Ang mga problema ng elementarya na mga particle ay nagbabalangkas ng balangkas. Metodolohikal na pag-unlad ng aralin "tatlong yugto sa pag-unlad ng elementarya na pisika ng particle"
ATOMIC AT NUCLEAR PHYSICS
ARALIN 11/60
Paksa. Mga particle ng elementarya
Layunin ng aralin: ibigay ang konsepto ng elementarya na mga particle at ang kanilang mga katangian.
Uri ng aralin: pinagsamang aralin.
LESSON PLAN
PAG-AARAL NG BAGONG MATERYAL
· Unang yugto. Mula sa elektron hanggang sa positron: 1897-1932 pp. Isinasaalang-alang namin elementarya ang mga particle na, mula sa isang modernong punto ng view, ay hindi binubuo ng mas simple.
Gaya ng sinabi ng pisikong Italyano na si Enrico Fermi, ang terminong "elementarya" ay tumutukoy sa antas ng ating kaalaman sa halip na sa likas na katangian ng mga particle. Ayon sa paraan ng pag-unlad ng agham, maraming elementarya na mga particle ang naging hindi elementarya.
· Ikalawang yugto. Mula sa positron hanggang sa quark: 1932-1964.
Ang lahat ng elementarya na mga particle ay nagbabago sa isa't isa, at ang magkaparehong pagbabagong ito ay ang pangunahing katotohanan ng kanilang pag-iral.
· Ikatlong yugto. Mula sa quark hypothesis (1964) hanggang sa kasalukuyan. Karamihan sa mga elementarya ay may kumplikadong istraktura.
noong 1964, iminungkahi nina M. Gell-Mann at J. Zweig ang isang modelo ayon sa kung saan ang lahat ng mga particle na lumalahok sa malakas (nuclear) na pakikipag-ugnayan ay binuo mula sa mas pangunahing mga particle - quark.
Ang mundo ng elementarya na mga particle ay naging napakasalimuot at nakakalito. Ngunit nagawa pa rin naming malaman ito. At kahit na ang pangwakas na teorya ng elementarya na mga particle, na nagpapaliwanag ng lahat ng pagkakaiba-iba ng kanilang mga katangian, ay hindi pa nabuo, maraming bagay ang naging malinaw. Dahil ang mga molecule, atoms at nuclei ay maaaring hatiin, hindi sila kabilang sa elementarya na mga particle. Ang sinabi, gayunpaman, ay hindi nangangahulugan na ang elementarya na mga particle ay hindi maaaring binubuo ng iba, kahit na "mas maliit" na mga pormasyon. Bilang karagdagan, karamihan sa kanila ay may pinaka kumplikadong istraktura. Ngunit ang mga bahagi ng mga particle na ito ay hawak ng gayong mga puwersa na, na isinasaalang-alang ang mga modernong ideya, ang pagsira sa kaukulang mga koneksyon ay sa panimula ay hindi mapanghawakan.
Alinsunod dito, bago ito, ang lahat ng elementarya na particle ay nahahati sa dalawang malalaking klase (tingnan ang figure): hadrons (mga partikulo na may kumplikadong istraktura) at pangunahing (o tunay na elementarya) na mga particle, na ngayon ay inuri bilang walang istraktura at samakatuwid ay sinasabing sila ang tunay na pangunahing. elemento ng bagay.
Ang isang natatanging tampok ng lahat ng mga hadron ay ang kanilang komposisyon at kakayahang makipag-ugnayan nang malakas, na, sa katunayan, ay nagpapaliwanag ng kanilang pangalan (ang salitang Griyego na "hadros" ay nangangahulugang "malaki", "malakas"). Walang ibang mga particle ang maaaring lumahok sa malakas na pakikipag-ugnayan. Ang klase ng hadron ay ang pinakamarami (higit sa 300 mga particle). Depende sa komposisyon ng quark, lahat sila ay nahahati sa dalawang grupo - mga baryon at meson.
Ngayon, ang mga tunay na elementarya ay itinuturing na mga carrier ng mga pangunahing pakikipag-ugnayan - mga lepton at quark.
Ø Ayon sa quantum field theory, ang lahat ng pangunahing interaksyon na matatagpuan sa kalikasan (malakas, electromagnetic, mahina at gravitational) ay may likas na palitan.
Nangangahulugan ito na ang mga elementarya na pagkilos ng bawat isa sa mga nakalistang pakikipag-ugnayan ay mga proseso kung saan ang mga particle ay naglalabas at sumisipsip ng ilang quanta. Ang mga quanta na ito ay tinatawag na mga tagadala ng kaukulang pakikipag-ugnayan. Sa pamamagitan ng pagpapalitan ng mga ito, ang mga particle ay nakikipag-ugnayan sa isa't isa.
Ang English physicist na si P. Dirac noong 1928 ay lumikha ng relativistic theory ng electron motion. Mula sa teoryang ito ay sumunod na ang isang elektron ay maaaring magkaroon ng negatibo at positibong singil.
noong 1932, ang American physicist na si K. Anderson, na kumukuha ng mga bakas ng mga cosmic particle sa isang cloud chamber, ay natuklasan sa isa sa mga litrato na tila ito ay kabilang sa isang electron, ngunit... na may positibong singil. Tinawag ni Anderson na positron ang particle na nagbigay ng kakaibang bakas. noong 1933, natuklasan ang kababalaghan ng pagbuo ng isang positron at elektron sa panahon ng pakikipag-ugnayan ng γ quanta sa bagay:
1934 natuklasan na ang mga positron ay naglalabas ng ilang radioactive nuclei (ito ay dahil sa pagbabago ng isang nuclear proton sa isang neutron):
Halimbawa, ang radioactive nucleus ng Phosphorus isotope ay nabubulok sa isang Silicon nucleus, isang positron at isang neutrino:
Ipinagpalagay ni P. Dirac na kapag ang isang positron ay nakakatugon sa isang elektron, ang reverse na proseso ay dapat mangyari: ang pagbabago ng mga particle na ito sa dalawang photon. Di-nagtagal pagkatapos ng eksperimentong pagtuklas ng positron, naitatag ang naturang reverse process. Ang prosesong ito ay tinatawag na annihilation.
Mahalagang maakit ang atensyon ng mga mag-aaral sa katotohanan na ang isang electron at isang positron, na mayroong rest mass, ay nagiging dalawang photon; wala silang rest mass. Ito ay sumusunod na:
Ø Sa antas ng elementarya na mga particle, nawawala ang pagkakaiba sa pagitan ng matter at field.
Ang pagkawasak ay ang dahilan para sa kawalan ng mga positron sa Earth: isang positron kaagad pagkatapos ng paglitaw nito ay nakakatugon sa isang elektron, at pareho silang nagiging dalawang photon.
