• 교육적인:

• 교육적인:

수업 유형

레슨 장비

"바코틴"

시립 교육 기관

Khleborodnenskaya 중등 학교

바코틴 로만 블라디미로비치

와 함께. 클레보로드노예, 2015

수업 목표:

교육적인 : 원자 구조에 대한 지식을 체계화하고, 새로운 소립자에 대한 개념을 소개하며, 소립자 물리학의 발전 단계 간의 관계를 입증합니다.

교육적인: 교과서나 참고서를 다룰 때 학생의 독립적 사고 수준을 확인합니다. 창의적인 검색의 요소를 형성합니다.

교육적인: E. Rutherford, A.F.의 작품의 중요성을 보여줍니다. 현대 과학에 대한 Ioffe, 논리적 사고의 문화 배양, 그룹 작업을 위한 의사소통 기술 개발.

수업 유형: 결합(ICT 활용)

레슨 장비: 컴퓨터, 멀티미디어 프로젝터, 스크린, 멀티미디어 프리젠테이션, 물리학자의 초상화(또는 프리젠테이션에 있는 사진).

수업 중에는

공과 주제 소개.

슬라이드 1(부록 1)

V.Ya.Bryusov. 전자의 세계

아마도 이 전자들은 -

5개 대륙으로 구성된 세계

그리고 40세기의 기억!

100개의 행성이 있는 우주;

하지만 여기에 없는 것도 있습니다.

그들의 조치는 작지만 여전히 동일합니다.

같은 세상에 오만함이 있습니다 ...

선생님: V. Ya. Bryusov의 시를 분석하고 질문에 답해 봅시다.

오늘은 무엇에 대해 이야기할까요?

시인은 전자의 구조를 어떻게 상상합니까?

이것이 전자에 관한 현대적인 생각과 어떻게 들어맞나요?

선생님: 예, 오늘 우리는 물질의 구조에 대한 지식을 반복하고 소립자 물리학의 발전 단계에 대한 비교 분석을 수행할 것입니다.

숙제 확인 중

1. 1. 구술면접

슬라이드 2(부록 1)

원자는 어떤 입자로 구성되어 있나요?

원자의 크기는 얼마입니까?

1.2 크로스워드 퍼즐 작업

크로스워드 (부록 2)

1.3 카드 작업

각 그룹은 과학자들의 전기(Rutherford, Thomson, Ioffe에 관한 메시지 - 부록 3, 4, 5 ). 이 과학자들이 원자 물리학 분야에서 유명해진 이유를 말할 필요가 있습니다.

새로운 자료를 학습합니다.

선생님: 우리가 이미 알고 있듯이 "ATOM"이라는 용어는 고대에 데모크리토스에 의해 제안되었습니다. 현대 연구는 그의 가정을 확인했을 뿐만 아니라 물질 구조에 대한 정보를 크게 확장했습니다.

이 분야의 연구는 세 단계로 나눌 수 있다. 그들 각각은 고유한 특성과 근본적인 의미를 가지고 있었습니다.

교과서 작업하기

각 그룹은 한 단계씩 진행하여 그것에 익숙해지고 마커를 사용하여 큰 종이 위에 테이블을 만듭니다.

예제 테이블에는 다음 열이 포함될 수 있습니다(학생의 선택).

실제 사전 작업

별도로, 우리는 다른 그룹에 대해 설명해야 할 알려지지 않은 용어를 사전에 기록합니다(예: STRANGEness, HADRONS, QUARKS, LEPTONS 용어).

연구한 자료에 대한 메시지 (단계순으로 진행됩니다)

세 개의 포스터와 테이블이 칠판에 제시되어 있으며, 각 포스터는 보고되어야 합니다.

노트북 작업

제안된 테이블을 고려해야 합니다.

조정하세요.

노트에 적어보세요.

일반화된(조정된) 표를 슬라이드에 표시할 수 있습니다.

슬라이드 3(부록 1)

예시 테이블.

무대 지속 시간	예명	메인 콘텐츠
	전자에서 양전자로
	양전자에서 쿼크까지
1964년 -…..현재까지

반사.

슬라이드 4(부록 1)

통합할 질문:

숙제.

문단 93. 페이지 224-227 문단에 대한 질문 만들기

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"부록 2"

1. 전기가 통하지 않는 물질. 2 및 6. 실험을 통해 전자의 존재를 증명하고 전자의 전하 측정을 가능하게 한 과학자. 3. 전하의 몸체에 메시지를 보냅니다. 4 및 5. 원자핵을 구성하는 입자. 7. 하나 이상의 전자를 잃거나 얻은 원자. 8. 전하를 감지하는 데 사용되는 장치입니다. 9. α입자를 방출하는 물질의 하나.

선택한 셀에 세로로 : 원자 구조의 핵 모델의 기초가 되는 경험을 가진 과학자.

크로스워드 답변.수평으로: 1. 유전체. 2.밀리켄. 3. 전기화. 4. 뉴런. 5. 양성자. 6. 아이오프. 7. 이온. 8. 검전기. 9. 라듐. 수직으로:러더퍼드.

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"부록 3"

어니스트 러더퍼드의 전기

러더퍼드 어니스트(1871-1937), 영국 물리학자, 방사능 교리와 원자 구조의 창시자 중 한 명, 과학 학교의 창시자.

1871년 8월 30일 뉴질랜드 스프링 브로브(Spring Brove)에서 스코틀랜드 이민자 가족으로 태어났습니다. 그의 아버지는 기계공이자 아마 농부로 일했고, 그의 어머니는 교사였습니다. 어니스트는 러더퍼드의 12남매 중 넷째였으며 가장 재능이 뛰어났습니다.

이미 초등학교를 마치고 첫 번째 학생으로서 그는 교육을 계속하기 위해 50파운드 스털링의 보너스를 받았습니다. 덕분에 러더퍼드는 뉴질랜드 넬슨 대학에 입학했다. 대학을 졸업 한 후 청년은 캔터베리 대학교에서 시험에 합격했으며 여기에서 물리학과 화학을 진지하게 공부했습니다.

그는 과학 학생회 창설에 참여했으며 1891년에 "원소의 진화"라는 주제에 대한 보고서를 작성했는데, 여기서 원자는 동일한 구성 요소로 구성된 복잡한 시스템이라는 아이디어가 처음으로 표명되었습니다.

원자의 불가분성에 대한 J. Dalton의 생각이 물리학을 지배하던 당시, 이 아이디어는 터무니없는 것처럼 보였고, 젊은 과학자는 "명백한 넌센스"에 대해 동료들에게 사과해야 했습니다.

사실, 러더퍼드는 12년 후에 자신이 옳았다는 것을 증명했습니다. 대학을 졸업한 후 어니스트는 고등학교 교사가 되었지만 이 직업은 분명히 그의 마음에 들지 않았습니다. 다행스럽게도 그해 최고의 졸업생이었던 러더퍼드는 장학금을 받게 되었고, 영국 과학의 중심지인 케임브리지로 가서 학업을 이어갔습니다.

Cavendish Laboratory에서 Rutherford는 반경 3km 이내의 무선 통신용 송신기를 만들었지 만 이탈리아 엔지니어 G. Marconi에게 그의 발명을 우선시했으며 그 자신이 가스와 공기의 이온화를 연구하기 시작했습니다. 과학자는 우라늄 방사선에 알파선과 베타선이라는 두 가지 구성 요소가 있음을 발견했습니다. 그것은 계시였습니다.

몬트리올에서 토륨의 활동을 연구하던 중 러더퍼드는 새로운 가스인 라돈을 발견했습니다. 1902년에 그의 저서 "방사능의 원인과 본질"에서 과학자는 방사능의 원인이 일부 원소가 다른 원소로 자발적으로 전이된다는 생각을 처음으로 표현했습니다. 그는 알파 입자가 양전하를 띠고 그 질량이 수소 원자의 질량보다 크며 전하가 두 전자의 전하와 거의 같으며 이는 헬륨 원자를 연상시킨다는 것을 발견했습니다.

