Педагогическая лаборатория

Артёмова Ирина Николаевна

Предварительный просмотр:

Комплект диагностических заданий по теме «Элементарные частицы»

Разработчик: Артёмова Ирина Николаевна

Учебная дисциплина: физика (11 класс)

Время, отводимое на выполнение работы: 90 минут

Задание

Предполагаемый ответ

Критерии оценивания

№1. Прочитав текст, выделить ключевое понятие, записать определение в виде суждения, указав родовой и видовые признаки.

Ключевое понятие текста –элементарные частицы. Элементарные частицы – физические объекты в масштабах ядра атома, которые невозможно разделить на составные части.

Родовой признак – физические объекты. Видовые признаки – в масштабах ядра атома и невозможно разделить на составные части

2 балла за верное определение с указанием существенных признаков

№2. Установить объём (виды) понятия «Элементарные частицы», указав конкретные примеры. Результат работы внести в сборник понятий.

См. приложение 1.

За каждое определение понятия по 2 балла (итого 28 баллов), за каждое основание деление по 2 балла (10 баллов), за единичные примеры по 1 баллу (11 баллов)

Всего – 49 баллов 

№3. Найти в тексте словесные образы для понятия «Элементарные частицы», определить их вид и роль.

См. приложение 2

По 2 балла за каждый образ, с указанием виа и роли, итого 16 баллов

№4. Используя карточку №2 (вопросы-суждения), составить к тексту 4 вопроса-суждения на структуру, движение, развитие, взаимосвязь и сформулировать ответы к ним в форме суждения или умозаключения

Как доказать, что электрон является лептоном?

Фермионы, которые имеют вид точечных частиц (т. е. не состоящих ни из чего) вплоть до масштабов порядка 10−18 м, не участвующие в сильных взаимодействиях, называются лептонами. Электрон имеет вид точечных частиц, не участвует в сильных взаимодействиях.

Следовательно,  электрон является лептоном.

Когда элементарные частицы являются бозонами, а когда – фермионами?

Элементарные частицы являются бозонами,  когда значение спин целое. Элементарные частицы являются  фермионами. когда значение  спина –  полуцелое число.

Каким образом нестабильные частицы отличаются в стабильные?

Сравнивая нестабильные частицы и стабильные частицы, можно сказать, что стабильные частицы существуют не ограничено по времени, до тех пор, пока они находятся в свободном состоянии, т.е. не взаимодействуют с чем-либо, а нестабильные частицы распадаются на другие частицы в свободном состоянии за конечное время.

Почему элементарные частицы имеют важное значение в развитии Вселенной?

Элементарные частицы имеют важное значение  в развитии Вселенной, потому что  окружающая Вселенная состоит из   48 фундаментальных частиц, без которых невозможно существование Вселенной.

За каждый вопрос – 2 балла, ответ в форме суждения – 2 балла, ответ в форму умозаключения – 3 балла

Итого: 18 баллов

№ 7. Обобщить понятия до ближайшего рода и ограничить понятия до ближайшего вида:

1) … – адроны –…

2) … –  барион – …

Фермионы – адроны – мезоны

адрон –  барион – протон (нейтрон)

За определение ближайшего родового и видового понятия по 2 балл

Итого: 4 балла

№8. С помощью кругов Эйлера отразить отношения между понятиями и указать вид отношений:

1.

А – элементарные частицы

В – стабильные частицы

С – нестабильные частицы

D – протон

Е – мюон

F– электрон

1.  В,С – отношение противоречия; В, F. D и А, F. D – соподчинения; С, Е; А и В, А и С; А и Е  –  подчинения

4 балла

2.

А – составные частицы

В – адроны

С – нейтрон

2. А, В, С – отношение подчинения

2 балла

3.