Sa isang pagkakataon, ang pagtuklas ng kapanganakan at pagpuksa ng mga pares ng electron-positron ay tunay na isang sensasyon sa agham. Kasunod, ang kambal - antiparticle - ay natagpuan sa lahat ng mga particle.
1931, nakita ni V. Paula, at noong 1955, ang n neutrino at antineutrino ay eksperimento na nakita. Lumilitaw ang mga neutrino sa panahon ng pagkabulok ng 1 0 n. noong 1955, ang isang antiproton ay eksperimento na nakuha sa panahon ng banggaan ng mabilis na mga proton sa Kuprumu nucleus. noong 1956, natuklasan ang antineutron sa reaksyon 
Yung. Ang banggaan ng isang proton at isang antiproton ay gumagawa ng isang neutron at isang antineutron.
Ang mga antiparticle ay maaaring naiiba sa mga particle sa tanda ng electric charge, direksyon ng magnetic moment, o ibang katangian. Ngunit ang kanilang pangunahing tampok ay ito:
Ø Ang pagpupulong ng isang antiparticle na may isang particle ay palaging humahantong sa kanilang magkaparehong paglipol.
Ang mga atomo na ang nuclei ay binubuo ng mga antinucleon at ang shell ng mga positron ay bumubuo ng antimatter. Noong 1969, nakuha ang antihelium sa unang pagkakataon.
Sa panahon ng paglipol ng antimatter na may matter, ang natitirang enerhiya ay na-convert sa kinetic energy ng gamma quanta na nabuo.
Ang enerhiya ng pahinga ay ang pinakamalaki at pinakakonsentradong reservoir ng enerhiya sa Uniberso. At sa panahon lamang ng paglipol ito ay ganap na inilabas, na nagiging iba pang mga uri ng enerhiya. Samakatuwid, ang antimatter ay ang pinaka perpektong pinagmumulan ng enerhiya, ang pinaka mataas na calorie na "gasolina". Mahirap sabihin ngayon kung magagamit ng sangkatauhan ang "gatong" na ito.
MGA TANONG SA MGA MAG-AARAL SA PRESENTASYON NG BAGONG MATERYAL
Unang antas
1. Anong mga particle ang tinatawag na elementarya?
2. Pangalanan ang mga particle na kasalukuyang itinuturing na tunay na elementarya.
3. Ano ang nagpapaliwanag sa napakabihirang mga kaso ng pagmamasid sa positron?
4. Aling mga antiparticle ang alam mo?
5. Ano ang ibig sabihin ng antimatter?
Ikalawang lebel
1. Ano ang mga pangunahing particle?
2. Anong mga uri ng pangunahing pakikipag-ugnayan ang alam mo? Alin sa mga ito ang pinakamalakas? ang pinakamahina?
3. Ano ang mga pangunahing katangian ng quark?
4. Umiiral ba ang mga quark sa isang malayang estado?
PAGBUO NG NATUTUHAN NA MATERYAL
· Itinuturing namin bilang elementarya ang mga particle na, mula sa isang modernong punto ng view, ay hindi binubuo ng mas simple.
· Sa antas ng elementarya na mga particle, ang pagkakaiba sa pagitan ng matter at field ay nawawala.
· Ang pagpupulong ng isang antiparticle na may isang particle ay palaging humahantong sa kanilang magkaparehong paglipol.
Takdang aralin
Riv1 No. 18.3; 18.4; 18.6; 18.10.
Riv2 No. 18.11; 18.13; 18.14; 18.15.
Riv3 No. 18.16, 18.17; 18.18; 18.19.
Bumalik pasulong
Pansin! Ang mga slide preview ay para sa mga layuning pang-impormasyon lamang at maaaring hindi kumakatawan sa lahat ng mga tampok ng pagtatanghal. Kung interesado ka sa gawaing ito, mangyaring i-download ang buong bersyon.
Ang aralin ay isinasagawa sa ika-11 na baitang at idinisenyo para sa 2 oras na pang-akademiko at nahahati sa ilang mga bloke:
- mga katangian na naglalarawan sa estado ng isang electron sa isang atom;
Ang bawat isa sa mga bloke na ito ay maaaring isaalang-alang nang paisa-isa at sama-sama. Kaya, ang bloke na "Mga Yugto ng pag-unlad ng elementarya na pisika ng particle" (Slides 1-5) ay maaaring isaalang-alang sa ika-9 na baitang kapag pinag-aaralan ang nauugnay na paksa sa isang panimulang antas. Gayundin sa ika-9 na baitang, maaari mong gamitin ang bloke na "Mga pamamaraan para sa pagrerehistro ng mga elementarya na particle" (Slides 29-31) kapag inaayos ang gawain ng mga mag-aaral gamit ang aklat-aralin. Ang bloke na "Mga uri ng pakikipag-ugnayan at ang kanilang mga katangian" (Mga Slide 11-15) ay maaaring gamitin sa mga unang aralin ng ika-10 baitang.
Bago pag-aralan ang paksa sa grade 11 (isang linggo), ang mga mag-aaral ay may tungkuling maghanda ng mga mensahe sa mga sumusunod na lugar:
- mga yugto ng pag-unlad ng elementarya na pisika ng particle;
- mga uri ng pakikipag-ugnayan at ang kanilang mga katangian;
- mga pamamaraan para sa pagtatala ng mga elementarya na particle.
Napag-aralan na nila ang mga paksang ito nang mas maaga (grado 9-10), kaya ang paghahanda ay hindi tumatagal ng maraming oras at kadalasan ay hindi nagtataas ng mga tanong. Sa panahon ng klase, ang mga mag-aaral ay gumagawa ng mga tala sa kanilang mga workbook batay sa mga mensahe at mga slide ng presentasyon. Ang bloke na "Mga katangian na naglalarawan sa estado ng isang elektron sa mga atom" ay tinalakay sa anyo ng panayam. Habang nagpapatuloy ang lecture, isusulat lamang ng mga mag-aaral ang mga pangalan ng mga katangian.
