает во многом  планетарную теорию строения атома, а также автор допускает возможность, что и электроны тоже сложные частицы, строение которых еще не изучено.

Мир электрона

Быть может, эти электроны
Миры, где пять материков,
Искусства, знанья, войны, троны
И память сорока веков!

Ещё, быть может, каждый атом -
Вселенная, где сто планет,
Там - всё, что здесь, в объеме сжатом,
Но также то, чего здесь нет.

Их меры малы, но все та же
Их бесконечность, как и здесь;
Там скорбь и страсть, как здесь, и даже
Там та же мировая спесь.

Их мудрецы, свой мир бескрайный
Поставив центром бытия,
Спешат проникнуть в искры тайны
И умствуют, как ныне я;

А в миг, когда из разрушенья
Творятся токи новых сил,
Кричат, в мечтах самовнушенья,
Что бог свой светоч загасил!

Страница 2. Историческая. Существование элементарных частиц физики обнаружили при изучении ядерных процессов, поэтому вплоть до середины XX века физика элементарных частиц была разделом ядерной физики. В настоящее время физика элементарных частиц и ядерная физика являются близкими, но самостоятельными разделами физики, объединенными общностью многих рассматриваемых проблем и применяемыми методами исследования. Главная задача физики элементарных частиц - это исследование природы, свойств и взаимных превращений элементарных частиц.

Выделяют три этапа в развитии физики элементарных частиц.

I этап – от электрона до позитрона (1897 – 1932гг.)

II этап – от позитрона до кварков (1932 – 1964 гг.)

III этап – от гипотезы о кварках до наших дней (1964 - … )

Страница 3. Физическая теория и эксперимент.

Задание 1. От электрона до позитрона.

А) Частицы, из которых состоят атомы различных веществ - электрон, протон и нейтрон, - назвали элементарными.

Что означало слово «элементарный» на первом этапе изучения строения вещества?

Б) Обобщение информации об открытия элементарных частиц, с использованием таблицы физических постоянных (Задачник)

В) В 1926 г. П. Дирак предсказал, а Г. Андерсон открыл, фотографируя следы космических частиц в камере Вильсона, ПОЗИТРОН – античастицу по отношению к электрону. Почему треки электрона и позитрона закручены в противоположные стороны на фотографии, сделанной в камере Вильсона, помещенной в магнитное поле?

Задание 2. От позитрона до кварков.

В 30-е годы были обнаружены и исследованы взаимные превращения протонов и нейтронов, и стало ясно, что эти частицы также не являются неизменными элементарными "кирпичиками" природы.

В настоящее время известно около 400 субъядерных частиц (частицы из которых состоят атомы, которые принято называть элементарными). Подавляющее большинство этих частиц являются нестабильными, (элементарные частицы превращаются друг в друга). Исключение составляют лишь фотон, электрон, протон и нейтрино.

Все остальные частицы через определенные промежутки времени испытывают самопроизвольные превращения в другие частицы и это главный факт существования элементарных частиц.

Превращения стабильных частиц происходят не самопроизвольно, а при взаимодействии с другими частицами.

А) По уравнению реакции опишите превращение частиц. Как называется эта реакция?

Б) Решить задачу.* Определить энергию, которая выделится при аннигиляции электрона и позитрона, если масса покоя электрона 9,1·10^-31 кг.

В) В 1955 году была открыта частица, о существовании которой высказал гипотезу В. Паули еще в 1931 году:

Какая частица появляется в результате распада нейтрона? Каковы её свойства?

Задание 3. От гипотезы о кварках до наших дней.

А) В 1964 г. американские физики М. Гелл-Манни Дж. Цвейг предположили, что нуклоны состоят из кварков - фундаментальных частиц, обладающих электрическим зарядом, кратным e/3, и не наблюдаемым в свободном состоянии.

Типы («ароматы»)кварков:

Б) Рукотворное антивещество.

В) Классификация частиц

Г) Фундаментальные частицы и фундаментальные взаимодействия

Прочитайте пункт 3 параграфа и заполните таблицу

Сформулируйте основные идеи развития теории фундаментальных взаимодействий:

Теория электрослабого взаимодействия: ________________________________.

Теория «великого объединения» _______________________________________,

В заключение урока выберите одно из приведенных высказываний, которое отражало бы ваше мнение о кратком знакомстве с миром элементарных частиц.

1. Действие даже самого крохотного существа приводит к изменениям во всей Вселенной. Н. Тесла, изобретатель в области электротехники и радиотехники. 

2. Наука не является и никогда не будет являться законченной книгой.

А. Эйнштейн,  физик-теоретик, один из основателей современной теоретической физики, лауреат Нобелевской премии по физике 1921 года

3.Ваша идея, конечно, безумна. Весь вопрос в том, достаточно ли она безумна, чтобы оказаться верной.

Н. Бор, датский физик и философ, лауреат Нобелевской премии по физике (1922).

4. Величайшим достижением человеческого гения является то, что человек может понять вещи, которые он уже не в силах вообразить.

Л. Ландау, советский физик-теоретик, основатель научной школы, академик АН СССР, лауреат Нобелевской премии по физике (1962).

Спасибо за работу!