А – стабильная частица

В – заряженная частица

С – протон

3. А, В – отношение пересечения, С, В и С, А – отношение подчинения

2 балла

Уровни овладения обучающимися метапредметными умениями:

Высокий уровень – 83–97 баллов

Продвинутый уровень – 66 – 82 балла

Достаточный уровень – 49 – 65 баллов

Низкий уровень – 48 и менее баллов

Критерии оценки предметных знаний и умений:

«5» –  83–97 баллов

«4» – 66 – 82 балла

«3» – 49 – 65 баллов

«2» – 48 и менее баллов

Сборник предметных понятий по теме «Элементарные частицы»

Понятие

Определение понятия

(содержание понятия)

Объём понятия (виды понятия)

Элемента́рная части́ца (составные частицы)

1. Частицы (протон, нейтрон, электрон, фотон), из которых состоят вещества

2. Физические объекты в масштабах ядра атома, которые невозможно разделить на составные части.

I. По времени жизни

1.1. Стабильные частицы

1.2. Нестабильные частицы

II. По массе

2.1. Безмассовые частицы

2.2. Частицы с ненулевой массой

III. По наличию заряда:

3.1. Заряженные частицы

3.2. Незаряженные частицы

IV. По величине спина

4.1. Бозоны

4.2. Фермионы

Стабильные элементарные частицы

Элементарные частицы, существующие не ограничено по времени, до тех пор, пока они находятся в свободном состоянии, т.е. не взаимодействуют с чем-либо.

Примеры: протон (2,9* 10 29 лет) электрон, нейтрино, фотон 

Нестабильные элементарные частицы

Частицы, распадающиеся на другие частицы в свободном состоянии за конечное время

Примеры: мюон 2,2*10–6 секунд

Безмассовые частицы

Частицы с нулевой массой

Примеры: фотон, глюон, гравитон

Частицы с ненулевой массой

Частицы, имеющие массу.

Примеры: протон, нейтрон, бозон, фермион.

Заряженные частицы

1. Частицы, имеющие заряд

Примеры: электрон

Незаряженные  частицы

Частицы, не имеющие заряда [

Примеры: молекула, атом, нейтрон, фотон

Бозоны

Частицы с целым спином

Примеры: фотон, глюон, мезоны, бозон Хиггса

Фермионы 

Частицы с полуцелым спином

I. По отношению к сильному взаимодействию: 1.1.Адроны

1.2.Лептоны

Адроны

Частицы, которые принимают участие во всех четырёх взаимодействиях (сильное, слабое, электромагнитное, гравитационное) и состоят из кварков

I. От значения спина:

1.1. Мезоны

1.2. Барионы 

Мезоны 

1. Адроны с целым спином

Примеры:  атомные ядра, состоящие из  протонов и нейтронов

Барионы 

Адроны с полуцелым спином

Примеры: атом, протон и нейтрон.

Лептоны

Фермионы, которые имеют вид точечных частиц (т. е. не состоящих ни из чего) вплоть до масштабов порядка 10−18 м, не участвующие в сильных взаимодействиях.

Примеры: электроны, мюон, таон, электронная нейтрино, мюонная нейтроно, таонная нейтрино и античастицы

Фундаментальные (бесструктурные) частицы

Частицы, имеющие вид точечных частиц или дробнозаряженных

Примеры: кварки, лептоны.

Сборник словесных образов по теме «Элементарные частицы»

Словесный образ, сопровождающий понятие

Понятие

Единичный словесный образ

Вид

Способ выражения (форма)

Роль (функция)

1.

Элементар-ные частицы

Стабильные –нестабильные

антитеза

Прилаг. + прилаг.

Называют виды частиц

Составные

эпитет

прилаг.

Называют структуру частиц

Массивные

эпитет

прилаг.

Одни превращаются в другие

метафора

Числ. + гл. + прилаг.

Называют свойства л. частиц

Первокирпичик материи

метафора

Сущ. + сущ.

Называют состав частиц

Абсолютные, элементарные

эпитет

прилаг.

называют свойства частиц

Обладают внутренними степенями свободы

Метафора+олицетворение

Гл. + прилаг.+сущ.+сущ.

Структурные – беструктурные

антитеза

Прилаг. + прилаг.

Называют структуру частиц

Элементарные частицы

Вселенная представлена  не только видимой материей, но и невидимой материей.   Она представляет собой быстро движущийся газ из частиц одного сорта – электронных нейтрино, которые пронизывают всех нас и всю Вселенную ежесекундно.

