高三物理教案 基本粒子

1、高三物理教案 根本粒子根本粒子與恒星演化三維教學(xué)目的1、知識(shí)與技能1理解構(gòu)成物質(zhì)的根本粒子及粒子物理的開展史;2初步理解宇宙的演化過程及宇宙與粒子的和諧統(tǒng)一。2、過程與方法1感知人類科學(xué)家探究宇宙奧秘的過程和方法;2可以打破傳統(tǒng)思維重新認(rèn)識(shí)客觀物質(zhì)世界。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1讓學(xué)生真正感受到自然的和諧統(tǒng)一并深知?jiǎng)?chuàng)立和諧社會(huì)的必要性;2培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。教學(xué)重點(diǎn)：理解構(gòu)成物質(zhì)的粒子和宇宙演化過程教學(xué)難點(diǎn)：各種微觀粒子模型的理解教學(xué)方法：老師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。一引入新課宇宙的起源一直是天文學(xué)中困難而又有啟發(fā)性的問題。宇宙學(xué)中大爆炸論的根本觀點(diǎn)是宇宙正在膨脹，要理解宇宙更早期的情況

2、，我們必須研究組成物質(zhì)的根本粒子。問題1：如今我們所知的構(gòu)成物體的最小微粒是什么?構(gòu)成物體的最小微粒為原子，不可再分其實(shí)直到19世紀(jì)末，人們都認(rèn)為原子是組成物質(zhì)不可分的最小微粒。20世紀(jì)初人們發(fā)現(xiàn)了電子，并認(rèn)為原子并不是不可以再分，而且提出了原子構(gòu)造模型的研究。問題2：如今我們認(rèn)為原子是什么構(gòu)造模型，由什么組成?如今我們認(rèn)為原子是核式構(gòu)造，說明原子可再分，原子核由質(zhì)子與中子構(gòu)成。二進(jìn)展新課1、根本粒子 不 根本1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)電子，1911年盧瑟福提出原子的核式構(gòu)造。繼而我們發(fā)現(xiàn)了光子，并認(rèn)為光子、電子、質(zhì)子、中子是組成物質(zhì)的不可再分的粒子，所以把它們叫根本粒子。那么隨著科學(xué)技術(shù)的開展它們

3、還是不是真正意義上的根本粒子呢?2、發(fā)現(xiàn)新粒子20世紀(jì)30年代以來，人們對(duì)宇宙線的研究中發(fā)現(xiàn)了一些新的粒子?？唇滩?03頁發(fā)現(xiàn)新粒子考慮：1從宇宙線中發(fā)現(xiàn)了哪些粒子?這些粒子有什么特點(diǎn)?2通過科學(xué)核物理實(shí)驗(yàn)又發(fā)現(xiàn)了哪些粒子?3什么是反粒子?4如今可以將粒子分為哪幾類?提示：11932年發(fā)現(xiàn)正電子;1937年發(fā)現(xiàn)1947年發(fā)現(xiàn)K介子與介子。2實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了許多反粒子，如今發(fā)現(xiàn)的粒子多達(dá)400多種。3許多粒子都存在著質(zhì)量與它一樣而電荷及其他一些物理性質(zhì)相反的粒子，叫做反粒子。4按粒子與各種互相作用的關(guān)系，可分為三大類：強(qiáng)子、輕子和媒介子。說明：強(qiáng)子：是參與強(qiáng)互相作用的粒子。 強(qiáng)子又分為介子和重子輕子