1903년에 러더퍼드는 런던 왕립학회의 회원이 되었고, 1925년부터 1930년까지 회장을 역임했습니다.

1904년에 과학자의 기본 저서인 "방사성 물질과 그 방사선"이 출판되어 핵 물리학자들을 위한 백과사전이 되었습니다. 1908년 러더퍼드는 방사성 원소 연구로 노벨상 수상자가 되었습니다. 맨체스터 대학의 물리학 실험실 책임자인 러더퍼드는 그의 학생들인 핵물리학자 학교를 창설했습니다.

그들과 함께 그는 원자를 연구했고 1911년 마침내 원자의 행성 모델에 도달했으며, 그는 철학 저널 5월호에 게재된 기사에서 이에 대해 썼습니다. 이 모델은 즉시 받아들여지지 않았고, 러더퍼드의 학생들, 특히 N. 보어(N. Bohr)에 의해 개선된 후에야 확립되었습니다.

과학자는 1937년 10월 19일 케임브리지에서 사망했습니다. 영국의 많은 위대한 인물들처럼 어니스트 러더퍼드(Ernest Rutherford)도 세인트 폴 대성당의 "Science Corner" 옆에 있는 Newton, Faraday, Durenne, Herschel에 머물고 있습니다.

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"부록 4"

조지 톰슨의 전기

영국의 물리학자 조지 패짓 톰슨(George Paget Thomson)은 1892년 5월 3일 케임브리지에서 물리학자의 가족으로 태어났습니다. 1910년 트리니티 칼리지에 입학한 그는 이듬해 4학년이 되었고 1914년 수학과 자연과학 분야에서 첫 상을 받았습니다. 같은 대학교에서 학사 학위를 취득한 후 그는 케임브리지 코퍼스 크리스티 칼리지의 연구원이자 수학 교사가 되어 1922년까지 이곳에서 일했습니다.

전쟁 중에 조지 톰슨(George Thomson)은 프랑스에서 중위로 복무한 후 영국으로 돌아와 항공기 건설 개선을 위해 4년 동안 일했습니다. 비행법을 배운 후 Thomson은 첫 번째 교과서인 Applied Aerodynamics(1919)를 집필했습니다.

1922년 조지 톰슨(George Thomson)은 스코틀랜드 애버딘 대학교(University of Aberdeen)의 자연 철학 교수가 되었고, 1930년 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)의 물리학 교수로 임명될 때까지 이 직위를 유지했습니다. 1952년에 그는 코퍼스 크리스티 칼리지(Corpus Christi College)의 학장으로 캠브리지로 돌아왔고, 1962년 은퇴할 때까지 그곳에서 근무했습니다. 그가 이론 물리학에 가장 중요한 공헌을 한 곳은 애버딘에서였습니다.

George Thomson의 주요 연구 분야는 원자 및 핵 물리학, 양자 역학, 공기 역학, 가스 방전에 관한 것입니다. K. 데이비슨과는 별도로 그는 전자의 파동성을 실험적으로 입증한 전자 회절 현상을 발견했습니다. George Thomson은 또한 전자사진의 기하학과 산란 이론을 탐구했습니다.

조지 톰슨(George Thomson)과 데이비슨(Davisson)은 “결정에 의한 전자 회절에 대한 실험적 발견”으로 1937년 노벨 물리학상을 공동 수상했습니다.

1937년 이후 조지 톰슨(George Thomson)은 영국 항공부의 과학 고문으로 거듭 활동했습니다. 1941년 그가 이끄는 위원회는 원자폭탄 생산이 가능하다는 결론을 영국 정부에 전달했다. 이 권고는 맨해튼 프로젝트에 참여하기로 한 영국의 결정에 영향을 미쳤습니다. 제2차 세계대전 이후 조지 톰슨(George Thomson)은 제어 융합 로봇에 적극적으로 참여했습니다. 그는 평화적 목적을 위한 원자력 개발에 대한 국제 협력을 적극적으로 지원했습니다. 그는 1951년에 우주선의 우주 입자를 연구하면서 물리학에 마지막으로 기여했습니다.

조지 톰슨(George Thomson)은 1943년에 귀족 작위를 받았습니다. 그의 많은 수상 경력으로는 런던 왕립학회의 휴즈 메달(1939), 왕립 메달(1949), 전기전자공학협회의 프랭클린 메달(1960), 패러데이 메달(1960) 등이 있습니다. 그는 미국 예술과학아카데미, 리스본 과학아카데미, 오스트리아 과학아카데미의 해당 회원이었습니다.

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"부록 5"

Abram Fedorovich Ioffe의 전기

A.F. Ioffe는 1980년 10월 29일 Poltava 지방의 작은 마을 Romny에서 태어났습니다. Romny에는 체육관이 없었습니다. 그가 입학 한 남자 실제 학교 만있었습니다. 그의 동급생이 S.P.로 밝혀진 것은 주목할 만합니다. Timoshenko는 나중에 소련 과학 아카데미의 외국인 회원이자 주요 기계공이었습니다. Ioffe는 학교에 다니면서 물리학에 관심을 갖게 되었습니다. 그는 종종 이것이 교사의 영향으로 인한 것이 아니라 오히려 그럼에도 불구하고 학교의 교육 수준이 매우 낮았고 교사는 무엇보다도 충실한 관리였습니다.

알려진 바와 같이, 혁명 이전에는 대학에 입학하려면 체육관에서만 가르쳤던 고대 언어를 알아야 했습니다. 따라서 실제 학교 A.F.를 졸업 한 후. Ioffe는 상트 페테르부르크 공과 대학을 선택했는데, 그의 의견으로는 물리학을 최대한 배울 수있었습니다. 이 연구소에서 특히 I.I. 보그먼, N.A. Gezehus, B.L. Rosing 및 기타 물리학과 함께 Ioffe는 19세기 말부터 20세기 초까지 생물학적 응용 분야에서 많은 일을 했습니다. 그것은 특이한 것 이상이었습니다. 이 연구는 중요한 과학적 결과를 제공하지는 않았지만 생물학 문제에 물리학을 적용하는 것이 유익하다는 그의 확신을 강화했습니다.

기술 연구소에서 Ioffe는 주로 여름 인턴십 기간 동안 순수 엔지니어링 작업에도 참여했습니다.

기술 연구소를 졸업한 후(1902), A.F. N.A. 의 추천을 받은 Ioffe. Gezehus 및 도량형 회의소 소장 N.E. Egorova는 그해 V.K.가 일했던 뮌헨으로갔습니다. 엑스레이.

Roentgen 실험실에서 수년간 근무한 기간(1903-1906) A.F. Ioffe는 여러 가지 주요 연구를 수행했습니다. 여기에는 라듐의 "에너지 전력"을 결정하기 위한 정밀 실험이 포함됩니다.

A.F의 작품 뮌헨 시대에 수행된 결정의 기계적, 전기적 특성에 대한 Ioffe의 연구는 체계적이었습니다. 이를 수행하는 과정에서 수정석영을 예로 들어 탄성후유증의 효과를 연구하고 정확하게 설명하였다.

A.F.는 석영의 전기적 특성과 X선, 자외선 및 자연광이 결정의 전도성에 미치는 영향을 연구했습니다. 내부 광전 효과의 발견, 결정을 통과하는 전류의 흐름을 설명하는 옴의 법칙 적용 한계의 명확화, 전극 근처 영역에서 발생하는 독특한 현상에 대한 연구에 만족합니다.

Ioffe의 이 모든 연구는 그가 연구한 과정의 메커니즘에 대해 깊이 생각하고 고체의 원자-전자 현상에 대한 이해를 확장하는 탁월한 정밀도로 실험을 수행한 물리학자로서의 명성을 확보했습니다.

A.F. Ioffe는 뮌헨에 머물겠다는 Roentgen의 아첨하는 제안을 거부하고 1905년 뮌헨 대학에서 박사 학위 논문을 훌륭하게 옹호한 후 뮌헨 대학에서 계속 연구하고 강의했습니다.