Электронное нейтрино является партнером электрона, но не имеет электрического заряда. Нейтрино несут лишь так называемый слабый заряд. Их масса покоя, по всей вероятности, равна нулю. Но с гравитационным полем они взаимодействуют, поскольку обладают кинетической энергией E, которой соответствует эффективная масса m, согласно формуле Эйнштейна E = mc2, где c – скорость света.

В физике элементарными частицами называли физические объекты в масштабах ядра атома, которые невозможно разделить на составные части. Однако, на сегодня, ученым все же удалось расщепить некоторые из них. Структуру и свойства этих мельчайших объектов изучает физика элементарных частиц.

Чтобы упростить себе жизнь, физики сгруппировали все частицы в зависимости от особенностей их строения и прочих характеристик. Классификация бывает по следующим признакам:

Время жизни.

  1. Стабильные. В их числе протон и антипротон, электрон и позитрон, фотон, а также гравитон. Существование стабильных частиц не ограничено временем, до тех пор, пока они находятся в свободном состоянии, т.е. не взаимодействуют с чем-либо.
  2. Нестабильные. Все остальные частицы спустя некоторое время распадаются на свои составные части, потому называются нестабильными. Например, мюон живет всего лишь 2,2 микросекунды, а протон — 2,9•10*29 лет, после чего может распасться на позитрон и нейтральный пион.

Масса.

  1. Безмассовые элементарные частицы, которых всего три: фотон, глюон и гравитон.
  2. Массивные частицы – все остальные.

По величине спина все элементарные частицы делятся на два класса:

По видам взаимодействий элементарные частицы делятся на следующие группы:

Составные частицы:

Они состоят из кварков и подразделяются, в свою очередь, на:

Фундаментальные (бесструктурные) частицы:

  • лептоны — фермионы, которые имеют вид точечных частиц (т. е. не состоящих ни из чего) вплоть до масштабов порядка 10−18 м. Не участвуют в сильных взаимодействиях. Участие в электромагнитных взаимодействиях экспериментально наблюдалось только для заряженных лептонов (электроны, мюоны, тау-лептоны) и не наблюдалось для нейтрино. Известны 6 типов лептонов.
  • кварки — дробнозаряженные частицы, входящие в состав адронов. В свободном состоянии не наблюдались. Как и лептоны, делятся на 6 типов и являются бесструктурными, однако, в отличие от лептонов, участвуют в сильном взаимодействии.
  • калибровочные бозоны — частицы, посредством обмена которыми осуществляются взаимодействия:

Участие во взаимодействиях.

  • Адроны (структурные частицы) – субъядерные объекты, что принимают участие во всех четырех типах взаимодействий. Ранее упоминалось, что они складываются с кварков. Адроны делятся на два подтипа: мезоны (целый спин, являются бозонами) и барионы (полуцелый спин — фермионы).
  • Фундаментальные (бесструктурные частицы). К ним относятся лептоны, кварки и калибровочные бозоны (читайте ранее – «Стандартная модель..»).

Ознакомившись с классификацией всех частиц, можно, к примеру, точно определить некоторые из них. Так нейтрон является фермионом, адроном, а точнее барионом, и нуклоном, то есть имеет полуцелый спин, состоит из кварков и участвует в 4-х взаимодействиях. Нуклон же – это общее название для протонов и нейтронов.

Первоначально термин «элементарная частица» подразумевал нечто абсолютно элементарное, первокирпичик материи. Однако, когда в 1950-х и 1960-х годах были открыты сотни адронов с похожими свойствами, стало ясно, что по крайней мере адроны обладают внутренними степенями свободы, т. е. не являются в строгом смысле слова элементарными. Это подозрение в дальнейшем подтвердилось, когда выяснилось, что адроны состоят из кварков.

Таким образом, мы продвинулись ещё немного вглубь строения вещества: самыми элементарными, точечными частями вещества сейчас считаются лептоны и кварки. Для них (вместе с калибровочными бозонами) и применяется термин «фундаментальные частицы».

Литература.

  1. Элементарная частица   URL: https:// ru.wikipedia.org› (дата обращения: 14.03.2019)
  2. URL: https:// Spacegid (дата обращения: 14.03.2019)



Предварительный просмотр:

Современный дидактический инструментарий познания — комплект карточек для структурирования знаний учащимися и развития познавательных УУД

Карточка № 1 — Вопрос-понятие

1. Что называется…?