Mga Gamit na Aklat:
- Elementarya na aklat-aralin ng pisika, ed. acad. G.S. Landsberg. Tomo 3. M.: “Science”, 1975
- B.M. Yavorsky, A.A. Detlaf Kurso sa pisika. Tomo 3. M.: “Higher School”, 1971
- B.M. Yavorsky, A.A. Detlaf Physics: Para sa mga mag-aaral sa high school at sa mga pumapasok sa mga unibersidad. M.: "Bustard", 2000
- Ang iyong tutor. Physics. Mga interactive na lektura. Disc 1. Multimedia Technologies and Distance Learning LLC, 2003
- L.Ya. Borevsky Kurso sa pisika para sa ika-21 siglo. M.: “MediaHouse”, 2003
Paksa ng aralin:"Mga elementarya na particle at ang kanilang mga katangian"
Layunin ng aralin:
Pang-edukasyon: kumuha ng mga mag-aaral na nakabisado ang sumusunod na kaalaman:
- sa microcosm, tatlong antas ay nakikilala, naiiba sa mga katangian na kaliskis at enerhiya (molecular-atomic, nuclear, antas ng elementarya na mga particle);
- sa kalikasan mayroong humigit-kumulang 400 iba't ibang elementarya na mga particle (kasama ang mga antiparticle);
- Mayroong 4 na uri ng pangunahing pakikipag-ugnayan (malakas, electromagnetic, mahina, gravitational)
- malakas na pakikipag-ugnayan ay katangian ng mabibigat na particle; sa electromagnetic, ang mga particle na may kuryente lamang ang direktang kasangkot; Ang mahinang pakikipag-ugnayan ay katangian ng lahat ng mga particle maliban sa mga photon; Ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ay likas sa lahat ng mga katawan ng Uniberso, na nagpapakita ng sarili sa anyo ng mga puwersa ng unibersal na grabidad;
- ang mga pangunahing pakikipag-ugnayan ay naiiba sa intensity, hanay ng pagkilos, katangian ng mga oras, pati na rin ang kanilang likas na mga batas sa konserbasyon;
- lahat ng elementarya ay nahahati sa mga lepton (pangunahing) at hadron (composite);
- ang mga hadron ay nahahati sa mga meson at baryon;
- Pag-unlad: kumuha ng mga mag-aaral na natutunan ang mga sumusunod na aktibidad:
- kilalanin ang iba't ibang uri ng pangunahing pakikipag-ugnayan sa pamamagitan ng kanilang mga katangian;
- isagawa ang pag-uuri ng mga elementarya na particle;
- isulat ang mga reaksyon ng mga pagbabago sa elementarya na mga particle na isinasaalang-alang ang mga batas sa konserbasyon;
- ilarawan ang disenyo at prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga instrumento para sa pagtatala ng mga elementarya na particle;
- Pang-edukasyon: kumbinsihin ang mga mag-aaral na:
- lahat ng elementarya na mga particle ay nagbabago sa isa't isa, at ang mga pagbabagong ito sa isa't isa ay ang pangunahing katotohanan ng kanilang pag-iral;
- Ang pagkakakilanlan ng pangkalahatang (pagpapalit) na mekanismo ng lahat ng mga pangunahing pakikipag-ugnayan ay nagbibigay ng pag-asa para sa posibilidad ng pagbuo ng isang pinag-isang teorya na nagpapaliwanag sa larawan ng mundo;
- ang bumubuo ng mga bahagi ng bagay ay: 6 na uri ng quark at 6 na lepton, ang pakikipag-ugnayan sa pagitan ng kung saan ay isinasagawa dahil sa pagpapalitan ng kaukulang mga carrier ng pakikipag-ugnayan (photon, 8 gluon, 3 intermediate boson at isang graviton)
Uri ng aralin: pinagsama-sama.
Kagamitan: media projector, screen, computer, talahanayan "Mga paraan ng pagpaparehistro ng particle", talahanayan "Mga pangunahing pakikipag-ugnayan", handout ( Annex 1 , Appendix 2 )
Plano ng aralin:
I. Pag-activate ng kaalaman
Ang pambungad na talumpati ng guro tungkol sa pangangailangang maunawaan ang siyentipikong larawan ng mundo.
II. Pagkuha ng kaalaman
1) Mensahe ng mag-aaral na "Mga Yugto ng pag-unlad ng particle physics" (Slides 1-5)
2) Lecture "State of an electron in an atom" (Slides 6-10)
3) Mensahe "Mga uri ng pakikipag-ugnayan" (Mga Slide 11-15)
4) Lecture "Mga Katangian ng elementarya na particle" (Slides 16-28)
5) Mensahe ng mag-aaral na "Mga paraan ng pagtatala ng mga elementarya na particle" (Slides 29-31)
3) Ipaliwanag ang posibilidad ng ipinakita na mga reaksyon mula sa punto ng view ng mga batas ng konserbasyon ng bayad (mga reaksyon ay pinili sa pagpapasya ng guro). Gumamit ng data ng talahanayan ( Annex 1 )
4) Gamit ang batas ng konserbasyon ng singil, talahanayan 2 ( Annex 1 ) At Appendix 2 , ipaliwanag ang komposisyon ng quark ng ilang hadron (sa pagpapasya ng guro)
IV. Kontrol ng kaalaman
Ehersisyo 1.
Batay sa mga iminungkahing katangian, tukuyin kung anong uri ang mga ipinakitang pakikipag-ugnayan.
| Uri ng pakikipag-ugnayan | Intensity | Katangiang oras, s |
| 1/137 | ~10-20 | |
| ~1 | ~ 10-23 | |
| ~ 10-38 | ? | |
| ~ 10-10 | ~ |
Gawain 2.
Ang mga carrier ng kung anong uri ng pakikipag-ugnayan ay:
- Mga gluon
- Mga intermediate boson
- Mga photon
- Gravitons
Gawain 3.
Ano ang saklaw ng bawat pakikipag-ugnayan?
V. Takdang-Aralin
§§ 115, 116, buod ng Kabanata 14
Mundo ng elementarya na mga particle
Aralin sa ika-11 baitang
Layunin ng aralin:
Pang-edukasyon:
Upang ipaalam sa mga mag-aaral ang istraktura ng mga elementarya na particle, na may mga tampok ng mga puwersa at pakikipag-ugnayan sa loob ng nucleus; matutong buod at pag-aralan ang nakuhang kaalaman, upang maipahayag nang tama ang iyong mga iniisip; itaguyod ang pag-unlad ng pag-iisip, ang kakayahang buuin ang impormasyon; linangin ang emosyonal at nakabatay sa halaga na saloobin sa mundo
Pang-edukasyon:
Patuloy na bumuo ng pag-iisip, ang kakayahang mag-analisa, maghambing, at gumawa ng mga lohikal na konklusyon.
Bumuo ng pagkamausisa, ang kakayahang mag-aplay ng kaalaman at karanasan sa iba't ibang sitwasyon.
Pang-edukasyon:
Pag-unlad ng mga kasanayan sa intelektwal na pagtutulungan ng magkakasama; edukasyon ng mga pundasyon ng moral na kamalayan sa sarili (pag-iisip: ang responsibilidad ng isang siyentipiko, isang natuklasan para sa mga bunga ng kanyang mga natuklasan);
Upang pukawin ang interes ng mga mag-aaral sa tanyag na literatura sa agham at sa pag-aaral ng mga kinakailangan para sa pagtuklas ng mga tiyak na penomena.