1906년부터 A.F. Ioffe는 상트페테르부르크 폴리테크닉 연구소에서 수석 실험실 조교로 일하기 시작했습니다. V.V. Skobeltsyn, Ioffe, 1906-1917. 외부 광전 효과에 대한 아인슈타인의 양자 이론을 확인하고, 전자 전하의 세분화된 특성을 증명하고, 음극선의 자기장을 결정하기 위한 훌륭한 연구가 수행되었습니다(석사 논문, 상트페테르부르크 대학교, 1913). 이와 함께 A.F. Ioffe는 그의 박사 학위 논문(Petrograd University, 1915)에서 석영과 기타 결정의 탄성 및 전기적 특성에 대해 뮌헨에서 시작된 연구를 계속하고 일반화했습니다. 1914년 과학 아카데미에서 A.F. Ioffe Prize의 이름을 따서 명명되었습니다. S.A. 이바노바.

A.F. Ioffe, 두 가지를 더 추가하겠습니다. 그 중 하나는 M. Planck의 고전 연구가 더욱 발전된 열 복사에 대한 과학자의 이론적 작업입니다.

그는 이 연구소의 교사인 M. V. Milovidova-Kirpicheva와 협력하여 Polytechnic Institute의 물리 실험실에서 또 다른 작업을 수행했습니다. 이 연구는 이온 결정의 전기 전도도를 조사했습니다. 이온 결정의 전기 전도도에 대한 연구 결과는 1차 세계 대전이 끝난 후 A.F.에 의해 훌륭하게 보고되었습니다. 1924년 솔베이 회의에서 Ioffe는 다음과 같이 말했습니다.

유명 참가자들 사이에서 활발한 토론이 이루어졌고, 그들의 완전한 인정을 받았습니다.

1926년 Ya.I. Frenkel은 A.F. Ioffe와 M.V. Milovidova-Kirpicheva는 격자의 열해리에 관해 고체의 수송 현상에 대한 운동 이론을 개발했으며 1933년에 반도체의 전기 전도성에 대한 구멍 이론을 개발했습니다.

집중적인 연구 작업과 함께 A.F. Ioffe는 가르치는 데 많은 시간과 노력을 쏟았습니다. 그는 1915년에 교수가 된 폴리테크닉 대학(Polytechnic Institute)뿐만 아니라 도시에서 유명한 P.F. Lesgaft는 Mining Institute와 대학에서 근무했습니다. 하지만 이번 활동에서 가장 중요한 것은 Ioffe였습니다.

1916년 폴리테크닉 연구소에서 새로운 물리학에 관한 세미나를 조직했습니다. A.F. 처음에는 참가자였고 나중에는 세미나의 리더가 된 Ioffe는 그러한 회의를 진행하는 놀라운 스타일을 개발하여 그에 합당한 명성을 얻었고 그를 학교의 수장으로 특징지었습니다. Polytechnic Institute의 Ioffe 세미나는 결정 물리학의 가장 중요한 중심지로 간주됩니다.

미래 국가 방사선 및 방사선 연구소의 물리 및 기술 부서에 대한 계획 개발은 A.F. Ioffe. 이 연구소는 1918년 9월 23일에 설립되었으며, 1921년에 물리기술 부서는 독립적인 주립 물리기술 방사선 연구소(PTI)가 되었으며, 이 연구소는 30년 이상 A.F.가 이끌었습니다. Ioffe.

물리기술연구소(Physicotechnical Institute)의 창설과 함께 A.F. Ioffe는 1919년에 폴리테크닉 연구소에서 물리적, 기계적 교수진이라는 새로운 유형의 교수진을 조직한 공로를 인정받았으며, 그는 또한 30년 이상 이 교수진의 학장을 역임했습니다.

A.F. Ioffe는 그가 변함없이 이끄는 실험실 중 하나인 물리 기술 연구소의 벽 안에 집중되어 있었지만 연구 주제와 이름은 변경되었습니다. 1920년대에는 고체의 기계적, 전자적 특성을 연구하는 것이 주요 연구 방향이었습니다.

1930년대 초에는 물리기술연구소(Physicotechnical Institute)가 새로운 주제로 전환되면서 시작되었습니다. 주요 분야 중 하나는 핵물리학이었습니다. A.F. Ioffe는 이에 직접 참여했지만 물리학 분야의 급속한 성장을 관찰하면서 과학 기술의 발전에서 미래의 역할을 빠르게 인식했습니다. 따라서 1932년 말부터 핵물리학은 물리기술연구소의 업무 범위에 확고히 들어갔습니다.

30년대 초부터 A.F.의 독자적인 과학 연구. Ioffe는 또 다른 문제인 반도체 물리학 문제에 중점을 두었고 Physicotechnical Institute의 그의 실험실은 반도체 실험실이되었습니다.

1950년 A.F. Ioffe는 열전퇴에 사용되는 반도체 재료에 대한 요구 사항을 공식화하고 최대 효율을 보장하는 이론을 개발했습니다. 이후 1951년 L.S. A.F. Ioffe와 Yu.P. Maslakovets는 세계 최초의 냉장고를 개발했습니다. 이는 열전 냉각이라는 새로운 기술 분야 개발의 시작을 의미했습니다. 해당 냉장고와 온도 조절 장치는 이제 무선 전자 장치, 기기 제작, 의학, 우주 생물학 및 기타 과학 기술 분야의 여러 문제를 해결하기 위해 전 세계적으로 널리 사용되고 있습니다.

A.F.의 생애 말년 Ioffe는 새로 창설된 반도체 연구소의 벽 안에서 즐거운 창의성의 표시를 받으며 지나갔습니다. 1954년 이래, 그의 과학 활동을 반영하여 존경받는 과학자가 과학 저널에 출판하는 출판물 수가 급격히 증가했습니다. 그의 연기는 놀라움과 감탄을 자아낼 수밖에 없었다. A.F. 의 책 중 하나가 당연합니다. 열전이라는 주제에 관한 Ioffe는 “성경의 책”으로 불려 왔습니다.

열전".

Abram Fedorovich는 80번째 생일을 2주 앞둔 1960년 10월 14일에 사망했습니다. 그러나 물리학 자이자 과학 조직자로서의 뛰어난 능력과 높은 개인적 자질 덕분에 Abram Fedorovich Ioffe는 물리 기술 연구소의 벽 내에 재능의 빠른 성숙을 위해 매우 유리한 토양을 만들 수있었습니다. 이것이 그의 조국과 과학에 대한 그의 지속적인 봉사입니다.

프레젠테이션 콘텐츠 보기
"부록 1"

"개발의 세 단계

물리학자

기본 입자"

바코틴 로만 블라디미로비치

와 함께. 클레보로드노예, 2015

V.Ya.Bryusov. 전자의 세계

아마도 이 전자들은 -

5개 대륙으로 구성된 세계

예술, 지식, 전쟁, 왕좌

그리고 40세기의 기억!

또한 아마도 모든 원자는 -

100개의 행성이 있는 우주;

압축된 볼륨으로 여기에 있는 모든 것이 거기에 있습니다.

하지만 여기에 없는 것도 있습니다.

그들의 조치는 작지만 여전히 동일합니다.

여기처럼 끝이 없습니다.

여기처럼 슬픔과 열정이 있습니다.

같은 세상에 오만함이 있습니다 ...

• 어떤 입자를 기본이라고 부르나요?
• 기본 입자는 무엇입니까?
• 원자는 어떤 입자로 구성되어 있나요?
• 원자의 구조에 대해 어떤 과학자들이 예측을 하였습니까?
• 톰슨과 러더퍼드 이론의 본질은 무엇입니까?
• 원자의 크기는 얼마입니까?

무대 지속 시간

예명

메인 콘텐츠

전자에서 양전자로

세상의 변화는 원자의 단순한 재배열이다. 변하지 않는 채로 남아 있는 원자 자체를 제외하고 세상의 모든 것은 변합니다. 원자의 구조가 발견되었고 전자는 원자의 필수적인 부분으로 분리되었습니다.

