ПУ_Элементарные_частицы

Раздел долгосрочного плана:

Раздел (9.4 В): Атомное ядро

Школа:

Дата:

ФИО учителя:

Класс: 9 класс

Количество присутствующих:

отсутствующих:

Тема урока

Элементарные частицы

Цели обучения, которые достигаются на данном  уроке (ссылка на учебную программу)

9.6.3.1 - классифицировать элементарные частицы

Цели урока

сформировать представление об элементарных частицах, их основных свойствах и классификациях

Критерии оценивания

- называет основные виды элементарных частиц;

- классифицирует элементарные частицы в зависимости от различных характеристик.

Языковые цели

Лексика и терминология:

Привитие ценностей

продолжить развитие мышления, умения анализировать, сравнивать, делать логические выводы

Межпредметные связи

Химия

Навыки использования ИКТ

Работа с презентацией

Предварительные знания

Строение атома, виды фундаментальных сил

Ход урока

Запланированные этапы урока

Запланированная деятельность на уроке

Ресурсы

Начало

0-5 мин

Организационный момент.

Актуализация знаний. 

1) Из чего состоит окружающий мир?

2) Из чего состоят тела?

3) Что является мельчайшей частицей вещества?

4) Из чего состоят молекулы?

5) Атом в переводе с греческого означает «неделимый». Так ли это на самом деле?

6) Что мы знаем о строении атома?

7) Какие элементарные частицы вам известны? Можно ли назвать их элементарными с точки зрения современной физики?

(фотон, протон, электрон, нейтрон, нейтрино)

Презентация

5-25 мин

Общими характеристиками всех элементарных частиц является масса, время жизни, электрический заряд и спин.

Первоначально классификация элементарных частиц осуществлялась по их массе, что и получило отражение в названиях типов частиц (лептоны — легкие, мезоны — средние, барионы — тяжелые).

В зависимости от времени жизни элементарные частицы делятся на стабильные, квазистабильные и нестабильные (резонансы).

Стабильными в пределах точности современных измерений являются электрон, протон, фотон и нейтрино.

К квазистабильным относятся частицы, распадающиеся за счет электромагнитного и слабого взаимодействий. Их время жизни τ > 10⁻²⁰ c.

Резонансами (нестабильными частицами) называются элементарные частицы, распадающиеся за счет сильного взаимодействия. Их время жизни 10⁻²²—10⁻²⁴ c.

В основу современной классификации элементарных частиц положены типы фундаментальных взаимодействий, в которых они участвуют (гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное).

Сильное взаимодействие свойственно адронам.

Адроны делятся на два класса:

с целым спином — мезоны (бозоны);

с полуцелым спином — фермионы (барионы).

Каждый электрон характеризуется собственным механическим моментом движения, который называется спином (от англ. spin — вращать).

Среди элементарных частиц выделяют фундаментальные и составные.

К фундаментальным элементарным частицам относятся лептоны и кварки, а к составным — барионы и мезоны. Кварки обнаружены внутри протонов и нейтронов, но не существуют в свободном состоянии. Они имеют заряд +2/3e или – 1/3e и являются составными частями адронов. Барионы состоят из трех различных кварков, мезоны — из кварка и антикварка. Кварки в адронах взаимодействуют посредством глюонов. Объяснение кварковой структуры составных частиц возможно только при наличии у кварка цветового заряда.

В современной теории сильного взаимодействия — квантовой хромодинамике — частицы, переносящие сильное взаимодействие, получили название глюоны (от англ. glue — клей)

Кварки и глюоны обладают особым квантовым числом — цветом (цветовым зарядом). Есть шесть типов («ароматов») кварков — u, d, s, c, b, t, каждый из которых существует в трех «цветовых» видах — «зеленом», «синем», «красном». Глюоны имеют 8 цветов. Обмен глюонами между кварками меняет цвет кварка. Составные частицы не несут цветового заряда, т. е. являются бесцветными.