Layunin ng aralin:
Lumikha ng mga kondisyon para sa pagbuo ng mga kakayahan sa intelektwal at komunikasyon kung saan ang mag-aaral ay magagawang:
Pangalanan ang mga pangunahing uri ng elementarya na particle;
Unawain ang kalabuan ng modernong pamantayang modelo ng mundo;
Bumuo ng iyong mga ideya tungkol sa kasaysayan ng pag-unlad ng elementarya na mga particle;
Pag-aralan ang papel ng pag-unlad ng elementarya na pisika;
Uriin ang mga elementarya na particle ayon sa kanilang komposisyon;
Isipin ang pangangailangang magkaroon ng sarili mong posisyon, upang maging mapagparaya sa ibang pananaw;
Magpakita ng komunikasyong walang salungatan kapag nagtatrabaho sa isang grupo.
Uri ng aralin: pag-aaral ng bagong materyal.
Format ng aralin: pinagsamang aralin.
Mga paraan ng aralin: pandiwa, biswal, praktikal.
Kagamitan: pagtatanghal ng computer, multimedia projector, workbook ng mag-aaral, personal na computer.
| Mga hakbang sa aralin | Oras, min. | Mga pamamaraan at pamamaraan |
| 1. Organisasyonal na pagpapakilala. Pahayag ng problema sa edukasyon. | Itala ang paksa ng aralin. Kwento ng guro. |
|
| 2. Pag-update ng kaalaman (pagtatanghal ng mag-aaral) | Ang kwento ng mag-aaral tungkol sa umiiral na kaalaman, ang mga kinakailangan para sa pag-aaral ng mga bagong bagay. |
|
| 3. Pag-aaral ng bagong materyal (pagtatanghal ng guro) | Kuwento ng guro gamit ang mga slide. Pagmamasid. Pag-uusap. Kuwento ng mag-aaral gamit ang mga slide. |
|
| 4. Pagsasanay sa pinag-aralan na materyal. Pagsasama-sama. | Pagsasama-sama ayon sa mga sumusuportang tala at nagtatrabaho sa aklat-aralin. Mga sagot sa mga tanong sa seguridad. |
|
| 5. Pagbubuod. Takdang aralin | Pagkilala sa pangunahing bagay ng guro at mga mag-aaral. |
Sa panahon ng mga klase
Organisasyong sandali ng aralin(pagbati, pagsuri sa kahandaan ng mga mag-aaral para sa aralin)
Ngayon sa aralin ay titingnan natin ang iba't ibang pananaw sa istruktura ng mundo, kung ano ang mga particle na binubuo ng lahat ng bagay na nakapaligid sa atin. Ang aralin ay magiging parang lecture at karamihan ay nangangailangan ng iyong atensyon.
Sa simula ng aralin, nais kong dalhin sa iyong pansin ang kasaysayan ng pinagmulan ng doktrina ng mga particle.
2. Pag-update ng kaalaman. (Pagtatanghal ni Aleksakhina V. "Kasaysayan ng pag-unlad ng kaalaman tungkol sa mga particle")
Slide 2. Sinaunang atomismo- ito ay mga ideya tungkol sa istruktura ng mundo ng mga sinaunang siyentipiko. Ayon kay Democritus, ang mga atomo ay walang hanggan, hindi nagbabago, hindi nahahati, mga particle na magkakaiba sa hugis at sukat, na, kapag pinagsama at pinaghiwalay, ay nabuo ang iba't ibang mga katawan.
Slide 3. Salamat sa pagtuklas ng mga siyentipiko na sina Dirac, Galileo at Newton ng prinsipyo ng relativity, ang mga batas ng dinamika, ang mga batas ng konserbasyon, ang batas ng unibersal na grabitasyon, noong ika-17 siglo ang atomismo ng mga sinaunang tao ay sumailalim sa mga makabuluhang pagbabago at naging itinatag sa agham. mekanikal na larawan ng mundo, na batay sa pakikipag-ugnayan ng gravitational - lahat ng katawan at particle ay napapailalim dito, anuman ang singil.
Slide 4. Ang kaalaman na naipon sa pag-aaral ng mga electrical, magnetic at optical phenomena ay humantong sa pangangailangan na madagdagan at bumuo ng larawan ng mundo. Kaya, noong ika-19 na siglo at hanggang sa simula ng ika-20 siglo, electrodynamic na larawan ng mundo. Isinasaalang-alang na nito ang dalawang uri ng pakikipag-ugnayan - gravitational at electromagnetic. Ngunit nabigo silang ipaliwanag lamang ang thermal radiation, ang katatagan ng atom, radioactivity, ang photoelectric effect, at ang line spectrum.
Slide 5. Sa simula ng ika-20 siglo, lumitaw ang ideya ng quantization ng enerhiya, na suportado ng Planck, Einstein, Bohr, Stoletov, pati na rin ang wave-particle dualism ni Louis de Broglie. Ang mga pagtuklas na ito ay minarkahan ang paglitaw quantum field larawan ng mundo, kung saan idinagdag din ang malakas na pakikipag-ugnayan. Nagsimula ang aktibong pag-unlad ng elementarya na particle physics.
3. Pag-aaral ng bagong materyal
Hanggang sa thirties ng ika-20 siglo, ang istraktura ng mundo ay ipinakita sa mga siyentipiko sa pinakasimpleng anyo nito. Naniniwala sila na ang "kumpletong hanay" ng mga particle na bumubuo sa lahat ng bagay ay ang proton, neutron at electron. Kaya pala tinawag silang elementary. Kasama rin sa mga particle na ito ang photon, ang carrier ng electromagnetic interaction.
Slide 6.Modern Standard World Model:
Ang bagay ay binubuo ng mga quark, lepton at mga particle - mga carrier ng interaksyon.
Para sa lahat ng elementarya na mga particle ay may posibilidad na makakita ng mga antiparticle.
Duality ng wave-particle. Mga prinsipyo ng kawalan ng katiyakan at quantization.
Ang malakas, electromagnetic at mahina na pakikipag-ugnayan ay inilalarawan ng mga grand unified theories. Nananatili ang ununited gravity.
Slide 7. Ang nucleus ng isang atom ay binubuo ng mga hadron, na binubuo ng mga quark. Ang mga Hadron ay mga particle na nakikilahok sa malakas na pakikipag-ugnayan.
Pag-uuri ng mga hadron: Ang mga meson ay binubuo ng isang quark at isang antiquark Ang mga baryon ay binubuo ng tatlong quark - mga nucleon (proton at neutron) at
hyperon.
Slide 8. Ang mga quark ay ang pangunahing mga particle na bumubuo sa mga hadron. Sa kasalukuyan, 6 na iba't ibang uri (mas madalas na tinatawag na lasa) ng mga quark ang kilala. Ang mga quark ay nagtataglay ng malakas na pakikipag-ugnayan at lumalahok sa malakas, mahina at electromagnetic na pakikipag-ugnayan. Nagpapalitan sila ng mga gluon, mga particle na may zero mass at zero charge, sa bawat isa. Para sa lahat ng quark mayroong mga antiquark . Hindi sila maaaring obserbahan sa libreng anyo. Mayroon silang fractional electric charge: +2/3е - tinatawag na U-quarks (itaas) at -1/3е - d-quark (ibaba).