양전자에서 쿼크까지

1964년 -…..현재까지

모든 기본 입자는 서로 변환됩니다. 이러한 변형은 존재의 주요 사실입니다. 기본 입자는 모든 물질이 구성되는 기본적이고 분할할 수 없는 입자입니다. 그러나 불가분성이 내부 구조가 부족하다는 의미는 아닙니다.

쿼크 가설에서 현대까지

"이상한", "매혹적인" 입자 그룹의 발견, 공명. "쿼크"의 발견, 그 수와 분수 전하.

• 오늘은 어떤 새로운 입자를 배웠나요?

• 입자물리학에서는 몇 단계로 구분할 수 있나요?

• 네 번째 단계가 출현하기 위한 전제 조건이 있습니까?

11학년 물리학 수업

"기본 입자의 세계"

물리학 교사

GBOU 중학교 603호

세인트 피터스 버그

두빌야스 나탈리아 유리예브나

(슬라이드 번호 1) 주제: 기본 입자. 기본적인 상호 작용.

표적: 물질의 구조에 대한 현대적인 아이디어를 바탕으로 과학적이고 유물론적인 세계관과 전체적인 세계 그림을 계속 형성합니다.

작업:

교육적인 :

학생들이 "기본 입자"라는 주제에 대한 지식을 습득했는지 확인하십시오. 기본 상호작용”은 “소립자”의 개념을 제시하고 소립자 이론 발전의 역사를 보여줍니다. 학생들에게 기본 입자 분류의 기초를 소개합니다. 기본적인 상호작용에 대한 지식을 일반화하고 통합합니다.

교육적인:

교육 자료 분석 능력 향상 독립적으로 결론을 내리고, 사고력, 인지 활동 및 독립성을 발전시킵니다.

교육자:

재미있는 자료, 교육 활동 문화를 통해 주제에 대한 관심을 키우고 교실에서 유리한 심리적 환경을 조성하며 현대 과학의 성과에 대한 존중을 심어줍니다.

수업 유형: 새로운 지식을 연구하고 처음에 통합하는 수업.

수업 형식: 대화의 요소와 독립적인 작업을 포함한 강의입니다.

교육 방법: 시험 완료에 대한 언어적, 시각적, 독립적인 작업입니다.

학생 활동 형태: 정면, 집단, 개인.

장비: PC, 멀티미디어 프로젝터, 표준 물리실 장비, 유인물(테이블)

강의 계획:

조직 단계.

기본 지식을 업데이트합니다.

새로운 자료를 학습합니다.

숙제.

교훈과 반성을 요약합니다.

수업 중:

조직 단계.

인사말, 학생들의 수업 준비 상태를 확인합니다.

(슬라이드 2번) 푸쉬킨은 놀라운 시를 가지고 있습니다.

제명:

에 대한! 우리가 얼마나 많은 놀라운 발견을 했는지

깨달음의 정신을 준비하라

그리고 경험, 어려운 실수의 아들,

그리고 천재여, 역설의 친구여,

그리고 우연이여, 발명가 신이시여...

AS 푸쉬킨

이 대사는 생각의 깊이에 놀랐습니다. 여기에는 현대 물리학의 원리를 시적으로 표현한 내용이 담겨 있습니다. 여기에는 연속 근사 방법(경험, 어려운 실수의 아들), 기발한 아이디어가 필요한 역설 해결을 통한 개발(천재, 역설의 친구), 정보 선택 아이디어에 대한 힌트가 있습니다. 소음에서 (발명가는 신일 가능성이 높습니다). 이 선은 현대 지식의 원리(순환성의 원리)를 표현한다고 말할 수 있습니다. 오늘 우리 수업은 과학의 가장 진보된 분야인 입자물리학에 집중할 것입니다.

기본 지식을 업데이트합니다. (슬라이드 번호 3)

학생의 과제: 답변질문:

1) 우리 주변의 세상은 무엇으로 구성되어 있습니까?

2) 몸은 무엇으로 만들어졌나요?

3) 물질의 가장 작은 입자는 무엇입니까?

4) 분자는 무엇으로 만들어졌나요?

5) 그리스어로 번역된 원자는 "분할할 수 없음"을 의미합니다. 진짜야?

6) 원자의 구조에 대해 우리는 무엇을 알고 있습니까?

7) 어떤 기본입자를 알고 있나요? 현대 물리학의 관점에서 초등학생이라고 부를 수 있습니까?

(광자, 양성자, 전자, 중성자, 중성미자)

새로운 자료를 학습합니다.

(슬라이드 번호 4) 보드에 다이어그램이 나타났습니다.

자연 -

몸 -

물질 -

분자 -

원자 -

핵심 -

핵자 – 양성자, 중성자

전자.

(슬라이드 번호 4) 이것이 초소형에서 발생하는 현상을 연구하는 소립자 물리학이라는 새로운 물리학 분야가 탄생한 방법입니다.아르 자형 = 10 -15 티 = 10 -8 1GeV).

이미 우리에게 알려진 소립자의 주요 특성을 생각해 봅시다.

(노트에 표를 붙여넣으세요)

입자

상징

휴식 미사

요금

일생

전자

양성자

중성자

중성 미자

광자

이자형 –

피

N

ν

γ

중 이자형

1836 ,1 중 이자형

1838,6 중 이자형

10 – 4 중 이자형

0

-1

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물리학은 다음과 같은 특정 질문에 직면했습니다. (어떤 질문을 할 수 있나요?)

그들의 속성은 무엇입니까?

새로운 것이 열리나요? (슬라이드 번호 5)

(슬라이드 번호 6) 소립자 물리학의 발전 역사에서는 3단계를 구분하는 것이 일반적입니다.

1단계 – 데모크리토스 원자부터 1932년까지.

세계에서 관찰되는 변형은 단순한 원자 재배열입니다. 원자는 불변입니다.

2단계 – 1932년부터 1964년까지.

1932년 과학사에 '기적의 해'로 기록됐다. 첫 번째 기적은 중성자의 발견으로 혁명적인 의미를 가졌습니다. 이는 실제로 물리학에서 전자기 개념의 붕괴를 의미했기 때문입니다. 이전에 FCM은 전자기와 중력이라는 두 가지 기본 상호 작용을 기반으로 구축되었으며 전자, 양성자 및 광자라는 세 가지 "우주의 구성 요소"로만 작동했습니다. 중성자의 출현으로 물리학에 추가적인 근본적인 상호 작용이 나타나 핵 또는 강이라고 불리기 시작했습니다. 핵의 양성자-중성자 모델이 즉시 제안되었으며, 이에 따르면 핵은 강한 상호작용에 의해 결합된 양성자와 중성자로 구성됩니다.

추가 연구를 통해 이미 알려진 입자와 달리 중성자는 불안정하다는 것이 밝혀졌습니다. 중성자는 자발적으로 다른 입자로 변하며, 그 중 하나는 P에 의해 그 존재가 예측되었지만 나중에 1955년에 발견된 입자인 중성미자입니다. 1931년의 디랙.

(슬라이드 번호 7) 이 중성자 변환은 또 다른 상호작용, 즉 약한 상호작용으로 인해 발생합니다. 이것이 기본적인 상호 작용의 네 번째입니다.

상호 작용

상호작용하는 입자

최대 범위

상대적인 상호작용력

상호작용의 미디어

중력

모든 입자

10 -39

중력자

전자기

전하를 띤 입자

10 -2

광자

강한

핵자

쿼크

10 -15

중간자

글루온

약한

렙톤

쿼크

10 -17

10 -3

중간 보존

하지만! 기적의 해는 아직 끝나지 않았습니다. 미국의 물리학자 K.D. 앤더슨은 최초의 반입자인 양전자를 발견했는데, 그 존재는 1928년 P. Dirac에 의해 이론적으로 예측되었습니다.