2. Что считается…?

3. Что понимается под…?

4. Что представляет собой…?

5. Что выражает…?

6. Что является…?

7. Что такое…?

8. Каковы свойства и виды…?

9. В чем заключается сущность…?

Карточка № 3 — Сравнение

1. По сравнению с…, …

2. Так же, как и…, …

3. Как…, так и…

4. Сравнивая…и …, можно сказать, …

5. Кроме…, еще…

6. Помимо…

7. Больше, чем…(… больше, чем …)

8. Не только…, а и…

9. Наряду с…

10. Если…, то…

11. В отличие от…

Карточка № 5 — Категории философии

1. Сущность — явление

2. Содержание — форма

3. Первичное — вторичное

4. Качество — количество

5. Общее — частное

6. Общее — особенное — единичное

7. Единство — многообразие

8. Причина — следствие

9. Часть — целое

10. Пространство — время

11. Возможность — действительность

12. Необходимость — случайность

Карточка № 2 — Вопрос-суждение

С — вопросительные слова

1 — первое понятие (субъект — подлежащее суждения)

    — связка между понятиями

— второе понятие (предикат — сказуемое суждения)

Синонимический ряд
вопросительных слов:

1. Чем объяснить, что…?

2. Как доказать, что…?

3. В каком случае…?

4. Когда…?

5. Каким образом…?

6. Вследствие чего…?

7. Почему…?

Карточка № 4 — Противоречие

1. … что, а…

2. … тем, что…

3. … ,хотя…

4. … не…, но…

5. … если…, то…

6. … тем, чем…

7. …, несмотря на…

8. …,однако…

9. … не только…

Карточка № 6 — Умозаключение

Дедукция (от общего к частному)

1. Поскольку…,

2. а…,

Следовательно,…

Индукция (от частного к общему)

1. Если …

2. если …

3. а…

Следовательно…

Аналогия

1. Если…,

    2. то…



Предварительный просмотр:

План текста «Элементарные частицы»

 План текста в виде суждений                                                                                                                                                                                                                                                

План текста в виде вопросов - суждений                                                                                                                                                                                                                                                

1.

Вселенная представлена  не только видимой материей, но и невидимой материей.

   Чем объяснить, что Вселенная представлена разными видами материи?

2.

 Электронное нейтрино является партнером электрона  и они взаимодействуют с гравитационным полем

  Вследствие чего электронное нейтрино и электрон  взаимодействуют с гравитационным полем?

3.

 Физики сгруппировали все частицы по различным признакам.

3.1. Чем объяснить, что  физики сгруппировали все частицы?

3.2. Чем объяснить, что физики создали классификацию элементарных частиц?


Предварительный просмотр:


Подписи к слайдам:

Слайд 1

Работа со сборником понятий на уроках естетвеннонаучного профиля Артёмова Ирина Николаевна, учитель высшей категории МБОУ «Разъезженская СОШ»

Слайд 2

Сборник понятий как средство извлечения информации Сборник предметных понятий Сборник метапредметных понятий Сборник опорных понятий

Слайд 3

Структура сборника предметных понятий Сборник предметных понятий по теме «Частицы» № Понятие Определение понятия (содержание понятия) Объём понятия (виды понятия)

Слайд 4

Алгоритм действий 1)Самое широкое по объёму понятие текста внести в графу сборник «Понятий»; 2) Найти определение главного понятия, внести его в следующую строку; 3)Провести анализ структуры каждого записанного определения понятия; 4)Выписать все виды главного понятия и поместить в графу «Объём понятий"

Слайд 5

Определение должно быть соразмерным Определение не должно делать круга Определение не должно быть отрицательным Определение должно быть ясным и чётким

Слайд 6

Спасибо!