4、：輕子是不參與強(qiáng)互相作用的粒子。媒介子：傳遞各種互相作用的粒子。舉例：強(qiáng)子：質(zhì)子、中子輕子：電子、電子中微子媒介子：光子、膠子激發(fā)學(xué)生理解相關(guān)知識(shí)，更進(jìn)一步理解這個(gè)世界。比較三類粒子，讓學(xué)生形成直觀的認(rèn)識(shí)，知道三類粒子的主要作用。3、夸克模型問提：上述粒子是不是最小單位，有沒有內(nèi)部構(gòu)造呢?看教材第104頁夸克模型1964年提出夸克模型，認(rèn)為強(qiáng)子由更根本的成分組成，這種成分叫做夸克quark?？淇四Ｐ徒?jīng)過幾十年的開展，已被多數(shù)物理學(xué)家承受。那么，現(xiàn)代科學(xué)認(rèn)為夸克有哪幾種?有什么特征?提示：1上夸克、下夸克、奇異夸克、粲夸克、底夸克、頂夸克。提示：科學(xué)家們還未捕捉到自由的夸克?？淇瞬荒芤宰杂傻臓顟B(tài)

5、單個(gè)出現(xiàn)，這種性質(zhì)稱為夸克的禁閉。能否解放被禁閉的夸克，是物理學(xué)開展面臨的一個(gè)重大課題?？淇四Ｐ偷奶岢鍪俏锢韺W(xué)開展中的一個(gè)重大打破，它指出電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分?jǐn)?shù)電荷。而另一方面也說明科學(xué)正由于一個(gè)一個(gè)的打破才使得科學(xué)得到進(jìn)一步的開展。例1：+介子、-介子都是由一個(gè)夸克夸克u或夸克d和一個(gè)反夸克反夸克 或反夸克 組成的，它們的帶電荷量如下表所示，表中e為元電荷。- u d帶電量 +e -e以下說法正確的選項(xiàng)是 2019全國A.+由u和 組成 B.+由 和d組成C.-由u和 組成 D.-由 和d組成解析：根據(jù)各種粒子帶電情況，的帶應(yīng)為u和d+或-所以選AD4、宇宙的演化、恒星的演

6、化前面我們提到要理解宇宙起源需理解物質(zhì)的組成的粒子，這是因?yàn)樵谖锢韺W(xué)中研究微觀世界的粒子物理、量子理論，與研究宇宙的理論竟然互相溝通、互相支撐。閱讀教材第105頁宇宙演化并要求學(xué)生初步理解宇宙演化的開展過程。1宇宙演化過程和恒星演化過程宇宙大爆炸后，粒子家族宇宙形成之初：10-44秒后，溫度1032K，產(chǎn)生夸克、輕子、膠子等10-6秒后溫度1013K，夸克構(gòu)成了質(zhì)子和中子等強(qiáng)子時(shí)代溫度為1011K時(shí)，少量夸克，光子、大量中微子和電子存在輕子時(shí)代溫度109K時(shí)進(jìn)入核合成時(shí)代溫度降到3000K時(shí)，電子與質(zhì)子復(fù)合成氫原子冷卻，出現(xiàn)了宇宙塵埃 密集塵埃星云團(tuán) 開場發(fā)光一顆恒星誕生。恒星收縮升溫?zé)岷朔错?/p>

7、成氦氫大部分聚變?yōu)楹な湛s氦聚合成碳類似直到產(chǎn)生鐵元素。恒星最后的歸宿：恒星質(zhì)量小于太陽1.4倍白矮星恒星質(zhì)量是太陽1.42倍中子性5、課堂練習(xí)可選為例題練習(xí)1：目前普遍認(rèn)為，質(zhì)子和中子都由被稱為夸克和d夸克的兩類夸克組成，夸克帶電量為2e/3，d夸克帶電量為-e/3，e為元電荷，那么以下論斷可能的是 B A.質(zhì)子由1個(gè)夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)夸克和2個(gè)d夸克組成B.質(zhì)子由2個(gè)夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)夸克和2個(gè)d夸克組成C.質(zhì)子由1個(gè)夸克和2個(gè)d夸克組成，中子由2個(gè)夸克和1個(gè)d夸克組成D.質(zhì)子由2個(gè)夸克和1個(gè)d夸克組成，中子由1個(gè)夸克和1個(gè)d夸克組成練習(xí)2： 介子衰變方程為： -+o其中 介子和-介子帶負(fù)的基元電荷，o介子不帶電，如下圖，一個(gè) 介子沿垂直于磁場的方向射入