(슬라이드 번호 8) 양전자는 높은 에너지를 갖는 감마 양자로부터 형성됩니다: γ → e - + 전자 + (전자-양전자 쌍).

여기서 한 가지 더 중요한 점을 언급해야 합니다.

양전자의 발견으로 물질과 장 사이의 구분이 무너졌습니다. 장은 물질로 변할 수 있고, 물질은 장으로 변할 수 있다는 것이 밝혀졌습니다.

소멸 반응: e - + 전자 + → γ + γ

이제 모든 입자에는 반입자가 있다는 것이 밝혀졌습니다. 입자의 "기본적인" 성질에 대한 과학자들의 이해는 반입자가 발견되면서 바뀌었습니다.

1932년 초에 전자, 양성자, 중성자, 광자 등 4개의 기본 입자가 알려졌다면 20세기 중반에는 실험 물리학의 무기고에 강력한 가속기가 등장했으며 새로운 기술을 사용하여 발견된 기본 입자의 수가 크게 증가했습니다. , 그 수는 수백 개로 측정되기 시작했습니다 (현재까지 약 400 개의 입자가 발견되었습니다). 그중에는 중간자, 보존, 하이퍼론 등이 있습니다.

거의 모두 불안정한 것으로 나타났습니다. 가장 오래 지속되는 입자는 중성자(15분)입니다.

(슬라이드 번호 9) 또한 모든 입자는 다양한 변형(자발적 또는 다른 입자와의 충돌)을 경험할 수 있으며 이것이 특징입니다. (써 내려 가다)

1964년에 미국 물리학자 M. Gell-Mann과 독립적으로 J. Zweig는 강하게 상호 작용하는 입자가 쿼크라고 불리는 세 개의 입자로 구성된다는 가설을 제시했습니다. 이때부터 입자물리학이 시작됐다.

3단계, 그것은 오늘날까지 계속되고 있습니다. 실험 방법도 더욱 복잡해졌습니다.

(슬라이드 번호) 2008년에는 스위스와 프랑스에 위치한 대형 강입자 충돌기가 발사되었습니다. 크기 때문에 크다고 불립니다. 고리의 직경은 27km입니다. LHC를 건설하는 데는 80억 달러와 20년이 걸렸습니다. 수천 개의 탐지기에서 얻은 정보를 기록하기 위해 지구상에서 가장 큰 파일 저장소 중 하나가 만들어졌습니다. LHC를 이용하면 이전에는 불가능했던 실험이 가능해집니다.

지식의 기본 이해 및 통합.

(슬라이드 번호) 그래서,

현대 물리학에서 소립자는 원자나 원자핵이 아닌 물질의 가장 작은 입자를 말합니다.

2) 기본 입자의 주요 특성을 강조하기 위해 함께 노력합시다.

무게;

요금;

일생;

상호전환성;

기본적인 상호 작용에 참여합니다.

그리고 우리 귀에 전혀 생소한 이름을 가진 다른 것들도 있습니다.

중입자 전하;

낯설음, 매력,...

3) 입자물리학은 초소형에서 발생하는 현상을 연구한다.아르 자형 = 10 -15 m) 거리, 초단거리(티 = 10 -8 c) 일정 기간 및 초고에너지(E 1GeV).

4) 상호전환성은 모든 소립자의 특징적인 특성이다.

5) 반입자의 존재;

6) 장을 물질로, 물질을 장으로 변환(입자 및 반입자의 소멸);

7) EC 수가 400개를 초과하여 분류할 필요가 있다.

8) 기본 입자를 분류하기 위해 몇 가지 일반적인 특성을 선택할 수 있지만 EC를 분류하는 가장 성공적인 방법 중 하나는 입자 상호 작용을 기반으로 합니다.

(표 2) (슬라이드 번호)

얻은 지식을 통합하려면 시험을 치르는 것이 좋습니다. (학생들은 추가 자가 테스트를 통해 테스트를 받습니다)

시험.

다음 방사선 중 자기장에서 편향되지 않는 것은 무엇입니까?

알파 – 입자;

양성자 플럭스;

베타입자;

감마선.

원자의 구조에 관한 어떤 생각이 옳습니까? 원자의 대부분은 집중되어 있다..

핵에서 전자 전하는 양수입니다.

핵에서 핵전하는 음수입니다.

전자에서 전자의 전하는 음수입니다.

핵에서 전자는 음전하를 띠고 있습니다.

핵심은 다음과 같이 구성됩니다.

중성자와 전자;

양성자와 중성자;

양성자와 전자;

중성자.

어떤 핵 과정에서 중성미자가 생성되나요?

알파 붕괴로;

베타 붕괴 중;

감마 양자를 방출할 때;

핵 변환 중;

전자와 양전자가 소멸되는 동안:

에너지는 방사선과 함께 방출됩니다.

새로운 전자-양전자 쌍이 탄생합니다.

에너지가 흡수됩니다.

원자는 들뜬 상태가 됩니다.

(슬라이드 번호) 테스트 결과:

질문

답변

(슬라이드 번호) 숙제: 14장, 114, 115, 쿼크에 관한 기사, 인터넷 - 더 많은 것을 배우고 싶은 사람들을 위한 자료.

수업 요약 및 반성. (슬라이드 번호)

그래서 오늘 수업에서 우리는 흥미로운 소립자 세계에 대해 알게되었지만 소립자 세계에 대한 현대적인 그림은 최종적이지 않습니다. 우리가 살고 있는 세계에 대한 이해를 확장하고 심화시키며, 새로운 기술과 기회를 제공할 흥미로운 이론적, 실험적 발견이 우리를 기다리고 있습니다. 하지만 세상은 우리가 생각하는 것보다 더 복잡하다는 사실을 잊지 마세요.

수업 시작 부분의 질문으로 돌아가 보겠습니다. (슬라이드 번호)

다른 입자가 있나요?

그들의 속성은 무엇입니까?

소립자의 특징은 무엇인가?

얼마나 많은 입자가 있을 수 있나요?

새로운 것이 열리나요?

우리의 만남을 기억하기 위해 북마크를 준비했습니다.

테이블 위에는 칩이 담긴 봉투가 있고, 보드 위에는 아직 입자로 채워지지 않은 우주 모델이 있습니다. 수업이 마음에 들었고 새로운 것을 배웠다면 빨간색 칩(양성자)을 부착하고, 마음에 들지 않으면 녹색 전자를 부착하고, 무슨 일이 일어나고 있는지에 무관심하다면 파란색 중성자를 부착하세요.

귀하의 작업에 감사드립니다. 물리학 공부에서 성공하기를 바랍니다!

\ 물리학 선생님의 경우

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보낸 자료: Khasan Aliyev 시립 교육 기관 KBR S. Karasu Chereksky 지역 Karasu 마을의 중등 학교

입자 물리학 발전의 주요 역사적 단계: 첫 번째 - 전자에서 양전자까지, 두 번째 - 양전자에서 쿼크까지, 세 번째 - 쿼크 가설에서 현재까지. 기본 입자의 개념. 그들의 상호 변화.

목표:

• "이 주제에 관한 자료를 요약하고 체계화하십시오.
• "기본 입자와 그 상호 작용에 대한 아이디어를 바탕으로 학생들의 추상적, 생태학적, 과학적 사고를 개발합니다.

수업 유형:,체계화와 일반화.

수업 형태: 대화 요소와 독립 작업 요소를 갖춘 강의입니다.

교육방법: 대화적이고 자극적입니다.

수업 중

• I. 조직적인 순간.
• 강의 계획:
• 1) 역사 여행.
• 2) 소립자에 대한 견해 발달의 3단계를 식별하기 위한 학생들의 독립적인 작업
• 3) 우리 생활에서 소립자의 역할
• II. 강의.