Предварительный просмотр:

Сборник предметных понятий по теме «Частицы»

Понятие

Определение понятия

(содержание понятия)

Объём понятия (виды понятия)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



Предварительный просмотр:

Сборник предметных понятий по теме «Частицы»

Понятие

Определение понятия

(содержание понятия)

Объём понятия (виды понятия)

Частица

Частица – структурная единица вещества

По видам взаимодействий

1.1.Элементарные частицы (составные)

1.2.Фундаментальные (бесструктурные) частицы

Элемента́рная части́ца (составные частицы)

1. Собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые на практике невозможно расщепить на составные части [7].

2. Микрообъект, который невозможно расщепить на составные части [4, с. 395].

3.Большая группа мельчайших частиц материи, не являющихся атомами или атомными ядрами [6, с. 194].

4. Частицы (протон, нейтрон, электрон, фотон), из которых состоят вещества [1, с. 193]

5.Частицы, участвующие во всех видах фундаментальных взаимодействий, состоят из кварков [7].

6.Физические объекты в масштабах ядра атома, которые невозможно разделить на составные части[9].

I. По времени жизни

1.1. Стабильные элемента́рные частицы

1.2. Нестабильные элемента́рные частицы

II. По массе

2.1. Безмассовые элемента́рные частицы

2.2. Элемента́рные частицы с ненулевой массой

III. По наличию заряда:

3.1. Заряженные элемента́рные частицы

3.2.Незаряженные элемента́рные частицы

IV. По количеству взаимодействий

V. По величине спина

5.1. Бозоны

5.2. Фермионы

Стабильные элементарные частицы

Частицы, имеющие бесконечно большое время жизни в свободном состоянии [7] 

.

Примеры: протон, электрон, нейтрино, фотон и их античастицы.

Нестабильные элементарные частицы

Частицы, распадающиеся на другие частицы в свободном состоянии за конечное время [7].

Примеры: мюон 2,2*10–6 секунд; таон 2,2*10–13 секунд

Безмассовые частицы

Частицы с нулевой массой [7].

Примеры: фотон, глюон

Частицы с ненулевой массой

Частицы, имеющие массу [7].

Примеры: все остальные частицы

Заряженные частицы

1. Частицы, взаимодействующие друг с другом с силами, которые убывают с увеличением расстояния также, как и силы всемирного тяготения, но превышающие силы тяготения во много раз [5, с. 277].

2. Атомы, потерявшие или приобретшие один или несколько электронов [2, с. 64]

I.по значению заряда:

1.1 положительные частицы

1.2 отрицательные частицы

II. по составу частиц:

2.1 простые частицы

2.2  сложные частицы

 

Положительные частицы  

 

Заряженные частицы, которые  потеряли один или несколько электронов [7,  с. 64]

Примеры: протон, Mg2+., Al3+

Отрицательные  частицы

Заряженные частицы, которые  приобрели один или несколько электронов [2, с. 64]

Примеры: -1e, SO24-

Простые частицы

Примеры: I, Na, фотон,

Сложные  частицы

Частицы, состоящие из кварков [4 с.  400]

Примеры SO24-, NO3, электрон, протон, нейтрон

Незаряженные  частицы

Частицы, не имеющие заряда [4, с. 14]

Примеры: молекула, атом, нейтрон, фотон

Бозоны

частицы с целым спином[3].

Примеры: фотон, глюон, мезоны, бозон Хиггса

Фермионы 

Частицы с полуцелым спином [7].

I .По количеству взаимодействий:

1.1.Адроны

1.2.Лептоны

Адроны

  1. Составные частицы (фермионы), участвующие в сильном взаимодействии [1, с. 194; 4, с. 395].
  2. Составные частицы, состоящие из кварков и обладающие дробным электрическим зарядом [1, с. 195]
  3. Частицы, которые принимают участие во всех четырёх взаимодействиях (сильное, слабое, электромагнитное, гравитационное)  [6. с. 199]

I. От значения спина:

1.1. мезоны

1.2. барионы 

Примеры:  атомные ядра, состоящие из  протонов и нейтронов

Мезоны 

1.  Адроны с целым спином [8]

2. Бозоны со спином равным 0, h. участвующие в сильном взаимодействии [4, с. 398]

Барионы 

Адроны с полуцелым спином [7]

Примеры: атома, протон и нейтрон.