К неучаствующим в сильном взаимодействии лептонам относятся электрон е−, электронное нейтрино ν_е, мюон μ−, мюонное нейтрино ν_μ, таон τ−, таонное нейтрино ν_τ и их античастицы.

В соответствии с действующими в микромире законами сохранения (энергии, импульса, электрического, барионного, лептонного зарядов) возникновение античастиц происходит только в парах с частицами. Поэтому все заряженные частицы существуют парами. Это так называемый принцип зарядового сопряжения. Оказалось, что у всех частиц имеются античастицы.

Слабое взаимодействие характерно для всех элементарных частиц. Переносчиками слабого взаимодействия между лептонами и кварками являются тяжелые бозоны W^±, Z⁰.

При столкновении медленно движущихся электрона и позитрона они аннигилируют и возникают обычно два фотона .

Презентация

25-35 мин

Используя изученный материал и таблицу данных кварка (с зарядом, барионным числом и странностью для каждого из кварков и ее антиматериальную форму) учащиеся в парах выполняют задание на карточках:

1 вариант.

1. Сколько всего фундаментальных частиц? ______________________________________________

2. Кварковый состав электрона? ______________________________________________

3. Перечислите два самых сильных взаимодействия ______________________________________________

4. Полное число глюонов?

______________________________________________

2 вариант.

1. Сколько частиц лежит в основе мироздания? ______________________________________________

2. Кварковый состав протона? ______________________________________________

3. Перечислите два самых слабых взаимодействия ______________________________________________

4. Какие частицы осуществляют электромагнитное взаимодействие?

______________________________________________

Карточки

35-39 мин

Фронтальный опрос по изученой теме:

1. Какая частица называется элементарной?

2. Какие частицы участвуют в сильном взаимодействии?

3. Как называется современная теория сильного взаимодействия?

4. Как называются частицы, посредством которых передается сильное взаимодействие?

5. В каком взаимодействии участвуют лептоны?

6. Какая античастица была открыта первой?

7. Перечислите все стабильные элементарные частицы.

8. Все ли элементарные частицы имеют античастицу?

9. Чем отличается античастица от частицы?

10. Сколько типов кварков известно в настоящее время?

11. Какие элементарные частицы считаются фундаментальными?

39-40 мин

Рефлексия.

У учащихся на столах лежат конверты с фишками, а на доске – модель Вселенной, пока еще не наполненная частицами. Если ученикам понравился урок, и они узнали что-то новое – то нужно прикрепить фишку красного цвета – протон, если не понравилось – зеленый электрон, если остались равнодушны к происходящему – синий нейтрон.

Дифференциация – каким образом Вы планируете оказать больше поддержки? Какие задачи Вы планируете поставить перед более способными учащимися?

Оценивание – как Вы планируете проверить уровень усвоения материала учащимися?

Здоровье и соблюдение техники безопасности

Все учащиеся:

смогут классифицировать элементарные частицы

Большинство учащихся:

смогут определять кварковый состав частиц

Посредством фронтальных вопросов.

Посредством заданий для парной работы

Соблюдение правил поведения в кабинете.                                  

Рефлексия по уроку

Были ли цели урока/цели обучения реалистичными?

Все ли учащиеся достигли ЦО?

Если нет, то почему?

Правильно ли проведена дифференциация на уроке?

Выдержаны ли были временные этапы урока?

Какие отступления были от плана урока и почему?

Используйте данный раздел для размышлений об уроке. Ответьте на самые важные вопросы о Вашем уроке из левой колонки. 

Общая оценка

Какие два аспекта урока прошли хорошо (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:

2:

Что могло бы способствовать улучшению урока (подумайте как о преподавании, так и об обучении)?

1:

2:

Что я выявил(а) за время урока о классе или достижениях/трудностях отдельных учеников, на что необходимо обратить внимание на последующих уроках?