이제 질문 하나 드리겠습니다. 러시아 알파벳에는 몇 개의 글자가 있습니까? 맞습니다 - 33 글자이지만 단어-문장, 문장-이야기로 단어를 만들 수 있습니다. 저것들. 말씀은 우리 소통의 기초이기 때문에 노래로 모임을 시작했습니다. 하지만 지금은 다른 것에 대해 이야기하고 있습니다. 왜냐하면 우리는 문학, 특히 입자 물리학이 아닌 물리학 수업을 듣고 있기 때문입니다. 이것이 어떤 관련이 있습니까? 그리고 그것은 매우 간단합니다! 주기율표를 살펴보자. 얼마나 많은 요소가 있습니까?

예. 단지 92. 어떻게? 더 있나요? 사실이지만 나머지는 모두 인위적으로 얻은 것이며 자연에서는 발생하지 않습니다. 이제 누가 그것들을 나열할 수 있습니까? 불쌍해. "골드 러시" 프로그램 중 하나에서 플레이어는 이 지식에 대해 1kg의 금을 받았습니다!

그래서 - 92개의 원자. 당신은 또한 그것들로부터 단어를 만들 수도 있습니다: 분자, 즉. 물질! 말처럼! 예 - 수소 원자 2개, 산소 원자 1개! 이게 뭔가요? 물. 그러나 모든 물질이 원자로 구성되어 있다는 사실은 데모크리토스(기원전 400년)에 의해 진술되었습니다. 그는 훌륭한 여행가였으며 그가 가장 좋아하는 말은 다음과 같습니다. "원자와 순수한 공간 외에는 아무것도 존재하지 않으며, 그 밖의 모든 것은 풍경입니다."

그래서: 원자 - 민주주의자(우주의 구성 요소).

2000년이 채 지나지 않아 톰슨이 지휘봉을 잡게 됩니다.

톰슨 - 전자. 20세기 초.

러더퍼드 - 양성자

채드윅 - 중성자

소립자 물리학의 역사는 관례적으로 전자의 발견에서부터 시작됩니다. 그런 다음 원자핵의 구조가 명확해졌습니다. 양성자(E. Rutherford, 1910)와 중성자(J. Chadwick, 1932)가 발견되었습니다. 입자 물리학 발전의 첫 번째 단계는 전통적으로 1930년대 중반에 완료되었습니다. 이때까지 기본 입자 목록은 작았습니다. 전자 e-, 양성자 p 및 중성자 n이라는 세 개의 입자가 모든 원자의 일부입니다. 광자 g(전자기장 양자)가 참여합니다.

하전 입자의 상호 작용과 빛의 방출 및 흡수 과정. 가장 중요한 이론적 발견은 1929년 P. Dirac이 반입자(질량과 스핀은 동일하지만 모든 유형의 전하 값이 반대인 입자, 아래 참조)의 존재에 대한 예측이었습니다. 1932년에 최초의 반입자인 양전자 e+가 발견되었습니다. 마지막으로 W. Pauli는 핵의 b-붕괴 특성을 연구하던 중 1930년에 또 다른 입자인 n 중성미자의 존재를 예측했습니다. Pauli의 주장은 매우 설득력이 있어서 중성미자의 검출은 실제로 1956년에야 가능했지만 Pauli가 자신의 가설을 표현한 직후에는 누구도 이 입자의 존재를 의심하지 않았습니다.

책상 위에 기본 입자 테이블이 있습니다. 이 입자들을 찾아 특성화해 봅시다.

1928년- 디랙과 앤더슨은 전자의 반입자인 양전자를 발견합니다. 그리고 위대한 아인슈타인은 "자신의" 광자를 돕고 제공하기로 결정했습니다.

1931년- 파울리는 중성미자와 반중성미자를 발견합니다. 1935년에는 다소 일관성 있는 시스템이 형성되었습니다. 소립자의 발견이 소강 상태였습니다. 그러나 그것은 거기에 없었습니다!

1935년- 유카와는 최초의 중간자를 발견합니다.

"...바닥에 도달한 줄 알았는데...아래에서 노크 소리가 들렸습니다..." S. Lemm

입자 물리학 발전의 두 번째 단계는 제2차 세계 대전 이후 1947년 우주선에서 파이 중간자 p가 발견되면서 시작되었습니다. 올해부터 100개 이상의 기본 입자가 발견되었습니다.

약 15년 ​​동안(1960년대 초반까지) 가속기와 입자 탐지 장비 개발의 발전 덕분에 질량이 140MeV에서 2GeV에 이르는 수백 개의 새로운 기본 입자가 발견되었습니다.

이 입자들은 모두 불안정했습니다. 더 낮은 질량의 입자로 붕괴되어 결국 안정된 양성자, 전자, 광자 및 중성미자(및 이들의 반입자)가 됩니다. 다른 실험에서 열린 입자 중 하나를 생성하는 것이 가능했기 때문에 그들 모두는 똑같이 기본적으로 보였습니다.

다른 입자의 충돌 과정. 이론 물리학자들은 발견된 입자의 전체 "동물원"을 정렬하고 기본 입자의 수를 최소한으로 줄여 다른 입자가 기본 입자로 구성되어 있음을 증명해야 하는 가장 어려운 작업에 직면했습니다.

입자 물리학 개발의 세 번째 단계는 M. Gell-Mann과 독립적으로 J. Zweig가 기본 입자인 쿼크에서 강하게 상호 작용하는 입자의 구조 모델을 제안한 1962년에 시작되었습니다. 이 모델은 이제 알려진 모든 유형의 입자 상호 작용에 대한 일관된 이론으로 바뀌었습니다.

세 번째 단계는 1995년에 예상되었던 마지막 쿼크인 여섯 번째 쿼크의 발견으로 끝났다고 볼 수 있습니다. 현재 표준 모델이라고 불리는 기존 소립자 이론과 모순되고 이 이론의 틀 내에서 정량적 설명을 찾지 못하는 실험은 알려진 바가 하나도 없습니다.

테이블을 살펴보자. 테이블은 프로젝터로 스크린에 투영됩니다.

4가지 주요 입자 종류를 말해보세요:

• 1. 광자
• 2. 렙톤
• 3. 중간자
• 4. 중입자

소립자란 무엇입니까? (소립자는 모든 물질을 구성하는 기본적이고 더 이상 분해되지 않는 입자입니다.)

이제 수업의 다음 부분으로 넘어가겠습니다. 교과서와 보충 노트를 사용하여 소립자 이론의 3단계 발전을 명확하게 구분합니다. 노트와 교과서를 참조하세요.

Asya는 이사회에서 일하고 있습니다.

III. 에코포즈.

왜 기본 입자가 필요한가요?

ㅏ)지원 요약을 살펴보겠습니다. 입자 사이에 존재하는 상호 작용의 4가지 유형을 말하십시오.(중력(GV), 예외 없이 모든 입자에 내재되어 있습니다(질량이 0인 입자도 일반적으로 말해서 중력을 끄는 것은 질량이 아니라 에너지이기 때문입니다!). 강(SV) , 쿼크를 하드론으로 통합 - 강력하게 상호 작용하는 입자는 두 그룹으로 나뉩니다. 중입자 - 세 개의 쿼크로 구성된 반정수 스핀을 갖는 입자(B ~ qqq)와 중간자 - 쿼크로 구성된 정수 스핀을 갖는 입자 안티쿼크(M ~ `qq) .광자(원자의 구조, 원자에 의한 빛의 방출 및 흡수, 원자 구조 및 물질의 특성 등)와 관련된 모든 과정을 담당하는 전자기(EMW), 마찰력과 같은 거시적 표현까지 ). 중성미자와 일부 강입자의 붕괴 과정에서 나타납니다.)

물리학에서 가장 아름다운 공식!!!

E = mc2

질량은 에너지이다! 무슨 일이야? 광자를 가속시켜 물질을 얻을 수 있습니다!

에너지에서 물질을 얻을 수 있어요! 보여주세요 - 노력하세요.

(아인슈타인의 삶에서 흥미로운 사건 중 하나를 말해주세요).