Ang quark composition ng isang electron ay uud, ang quark composition ng isang proton ay udd.
Slide 9. Ang mga particle na hindi bahagi ng nucleus ay mga lepton. Ang mga lepton ay mga pangunahing particle na hindi nakikilahok sa malakas na pakikipag-ugnayan. Ngayon, 6 na lepton at 6 sa kanilang mga antiparticle ang kilala.
Ang lahat ng mga particle ay may mga anticyst. Lepton at ang kanilang mga antiparticle: electron at positron kasama nila, electron neutrino at antineutrino. Muon at antimuon kasama nila ang muon neutrino at antineutrino. Taon at antitaon - taon neutrino at antineutrino.
Slide 10. Ang lahat ng pakikipag-ugnayan sa kalikasan ay mga pagpapakita ng apat na uri pangunahing pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga pangunahing particle - lepton at quark.
Malakas na pakikipag-ugnayan Ang mga quark ay madaling kapitan, at ang mga gluon ang mga carrier nito. Ito ay nagbubuklod sa kanila upang bumuo ng mga proton, neutron at iba pang mga particle. Ito ay hindi direktang nakakaapekto sa pagbubuklod ng mga proton sa atomic nuclei.
Pakikipag-ugnayan ng electromagnetic ang mga sisingilin na particle ay madaling kapitan. Sa kasong ito, sa ilalim ng impluwensya ng mga puwersa ng electromagnetic, ang mga particle mismo ay hindi nagbabago, ngunit nakakakuha lamang ng pag-aari ng pagtataboy sa kaso ng mga singil ng parehong pangalan.
Mahinang pakikipag-ugnayan Ang mga quark at lepton ay madaling kapitan. Ang pinakatanyag na epekto ng mahinang interaksyon ay ang pagbabago ng isang down quark sa isang up quark, na nagiging sanhi ng isang neutron na mabulok sa isang proton, electron at antineutrino.
Ang isa sa mga pinaka makabuluhang uri ng mahinang pakikipag-ugnayan ay Pakikipag-ugnayan ni Higgs. Ayon sa mga pagpapalagay, pinupuno ng Higgs field (gray na background) ang buong espasyo ng likido, na nililimitahan ang hanay ng mahihinang pakikipag-ugnayan. Nakikipag-ugnayan din ang Higgs boson sa mga quark at lepton, na tinitiyak ang pagkakaroon ng kanilang masa.
Pakikipag-ugnayan ng gravitational. Ito ang pinakamahina na kilala. Ang lahat ng mga particle at carrier ng lahat ng uri ng pakikipag-ugnayan, nang walang pagbubukod, ay lumahok dito. Isinasagawa ito salamat sa pagpapalitan ng mga graviton - ang tanging mga particle na hindi pa natuklasan sa eksperimento. Ang pakikipag-ugnayan ng gravitational ay palaging isang atraksyon.
Slide 11. Maraming physicist ang umaasa na, kung paanong nagawa nilang pagsamahin ang electromagnetic at mahina na pakikipag-ugnayan sa electroweak, sa kalaunan ay makakabuo sila ng teorya na pinag-iisa ang lahat ng kilalang uri ng pakikipag-ugnayan, na tinatawag na "Grand Unification."
4 . Pagsasama-sama ng kaalaman.
Pangunahing pagsasama-sama(Presentasyon ni Gordienko Zh. "Large Hadron Collider". Sinisikap ng mga modernong siyentipiko na pahusayin ang proseso ng pag-aaral ng mga particle upang makamit ang mga bagong tuklas para sa pag-unlad ng siyensya at teknolohiya. Para sa layuning ito, itinatayo ang mga engrande na sentro ng pananaliksik at mga accelerator. Isa sa ang mga magagarang gusali ay ang Large Hadron Collider.
Pangwakas na pagsasama-sama(magtrabaho sa mga pangkat: mga sagot sa mga tanong mula sa aklat-aralin)
Nahahati ka sa dalawang grupo: 1st row at 2nd row. Mayroon kang gawain sa mga piraso ng papel: kailangan mong sagutin ang mga tanong, at makikita mo ang mga sagot sa aklat-aralin sa talata 28 (pp. 196 – 198).
Mga gawain sa unang pangkat:
Gaano karaming mga pangunahing particle ang mayroon sa kabuuan? (48)
Quark komposisyon ng isang electron? (uud)
Ilista ang dalawang pinakamalakas na pwersa (malakas at electromagnetic)
Kabuuang bilang ng mga gluon? (8)
Pangalawang pangkat na gawain:
Gaano karaming mga particle ang nasa puso ng uniberso? (61)
Quark komposisyon ng proton? (udd)
Ilista ang dalawang pinakamahina na pwersa (mahina at gravitational)
Anong mga particle ang nagsasagawa ng electromagnetic interaction? (photon)
Tininigan ng mga pinuno ng grupo ng mga sagot sa mga tanong at pagpapalitan ng mga kard.
Buod ng aralin.
Nakilala mo ang ilang mga aspeto ng pag-unlad ng modernong pisika at ngayon ay may pangunahing pag-unawa sa direksyon kung saan umuunlad ang ating agham at kung bakit natin ito kailangan.
6. Takdang-Aralin. Talata 28.
Mga gawain sa unang pangkat:
1. Ilang mga pangunahing particle ang mayroon sa kabuuan? ______________
2. Quark komposisyon ng electron? ____________
3. Ilista ang dalawang pinakamalakas na pakikipag-ugnayan ______
4. Kabuuang bilang ng mga gluon? _______
___________________________________________________________________
Pangalawang pangkat na gawain:
1. Ilang particle ang nasa ilalim ng uniberso? ________
2. Quark komposisyon ng proton? ___________
___________________________________________________________________
Mga gawain sa unang pangkat:
1. Ilang mga pangunahing particle ang mayroon sa kabuuan? __________
2. Quark komposisyon ng electron? __________
3. Ilista ang dalawang pinakamalakas na pakikipag-ugnayan ________________________________________________________________________________
4. Kabuuang bilang ng mga gluon? _________
___________________________________________________________________
Pangalawang pangkat na gawain:
1. Ilang particle ang nasa ilalim ng uniberso? ____________
2. Quark komposisyon ng proton? _____________
3. Ilista ang dalawang pinakamahinang pakikipag-ugnayan ____________________
4. Anong mga particle ang nagsasagawa ng electromagnetic interaction? ______
___________________________________________________________________
Mga gawain sa unang pangkat:
1. Ilang mga pangunahing particle ang mayroon sa kabuuan? _____________
2. Quark komposisyon ng electron? ______________
3. Ilista ang dalawang pinakamalakas na pakikipag-ugnayan ________________________________________________________________________
4. Kabuuang bilang ng mga gluon? _____
___________________________________________________________________
Pangalawang pangkat na gawain:
1. Ilang particle ang nasa ilalim ng uniberso? ______
2. Quark komposisyon ng proton? _________
3. Ilista ang dalawang pinakamahinang pakikipag-ugnayan _______________________
4. Anong mga particle ang nagsasagawa ng electromagnetic interaction? _______
institusyong pang-edukasyon sa badyet ng munisipyo -
Secondary school No. 7 sa Belgorod
Buksan ang aralin sa pisika
Baitang 11
"Mga elementarya na particle"
Inihanda at isinagawa:
Guro sa pisika
Polshchikova A.N.
