“基本”粒子 教學設(shè)計 高二下學期物理人教版（2019）選擇性必修第三冊+

教學設(shè)計

課程基本信息學科物理年級高三學期秋季課題第五章原子核5.“基本”粒子教學目標1.初步了解粒子物理學的基礎(chǔ)知識及粒子的分類。2.感悟人類對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認識是不斷深入的，通過對這些微觀世界相關(guān)內(nèi)容的學習形成相對完整、科學的物質(zhì)觀。教學內(nèi)容教學重點：1.認識粒子物理學的基礎(chǔ)知識2.了解粒子的分類。教學難點：1.隨著科學家發(fā)現(xiàn)了許多新粒子，體會原來的“基本粒子”不再“基本”。2.了解夸克模型。教學過程粒子的認識直到19世紀末，人們認為光子、電子、質(zhì)子和中子是組成物質(zhì)的不可再分的最基本的粒子，并把它們叫作“基本粒子”。后來科學家們逐漸發(fā)現(xiàn)了數(shù)以百計的不同種類的新粒子，它們并不能看作由質(zhì)子、中子、電子組成的；另外，科學家們又發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子等本身也有自己的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。從20世紀后半期起，就將“基本”二字去掉，統(tǒng)稱為粒子。發(fā)現(xiàn)新粒子下表呈現(xiàn)的是自20世紀30年代至今物理學家通過實驗發(fā)現(xiàn)的一部分新粒子。它們是：正電子，μ子，K介子，π介子，超子反質(zhì)子，電子中微子，μ子中微子……還發(fā)現(xiàn)了反粒子：質(zhì)量、壽命、自旋等物理性質(zhì)與過去已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子相同，而電荷等其他性質(zhì)相反。粒子的分類現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子達400多種。它們大體可被分為強子、輕子、規(guī)范玻色子和希格斯玻色子幾種類別：1.強子：強子是參與強相互作用的粒子。質(zhì)子和中子都是強子。2.輕子：輕子不參與強相互作用。目前發(fā)現(xiàn)的輕子只有6種：電子、電子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子中微子?，F(xiàn)代實驗還沒有發(fā)現(xiàn)輕子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。3.規(guī)范玻色子：規(guī)范玻色子是傳遞各種相互作用的粒子，如光子、中間玻色子（W和Z玻色子）、膠子。光子傳遞電磁相互作用，中間玻色子傳遞弱相互作用，膠子傳遞強相互作用。4.希格斯玻色子：希格斯玻色子是希格斯場的量子激發(fā)?；玖Ｗ右蚺c希格四、夸克模型夸克模型的提出是物理學發(fā)展中的一個重大突破，它指出電子電荷不再是電荷的最小單元，即存在分數(shù)電荷?？茖W家們直到今天還從未捕捉到自由的夸克。夸克不能以自由的狀態(tài)單個出現(xiàn)，這種性質(zhì)稱為夸克的“禁閉”。在夸克模型的基礎(chǔ)上，科學家們發(fā)展出了描述強相互作用的系統(tǒng)理論——量子色動力學。以量子色動力學和電弱統(tǒng)一理論為核心，人們已經(jīng)完成了一整套關(guān)于粒子的理論，稱為粒子物理標準模型。標準模型和大量實驗吻合得很好，取得了很大的成功