비)당신과 나는 지구상에 존재하는 중성미자 망원경 2개 중 1개가 있는 곳에 살고 있습니다. 중성미자는 다른 입자와 상호작용하지 않거나 매우 약하게 상호작용하는 입자입니다. 우주 탄생 순간에 등장해 많은 정보를 담고 있다. 그들은 망원경으로 잡혔습니다. 1 s.k. = 5개의 중성미자.

안에)양전자 단층 촬영 장치와 같은 장치가 있습니다. 사람이 방사성 원소를 혈액에 흡입하거나 주입하면 양전자가 방출되어 신체의 전자와 반응합니다. 그들은 감지기에 포착된 감마선을 소멸시키고 방출합니다.

교과서를 사용하여 말해보세요. 소멸이란 무엇입니까?

G)이제 기본 입자가 제기하는 위험에 대해 설명합니다. 매우 빠른 전자 또는 감마 양자(멸멸 중에 나타남)는 신체에서 최대 50억 개의 이온을 형성할 수 있습니다. 이러한 하전된 이온은 신경계에 좋지 않습니다. 우리가 신경계의 소리를 “들을” 수 있다면 라디오 수신기에 간섭이 들어올 때 들리는 것과 똑같은 딱딱거리는 소음을 들을 수 있을 것입니다. 그러나 작고 합리적인 복용량에서는 기본 입자에 노출되는 것이 좋습니다.

디)지원 요약의 두 번째 요점을 살펴 보겠습니다. 이번 주제는 반입자에 관한 것입니다. 물질이 있습니다 - 반물질이 있습니다. 그들을 연결하는 방법을 찾을 수만 있다면! 그런 다음 우리는 지구에서 먼지를 모두 파괴하고 감마 양자 형태로 가장 순수한 에너지를 얻을 수도 있습니다. 여기에 귀하의 지식을 적용할 수 있는 또 다른 영역이 있습니다. 과학의 사각지대 - 도전하세요!

IV. 강의 요약.

중고 도서:물리학11 Myakishev, Bukhovtsev - Bustard., CD 디스크 개방형 물리학, 그림 속 물리학, 물리학사 강좌

주제에 대한 물리학 수업: 기본 입자 물리학의 개발 단계. 소립자의 물리학.

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원자 및 핵물리학

11/60과

주제. 기본 입자

수업 목적 : 기본 입자의 개념과 그 특성을 제공합니다.

수업 유형: 결합 수업.

강의 계획

새로운 자료 학습

· 1단계. 전자에서 양전자로: 1897-1932 pp. 우리는 현대적인 관점에서 볼 때 더 단순한 입자로 구성되지 않는 입자를 기본으로 간주합니다.

이탈리아 물리학자 엔리코 페르미(Enrico Fermi)가 지적했듯이, "기본"이라는 용어는 입자의 본질보다는 우리 지식의 수준을 의미합니다. 과학이 발전함에 따라 많은 소립자가 비소립자가 되었습니다.

· 2단계. 양전자에서 쿼크로: 1932-1964.

모든 소립자는 서로 변형되며, 이러한 상호 변형이 그 존재의 주요 사실입니다.

· 세 번째 단계. 쿼크 가설(1964년)부터 현재까지. 대부분의 기본 입자는 복잡한 구조를 가지고 있습니다.

1964년에 M. Gell-Mann과 J. Zweig는 강력한 (핵) 상호 작용에 참여하는 모든 입자가 더 근본적인 입자인 쿼크로 구성된다는 모델을 제안했습니다.

소립자의 세계는 매우 복잡하고 혼란스럽습니다. 그러나 우리는 여전히 그것을 알아낼 수 있었습니다. 그리고 모든 특성의 다양성을 설명하는 기본 입자의 최종 이론은 아직 개발되지 않았지만 이미 많은 것이 명확해졌습니다. 분자, 원자, 핵은 쪼개질 수 있으므로 소립자에 속하지 않습니다. 그러나 지금까지 말한 내용은 기본 입자가 다른, 심지어 "더 작은" 구성으로 구성될 수 없다는 의미는 아닙니다. 또한 대부분이 가장 복잡한 구조를 가지고 있습니다. 그러나 이러한 입자의 구성 요소는 현대적인 아이디어를 고려할 때 해당 연결을 끊는 것이 근본적으로 불가능한 힘에 의해 유지됩니다.

따라서 그 전에 모든 기본 입자는 하드론(복잡한 구조를 가진 입자)과 기본(또는 진정한 기본) 입자라는 두 가지 큰 클래스(그림 참조)로 나뉩니다. 이는 오늘날 무구조로 분류되어 진정한 기본 입자라고 주장합니다. 물질의 요소.

모든 하드론의 특징은 구성과 강력한 상호 작용 능력으로, 실제로 그 이름을 설명합니다(그리스어 "hadros"는 "큰", "강한"을 의미함). 다른 입자는 강한 상호작용에 참여할 수 없습니다. 하드론 클래스는 가장 많습니다(300개 이상의 입자). 쿼크 구성에 따라 모두 중입자와 중간자라는 두 그룹으로 나뉩니다.

오늘날 진정한 기본 입자는 렙톤과 쿼크와 같은 기본적인 상호 작용의 전달자로 간주됩니다.

Ø 양자장 이론에 따르면 자연에서 발견되는 모든 기본 상호작용(강성, 전자기성, 약성 및 중력)은 교환 특성을 갖습니다.

이는 나열된 각 상호 작용의 기본 행위가 입자가 특정 양자를 방출하고 흡수하는 프로세스임을 의미합니다. 이러한 양자를 해당 상호 작용의 캐리어라고 합니다. 이를 교환함으로써 입자는 서로 상호 작용합니다.

1928년 영국 물리학자 P. Dirac은 전자 운동에 대한 상대론적 이론을 창안했습니다. 이 이론에 따르면 전자는 음전하와 양전하를 가질 수 있습니다.

1932년 미국의 물리학자 K. 앤더슨은 안개 상자에 있는 우주 입자의 흔적을 촬영하면서 사진 중 하나에서 그것이 전자에 속하는 것처럼 보이지만 양전하를 띠고 있음을 발견했습니다. 앤더슨은 이상한 흔적을 남긴 입자를 양전자라고 불렀습니다. 1933년에 γ 양자가 물질과 상호 작용하는 동안 양전자와 전자가 형성되는 현상이 발견되었습니다.

1934년에 양전자가 일부 방사성 핵을 방출한다는 사실이 발견되었습니다(이는 핵 양성자가 중성자로 변환되기 때문입니다).

예를 들어, 인 동위원소의 방사성 핵은 실리콘 핵, 양전자 및 중성미자로 붕괴됩니다.

P. Dirac은 양전자가 전자를 만날 때 반대 과정이 일어나야 한다고 가정했습니다. 즉, 이들 입자가 두 개의 광자로 변환되는 것입니다. 양전자의 실험적 발견 직후 이러한 역과정이 확립되었습니다. 이 과정을 소멸이라고 합니다.

정지 질량을 갖고 있는 전자와 양전자는 정지 질량을 갖지 않고 두 개의 광자로 변한다는 사실에 학생들의 주의를 환기시키는 것이 중요합니다. 다음과 같습니다.

Ø 소립자 수준에서는 물질과 장의 차이가 사라진다.

소멸은 지구상에 양전자가 없는 이유입니다. 양전자는 출현 직후 전자를 만나고 둘 다 두 개의 광자로 변합니다.

한때 전자-양전자 쌍의 탄생과 소멸의 발견은 과학계에서 그야말로 센세이션을 일으켰습니다. 그 후, 모든 입자에서 쌍둥이(반입자)가 발견되었습니다.

1931년에 V. Paula가 예견했고, 1955년에 n 중성미자와 반중성미자가 실험적으로 검출되었습니다. 중성미자는 10n이 붕괴하는 동안 나타난다. 1955년에 빠른 양성자가 쿠프루무 핵과 충돌하는 동안 반양성자가 실험적으로 얻어졌습니다. 1956년 반응에서 반중성자가 발견되었습니다.

저것들. 양성자와 반양자가 충돌하면 중성자와 반중성자가 생성됩니다.