Belgorod 2015
Paksa: Mga particle ng elementarya.
Uri ng aralin: aralin ng pag-aaral at pangunahing pagsasama-sama ng bagong kaalaman
Paraan ng Pagtuturo: panayam
Form ng aktibidad ng mag-aaral: frontal, kolektibo, indibidwal
Layunin ng aralin: palawakin ang pag-unawa ng mga mag-aaral sa istruktura ng bagay; isaalang-alang ang mga pangunahing yugto sa pagbuo ng elementarya na pisika ng butil; ibigay ang konsepto ng elementarya na mga particle at ang kanilang mga katangian.
Mga layunin ng aralin:
Pang-edukasyon : upang ipakilala sa mga mag-aaral ang konsepto ng elementary particle, ang tipolohiya ng elementary particle, pati na rin ang mga pamamaraan para sa pag-aaral ng mga katangian ng elementary particle;
Pag-unlad: upang paunlarin ang nagbibigay-malay na interes ng mga mag-aaral, tinitiyak ang kanilang magagawang paglahok sa aktibong aktibidad ng pag-iisip;
Pang-edukasyon: edukasyon ng mga unibersal na katangian ng tao - kamalayan ng pang-unawa ng mga nakamit na pang-agham sa mundo; pagbuo ng kuryusidad at pagtitiis.
Kagamitan para sa aralin:
Mga materyales sa didactic: materyal sa aklat-aralin, mga card na may mga pagsusulit at mga talahanayan
Mga pantulong na biswal: pagtatanghal
Sa panahon ng mga klase
(Pagtatanghal)
1. Organisasyon ng simula ng aralin.
Mga aktibidad ng guro: Mutual na pagbati sa pagitan ng guro at mga mag-aaral, pag-aayos ng mga mag-aaral, pagsuri sa kahandaan ng mga mag-aaral para sa aralin. Organisasyon ng atensyon at pagsasama ng mga mag-aaral sa ritmo ng negosyo ng trabaho.
Hinulaang aktibidad ng mag-aaral: pag-aayos ng atensyon at pagsasama sa ritmo ng negosyo ng trabaho.
2. Paghahanda para sa pangunahing yugto ng aralin.
Mga aktibidad ng guro: Ngayon ay magsisimula tayong pag-aralan ang isang bagong seksyon ng "Quantum Physics" - "Mga Elementarya na Partikulo". Sa kabanatang ito ay pag-uusapan natin ang tungkol sa pangunahin, hindi nabubulok na mga particle mula sa kung saan ang lahat ng bagay ay binuo, tungkol sa elementarya na mga particle.
Natuklasan ng mga physicist ang pagkakaroon ng elementary particles kapag pinag-aaralan ang mga nuclear process, kaya hanggang sa kalagitnaan ng 20th century, ang elementary particle physics ay isang sangay ng nuclear physics. Sa kasalukuyan, ang elementarya na particle physics at nuclear physics ay malapit ngunit independiyenteng mga sangay ng physics, na pinagsama ng pagkakapareho ng maraming problemang isinasaalang-alang at ang mga pamamaraan ng pananaliksik na ginamit.
Ang pangunahing gawain ng elementarya na pisika ng particle ay ang pag-aaral ng kalikasan, mga katangian at magkaparehong pagbabago ng elementarya na mga particle.
Ito rin ang magiging pangunahing gawain natin sa pag-aaral ng physics ng elementary particles.
3. Assimilation ng bagong kaalaman at pamamaraan ng pagkilos.
Mga aktibidad ng guro: Paksa ng aralin: "Mga yugto ng pag-unlad ng elementarya na pisika ng particle." Sa araling ito, titingnan natin ang mga sumusunod na tanong:
Ang kasaysayan ng pagbuo ng mga ideya na ang mundo ay binubuo ng elementarya na mga particle
Ano ang mga elementarya na particle?
Paano makakakuha ng isang nakahiwalay na elementarya na butil at posible ba ito?
Tipolohiya ng mga particle.
Ang ideya na ang mundo ay gawa sa mga pangunahing particle ay may mahabang kasaysayan. Ngayon, mayroong tatlong yugto sa pagbuo ng elementarya na pisika ng particle.
Buksan natin ang aklat-aralin. Kilalanin natin ang mga pangalan ng mga yugto at time frame.
Stage 1. Mula sa elektron hanggang sa positron: 1897 - 1932.
Stage 2. Mula sa positron hanggang quark: 1932 - 1964.
Stage 3. Mula sa quark hypothesis (1964) hanggang sa kasalukuyan.
Mga aktibidad ng guro:
Stage 1.
Elementarya, i.e. ang pinakasimpleng, higit na hindi mahahati, ito ay kung paano naisip ng sikat na sinaunang Griyegong siyentipiko na si Democritus ang atom. Paalalahanan ko kayo na ang salitang "atom" sa pagsasalin ay nangangahulugang "indivisible". Sa unang pagkakataon, ang ideya ng pagkakaroon ng maliliit, hindi nakikitang mga particle na bumubuo sa lahat ng nakapalibot na bagay ay ipinahayag ni Democritus 400 taon BC. Ang agham ay nagsimulang gumamit ng ideya ng mga atomo lamang sa simula ng ika-19 na siglo, kapag sa batayan na ito posible na ipaliwanag ang isang bilang ng mga kemikal na phenomena. At sa pagtatapos ng siglong ito ang kumplikadong istraktura ng atom ay natuklasan. Noong 1911, natuklasan ang atomic nucleus (E. Rutherford) at sa wakas ay napatunayan na ang mga atomo ay may kumplikadong istraktura.
Tandaan natin guys: anong mga particle ang bahagi ng atom at madaling makilala ang mga ito?
Hinulaang aktibidad ng mag-aaral:
Mga aktibidad ng guro: guys, siguro naaalala ng ilan sa inyo: kanino at sa anong taon natuklasan ang electron, proton at neutron?
Hinulaang aktibidad ng mag-aaral:
Elektron. Noong 1898, pinatunayan ni J. Thomson ang katotohanan ng pagkakaroon ng mga electron. Noong 1909, unang sinukat ni R. Millikan ang singil ng isang elektron.