Лептоны

1. Составные частицы, не участвующие в сильном взаимодействии [1, с. 195; 4, с. 395].

2. Частицы, которые принимают участие во всех трёх взаимодействиях (слабое, электромагнитное, гравитационное)  [6с. 199].

3. Элементарные частицы, не участвующие в сильном взаимодействии и не являющиеся переносчиками н одного из четырёх существующих в природе фундаментальных взаимодействий  [3, с. 135] 

Примеры:  электроны, мюон, таон, электронное нейтрино, мюонная нейтрино, таонная нейтрино и античастицы

Фундаментальные (бесструктурные) частицы

Частицы, имеющие вид точечных частиц или дробнозаряженных [7]

Примеры: кварки, лептоны.

Кварки

1.Частицы, являющиеся носителями всех зарядов и, подвержены действию всех сил, среди которых доминирующей является цветовая[4]

2.Точечные, бесструктурные образования, имеют дробный электрический заряд[9]

u-кварки, d-кварки

Библиографический список

  1. Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика. 11 класс: учебник для общеобр. учр. М.: Мнемозина, 2009. 272 с.
  2. Генденштейн Л.Э., Кайдалов А.Б. Физика. 8 класс: учебник для общеобр. учр.. М.: Мнемозина, 2013. 272 с.
  3. Громов С.В. Физика: Школьная энциклопедия. М.: Дрофа, 1999. 336 с.
  4. Касьянов В.А Физика. 11 класс: учебник для общеобр. учр. М.: Дрофа, 2003. 400 с.
  5. Мякишев Г.Я. Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика. 10 класс: учебник для общеобр. учр.. М.: Просвещение, 2017. 416 с.
  6. Тихомиров С.А. Физика. 11 класс: учебник для общеобр. учр.. М.: Мнемозина, 2009. 195 с.
  7. Элементарная частица   URL: http// ru.wikipedia.org› (дата обращения: 14.03.2019)
  8. Элементарная частица   URL: https:// ru.wikipedia.org› (дата обращения: 14.03.2019)
  9. URL: https:// Spacegid (дата обращения: 14.03.2019)



Предварительный просмотр:

Сборник словесных образов по теме «Частицы»

Словесный образ, сопровождающий понятие

Понятие

Единичный словесный образ

Вид

Способ выражения (форма)

Роль (функция)

1

Частицы

Элементарные

- фундаментальные

антитеза

Прилаг.+прилаг

Виды понятия

Элементарные

эпитет

прилаг

фундаментальные

эпитет

прилаг

Странные

эпитет

прилаг

Называют свойства л. частиц

Очарованные

эпитет

причастие

Красивые

эпитет

прилаг

Электрически заряженнные частицы

С/с+сущ.

Называют свойства л. частиц

2

Элементарные частицы

Имеют исключительно малые размеры

метафора

Гл.+ кр. прил. + прилаг.+сущ.

Называют свойства л. частиц

Имеют сложную внутреннюю структуру

метафора

Гл.+  прил. + прилаг.+сущ

Не встречаются в природе

метафора

Гл. + вущ.

Называют свойства л. частиц

Первичные, не разложимые частицы

Метафор.эпитет

Прилаг. + причас. + сущ

Называют родовой признак

Мельчайшие частицы материи

метафора

Прилаг. + сущ. + сущ.

Называют родовой признак

Стабильные –нестабильные

Антитеза

Прилаг. + прилаг.

Называют виды частиц

Получают в лаборатории

метафора

Гл. + сущ.

Называют способ получения

Одни превращаются в другие

Метафора

Числ. + гл. + прилаг.

Называют свойства л. частиц

Не являются бесструктурными образованиями

метафора

Гл. + прилаг. + сущ.

Указывают видовой признак

3

Кварки

Частицы с дробным зарядом

Метафора

Сущ.+прилаг. + сущ

Называют родовой признак

4

Фундаментальные частицы

Взаимопревращающиеся

Метафора

причастие

свойство

Могут как исчезать, так и рождаться

Метафора + олицетворение

Гл. + гл. + гл.

Называют свойство часиц

Бесструктурные лементраные частицы

метафора

Прилаг. + прилаг. + сущ.

Называют родовой признак частиц