반입자는 전하의 부호, 자기 모멘트의 방향 또는 기타 특성이 입자와 다를 수 있습니다. 그러나 주요 특징은 다음과 같습니다.

Ø 반입자와 입자의 만남은 항상 상호 소멸로 이어집니다.

핵이 반핵자와 양전자 껍질로 구성된 원자는 반물질을 형성합니다. 1969년에 처음으로 안티헬륨이 획득되었습니다.

물질과 함께 반물질이 소멸되는 동안 나머지 에너지는 형성된 감마 양자의 운동 에너지로 변환됩니다.

휴식 에너지는 우주에서 가장 크고 가장 집중된 에너지 저장소입니다. 그리고 소멸되는 동안에만 완전히 방출되어 다른 유형의 에너지로 변합니다. 따라서 반물질은 가장 완벽한 에너지원이자 가장 칼로리가 높은 "연료"입니다. 인류가 이 “연료”를 사용할 수 있을지 지금 말하기는 어렵습니다.

새로운 자료를 발표하는 동안 학생들에게 하는 질문

첫 번째 수준

1. 기본 입자라고 불리는 입자는 무엇입니까?

2. 현재 진정한 기본 입자로 간주되는 입자의 이름을 지정하십시오.

3. 매우 드문 양전자 관찰 사례를 설명하는 것은 무엇입니까?

4. 어떤 반입자를 알고 있나요?

5. 반물질이란 무엇을 의미합니까?

두 번째 수준

1. 기본입자란 무엇인가?

2. 어떤 유형의 기본 상호 작용을 알고 있습니까? 어느 것이 가장 강한가요? 가장 약한?

3. 쿼크의 주요 특성은 무엇입니까?

4. 쿼크는 자유 상태에도 존재하나요?

학습 자료의 구성

· 우리는 현대의 관점에서 볼 때 더 단순한 입자로 구성되지 않는 입자를 기본으로 간주합니다.

· 소립자 수준에서는 물질과 장의 구분이 사라진다.

· 반입자와 입자의 만남은 항상 상호 소멸로 이어집니다.

숙제

Riv1 번호 18.3; 18.4; 18.6; 18.10.

Riv2 번호 18.11; 18.13; 18.14; 18.15.

Riv3 No. 18.16, 18.17; 18.18; 18.19.

원자의 불변성에 의문을 제기하는 현상의 예 물체의 대전 원자의 방출 및 흡수의 선 스펙트럼 방사성 전기 분해 광전 효과 열이온 방출 가스의 전기 방전 결론: 원자는 복잡한 내부 구조를 가지며 가장 단순한 파괴 불가능하고 변하지 않는 입자가 아닙니다.

기본 입자(라틴어 Elementarius - 원본, 단순, 기본) 원자를 구성하는 입자는 어떤 변형도 불가능한 것으로 간주되었습니다. 전자, 양성자 및 중성자는 기본 입자로 간주되기 시작했습니다. 나중에 광자는 기본 입자 수에 포함되었습니다. 자유 중성자는 불안정하고 평균 15분 정도 산다는 것이 밝혀졌습니다.

기본 입자는 현재 물리학 발전 수준에서 자유 상태에 존재하는 더 "단순한" 다른 입자의 조합으로 간주할 수 없는 입자입니다. 기본 입자는 다른 입자 또는 장과 상호 작용하는 과정에서 모든 소립자는 서로 변형되며, 이러한 상호 변형이 그 존재의 주요 사실입니다. 소립자가 분할 불가능하다고 해서 내부 구조가 부족하다는 의미는 아닙니다.

반입자 1928년에 폴 디랙(Paul Dirac)은 상대론적 효과를 고려하여 원자 내 전자 운동 이론을 개발했습니다. 방정식에서 전자는 동일한 질량의 입자이지만 양의 기본 전하를 갖는 입자인 "이중"을 가져야 한다는 것이 밝혀졌습니다. 1932년 K. Anderson은 실험적으로 우주 방사선에서 양전자를 발견했습니다.

반입자 모든 기본 입자에는 반입자가 있습니다. 하전 입자는 쌍으로 존재합니다. 1955년에 반양성자가 발견되었습니다. 1956년에 반중성자가 있습니다. 진정한 중성 입자가 있습니다(광자, 파이제로 중간자, 에타메손). 그들은 반입자와 완전히 일치합니다

소멸 반입자는 특별한 유형의 상호 작용이 가능한 것으로 밝혀졌습니다(1933년 F. Joliot-Curie의 실험에서 입증됨) 두 개의 반입자는 만나면 소멸되며(라틴어 nihil - 없음) 두 개, 드물게는 세 개의 광자로 변합니다. 두 개의 반입자가 만나면 소멸되어(Lat nihil에서 - 아무것도 없음) 두 개, 드물게는 세 개의 광자로 변합니다.

기본 입자는 다양한 유형의 기본 상호 작용 능력에 따라 그룹으로 나뉩니다. 1. 중력 상호 작용 - - 만유인력의 법칙으로 설명됩니다. - - 우주의 모든 물체 사이에서 작용합니다. - - 거시적인 물체에서만 중요한 역할을 합니다. 큰 질량 - - 운반체 - 중력자?

2. 전자기 상호 작용 - 전하를 띤 입자와 물체, 광자 사이의 작용 - 전자기장의 양자 - 원자, 분자의 존재 가능성을 제공합니다. 고체, 액체, 기체 및 플라즈마의 특성을 결정합니다. - 무거운 핵분열을 유발합니다. 물질에 의한 광자의 방출 및 흡수 - 캐리어 - 광자

3. 강한 상호 작용 - 이것은 핵자와 다른 무거운 입자 사이의 상호 작용입니다 - 매우 짧은 거리 ~ m에서 나타납니다 - 예는 핵자와 핵력의 상호 작용입니다 - 이 상호 작용이 가능한 입자를 하드론 - 캐리어 - 글루온 및 중간자라고 합니다

4. 약한 상호 작용 - 광자를 제외한 모든 기본 입자 - 매우 작은 거리 ~ m에서만 나타납니다 - 약한 상호 작용의 예는 중성자의 베타 붕괴 과정, 하전 파이온의 붕괴 - 캐리어 - 중간 보존입니다

쿼크 M. Gell-Mann과 J. Zweig가 처음 표현한 주요 아이디어는 강한 상호 작용에 참여하는 모든 입자가 더 근본적인 입자인 쿼크로 구성된다는 것입니다. 렙톤, 광자 및 중간 보존을 제외하고 이미 발견된 입자는 모두 복합 입자입니다. 오늘날 우주의 쿼크는 경계 상태로만 존재합니다. 강입자의 일부로만 존재합니다. 예를 들어 양성자는 uud, 중성자는 udd입니다.

기본 입자의 쿼크 구성 모든 입자는 두 가지 클래스로 나뉩니다. 물질을 구성하는 페르미온; 상호작용이 일어나는 보손. 페르미온은 렙톤과 쿼크로 나누어진다. 현재 6개의 렙톤과 6개의 쿼크가 진정한 기본입자라고 주장되고 있습니다.

요약 원자와 소립자를 연구하던 중 고전물리학의 법칙을 전혀 따르지 않는 현상이 발견되었고, 이로 인해 미시세계 현상의 물리학인 양자물리학이 탄생하게 되었습니다. 고전 물리학과 양자 물리학의 관계는 무엇입니까? 그들은 두 개의 독립적인 이론으로 존재합니까, 아니면 양자 물리학이 고전 이론을 반박하고 취소했습니까?

요약 첫 번째도 두 번째도 발생하지 않았습니다. 양자 물리학의 법칙은 기본 입자 시스템뿐만 아니라 대우주의 모든 몸체에도 적용되는 보편적인 법칙으로 밝혀졌습니다. 대응 원리에 따르면 고전 물리학은 거시세계에서 제한된 범위의 거리와 물체 크기에만 적용할 수 있는 양자 물리학의 특별한 경우임이 밝혀졌습니다.