Proton. Noong 1919, si E. Rutherford, habang binobomba ang nitrogen ng mga particle, ay natuklasan ang isang particle na ang singil ay katumbas ng singil ng isang electron, at ang mass ay 1836 beses na mas malaki kaysa sa mass ng electron. Ang particle ay pinangalanang proton.
Neutron. Iminungkahi din ni Rutherford ang pagkakaroon ng isang walang bayad na particle na ang masa ay katumbas ng masa ng isang proton.
Noong 1932, natuklasan ni D. Chadwick ang particle na iminungkahi ni Rutherford at tinawag itong neutron.
Mga aktibidad ng guro: Matapos ang pagtuklas ng proton at neutron, naging malinaw na ang nuclei ng mga atomo, tulad ng mga atomo mismo, ay may isang kumplikadong istraktura. Ang teorya ng proton-neutron ng istraktura ng nuclei ay lumitaw (D. D. Ivanenko at V. Heisenberg).
Noong 30s ng ika-19 na siglo, sa teorya ng electrolysis na binuo ni M. Faraday, lumitaw ang konsepto ng -ion at sinukat ang elementary charge. Ang pagtatapos ng ika-19 na siglo - bilang karagdagan sa pagtuklas ng elektron, ay minarkahan ng pagtuklas ng phenomenon ng radioactivity (A. Becquerel, 1896). Noong 1905, ang ideya ng electromagnetic field quanta - photon (A. Einstein) ay lumitaw sa pisika.
Tandaan natin: ano ang photon?
Hinulaang aktibidad ng mag-aaral: Photon (o quantum ng electromagnetic radiation) ay isang elementarya na particle ng ilaw, neutral sa kuryente, walang rest mass, ngunit nagtataglay ng enerhiya at momentum.
Mga aktibidad ng guro: ang mga bukas na particle ay itinuturing na hindi mahahati at hindi nababagong pangunahing mga esensya, ang pangunahing mga bloke ng gusali ng uniberso. Gayunpaman, ang opinyon na ito ay hindi nagtagal.
Stage 2.
Noong 1930s, natuklasan at pinag-aralan ang magkaparehong pagbabago ng mga proton at neutron, at naging malinaw na ang mga particle na ito ay hindi rin ang hindi nagbabagong elementarya na "mga bloke ng gusali" ng kalikasan.
Sa kasalukuyan, mga 400 subnuclear particle ang kilala (ang mga particle na bumubuo sa mga atomo, na karaniwang tinatawag na elementarya). Ang karamihan sa mga particle na ito ay hindi matatag (ang mga elementong particle ay nagbabago sa bawat isa).
Ang tanging eksepsiyon ay ang photon, electron, proton at neutrino.
Ang photon, electron, proton at neutrino ay mga stable na particle (mga particle na maaaring umiral sa isang libreng estado nang walang katiyakan), ngunit ang bawat isa sa kanila, kapag nakikipag-ugnayan sa ibang mga particle, ay maaaring maging iba pang mga particle.
Ang lahat ng iba pang mga particle, sa ilang mga agwat ng oras, ay sumasailalim sa kusang pagbabago sa iba pang mga particle, at ito ang pangunahing katotohanan ng kanilang pag-iral.
Nabanggit ko ang isa pang particle - ang neutrino. Ano ang mga pangunahing katangian ng butil na ito? Kanino at kailan ito natuklasan?
Hinulaang aktibidad ng mag-aaral: Ang Neutrino ay isang particle na walang electric charge at ang rest mass nito ay 0. Ang pag-iral ng particle na ito ay hinulaan noong 1931 ni W. Pauli, at noong 1955, ang particle ay experimental na nakarehistro. Nagpapakita ng sarili bilang resulta ng pagkabulok ng neutron:
Mga aktibidad ng guro: Ang mga hindi matatag na elementarya na particle ay malaki ang pagkakaiba sa kanilang mga buhay.
Ang pinakamahabang nabubuhay na particle ay ang neutron. Ang buhay ng neutron ay humigit-kumulang 15 minuto.
Ang iba pang mga particle ay "nabubuhay" sa mas maikling panahon.
Mayroong ilang dosenang mga particle na may habambuhay na higit sa 10 -17 Sa. Sa sukat ng microcosm, ito ay isang makabuluhang oras. Ang ganitong mga particle ay tinatawagmedyo matatag .
Karamihan panandalian Ang mga elementarya na particle ay may mga haba ng buhay ng pagkakasunud-sunod na 10-22 -10 -23 s.
Ang kakayahan para sa magkaparehong pagbabago ay ang pinakamahalagang pag-aari ng lahat ng elementarya na particle.
Ang mga elemento ng elementarya ay may kakayahang ipanganak at masira (nailalabas at hinihigop). Nalalapat din ito sa mga matatag na particle, na ang pagkakaiba lamang ay ang mga pagbabagong-anyo ng mga matatag na particle ay hindi nangyayari nang kusa, ngunit sa pamamagitan ng pakikipag-ugnayan sa iba pang mga particle.
Ang isang halimbawa aypagkalipol (i.e. pagkawala ) electron at positron, na sinamahan ng pagsilang ng high-energy photon.
Ang positron ay (isang antiparticle ng isang electron) isang positively charged particle na may parehong masa at pareho (sa absolute value) charge bilang isang electron. Pag-uusapan natin ang mga katangian nito nang mas detalyado sa susunod na aralin. Sabihin na lang natin na ang pagkakaroon ng positron ay hinulaan ni P. Dirac noong 1928, at ito ay natuklasan noong 1932 sa cosmic rays ni K. Anderson.
Noong 1937, ang mga particle na may mass na 207 electron mass ay natuklasan sa cosmic rays, na tinatawag namuons ( -mesons ). Average na oras ng buhay-meson ay katumbas ng 2.2 * 10-6 s.
Pagkatapos noong 1947-1950 nagbukas silapeonies (i.e. -mesons). Average na haba ng buhay ng neutral-meson - 0.87·10 -16 s.
Sa mga sumunod na taon, ang bilang ng mga bagong natuklasang particle ay nagsimulang lumaki nang mabilis. Ito ay pinadali ng pananaliksik sa mga cosmic ray, ang pagbuo ng teknolohiya ng accelerator at ang pag-aaral ng mga reaksyong nuklear.
Ang mga modernong accelerator ay kinakailangan upang maisagawa ang proseso ng paglikha ng mga bagong particle at pag-aaral ng mga katangian ng elementarya na mga particle. Ang mga paunang particle ay pinabilis sa accelerator sa mataas na enerhiya "sa isang kurso ng banggaan" at nagbanggaan sa isa't isa sa isang tiyak na lugar. Kung ang enerhiya ng mga particle ay mataas, pagkatapos ay sa panahon ng proseso ng banggaan maraming mga bagong particle ang ipinanganak, kadalasang hindi matatag. Ang mga particle na ito, na nakakalat mula sa punto ng banggaan, ay naghiwa-hiwalay sa mas matatag na mga particle, na naitala ng mga detektor. Para sa bawat naturang aksyon ng banggaan (sabi ng mga physicist: para sa bawat kaganapan) - at ang mga ito ay naitala sa libu-libo bawat segundo! -Ang mga eksperimento bilang isang resulta ay tinutukoy ang mga kinematic variable: ang mga halaga ng mga impulses at enerhiya ng "nahuli" na mga particle, pati na rin ang kanilang mga tilapon (tingnan ang figure sa aklat-aralin). Sa pamamagitan ng pagkolekta ng maraming mga kaganapan ng parehong uri at pag-aaral ng mga distribusyon ng mga kinematic na dami na ito, ang mga physicist ay muling buuin kung paano naganap ang pakikipag-ugnayan at kung anong uri ng mga particle ang maaaring maiugnay sa mga resultang particle.
Stage 3.
Ang mga elemento ng elementarya ay pinagsama sa tatlong pangkat: mga photon , lepton At hadrons (Appendix 2).
Guys, ilista mo sa akin ang mga particle na kabilang sa grupo ng mga photon.
Hinulaang aktibidad ng mag-aaral: Sa grupo mga photon ay tumutukoy sa iisang particle - isang photon
Mga aktibidad ng guro: ang susunod na pangkat ay binubuo ng mga light particlelepton .
: Kasama sa pangkat na ito ang dalawang uri ng neutrino (electron at muon), electron at?-meson
Mga aktibidad ng guro: Kasama rin sa mga Lepton ang ilang mga particle na hindi nakalista sa talahanayan.
Ang ikatlong malaking grupo ay binubuo ng mga mabibigat na particle na tinatawag hadrons. Ang grupong ito ay nahahati sa dalawang subgroup. Ang mas magaan na mga particle ay bumubuo ng isang subgroup mesons .
Hinulaang aktibidad ng mag-aaral: ang pinakamagaan sa kanila ay positibo at negatibong sisingilin, pati na rin ang mga neutral -mesons. Ang mga pions ay quanta ng nuclear field.
Mga aktibidad ng guro: pangalawang subgroup -mga baryon - may kasamang mas mabibigat na particle. Ito ang pinakamalawak.
Hinulaang aktibidad ng mag-aaral: Ang pinakamagaan na baryon ay mga nucleon - mga proton at neutron.
Mga aktibidad ng guro: sinusundan sila ng tinatawag na hyperon. Ang Omega-minus-hyperon, na natuklasan noong 1964, ay nagsasara ng talahanayan.
Ang kasaganaan ng mga natuklasan at bagong natuklasan na mga hadron ay humantong sa mga siyentipiko na maniwala na lahat sila ay binuo mula sa ilang iba pang mas pangunahing mga particle.
Noong 1964, ang American physicist na si M. Gell-Man ay naglagay ng hypothesis, na kinumpirma ng kasunod na pananaliksik, na ang lahat ng mabibigat na pangunahing particle - hadron - ay binuo mula sa mas pangunahing mga particle na tinatawag namga quark.
Mula sa pananaw sa istruktura, ang mga elementarya na particle na bumubuo ng atomic nuclei (nucleon), at sa pangkalahatan lahat ng mabibigat na particle - mga hadron (baryon at meson) - ay binubuo ng mas simpleng mga particle, na karaniwang tinatawag na pundamental. Ang papel na ito ng tunay na pangunahing pangunahing elemento ng bagay ay ginagampanan ng mga quark, na ang singil ng kuryente ay katumbas ng +2/3 o -1/3 ng unit positive charge ng isang proton.
Ang pinakakaraniwan at light quark ay tinatawag na pataas at pababa at itinalaga, ayon sa pagkakabanggit, u (mula sa Ingles pataas) at d (pababa). Minsan tinatawag din silang proton at neutron quark dahil sa katotohanan na ang proton ay binubuo ng kumbinasyon ng uud, at ang neutron - udd. Ang nangungunang quark ay may singil na +2/3; ibaba - negatibong singil -1/3. Dahil ang isang proton ay binubuo ng dalawang pataas na quark at isang pababang quark, at ang isang neutron ay binubuo ng isang pataas at dalawang pababang quark, maaari mong independiyenteng i-verify na ang kabuuang singil ng isang proton at neutron ay mahigpit na katumbas ng 1 at 0.
Ang iba pang dalawang pares ng quark ay bahagi ng mas kakaibang mga particle. Ang mga quark mula sa pangalawang pares ay tinatawag na charmed - c (mula sa charmed) at kakaiba - s (mula sa kakaiba).
Ang ikatlong pares ay binubuo ng true - t (mula sa katotohanan, o sa Ingles na tradisyon sa itaas) at maganda - b (mula sa kagandahan, o sa Ingles na tradisyon sa ibaba) na mga quark.
Halos lahat ng mga particle na binubuo ng iba't ibang kumbinasyon ng mga quark ay natuklasan na sa eksperimento.
Sa pagtanggap ng quark hypothesis, posible na lumikha ng isang maayos na sistema ng mga elementarya na particle. Maraming mga paghahanap para sa mga quark sa libreng estado, na isinagawa sa mga high-energy accelerators at sa mga cosmic ray, ay hindi nagtagumpay. Naniniwala ang mga siyentipiko na ang isa sa mga dahilan para sa hindi maobserbahang mga libreng quark ay marahil ang kanilang napakalaking masa. Pinipigilan nito ang pagsilang ng mga quark sa mga enerhiya na nakakamit sa mga modernong accelerators.
Gayunpaman, noong Disyembre 2006, isang kakaibang mensahe tungkol sa pagkatuklas ng "free top quarks" ay nai-broadcast sa mga ahensya ng balitang siyentipiko at media.
4. Paunang pagsusuri ng pag-unawa.
Mga aktibidad ng guro: kaya guys, tinakpan namin:
pangunahing yugto sa pagbuo ng pisika ng butil
nalaman kung aling butil ang tinatawag na elementarya
nakilala ang tipolohiya ng mga particle.
Sa susunod na aralin ay titingnan natin ang:
mas detalyadong pag-uuri ng elementarya na mga particle
mga uri ng pakikipag-ugnayan ng elementarya na mga particle
antiparticle.
At ngayon iminumungkahi ko na kumuha ka ng pagsusulit upang buhayin sa iyong memorya ang mga pangunahing punto ng materyal na aming pinag-aralan (Appendix 3).
5. Pagbubuod ng aralin.
Mga aktibidad ng guro: Pagbibigay ng mga marka sa mga pinakaaktibong mag-aaral.
6. Takdang-Aralin
Mga aktibidad ng guro:
1. § 114 - 115
2. abstract.
