Педагогическая лаборатория
содержатся методические материалы
Скачать:
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 | |
Элементарные частицы, существующие не ограничено по времени, до тех пор, пока они находятся в свободном состоянии, т.е. не взаимодействуют с чем-либо. | |||
Частицы, распадающиеся на другие частицы в свободном состоянии за конечное время | Примеры: мюон 2,2*10–6 секунд | ||
Частицы с нулевой массой | |||
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 | |
Частицы с целым спином | Примеры: фотон, глюон, мезоны, бозон Хиггса | ||
Частицы с полуцелым спином | I. По отношению к сильному взаимодействию: 1.1.Адроны 1.2.Лептоны | ||
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 | ||
1. Адроны с целым спином | Примеры: атомные ядра, состоящие из протонов и нейтронов | ||
Адроны с полуцелым спином | |||
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. | 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.
- 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.
- 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.
- Безмассовые элементарные частицы, которых всего три: фотон, глюон и гравитон.
- Массивные частицы – все остальные.
По величине спина все элементарные частицы делятся на два класса:
- фермионы — частицы с полуцелым спином (например, электрон, протон, нейтрон, нейтрино);
- бозоны — частицы с целым спином (например, фотон).
По видам взаимодействий элементарные частицы делятся на следующие группы:
Составные частицы:
- адроны — частицы, участвующие во всех видах фундаментальных взаимодействий.
Они состоят из кварков и подразделяются, в свою очередь, на:
- мезоны (адроны с целым спином, т. е. бозоны);
- барионы (адроны с полуцелым спином, т. е. фермионы). К ним, в частности, относятся частицы, составляющие ядро атома, — протон и нейтрон.
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:
- фотон — частица, переносящая электромагнитное взаимодействие;
- восемь глюонов — частиц, переносящих сильное взаимодействие;
- три промежуточных векторных бозона W+, W− и Z0, переносящие слабое взаимодействие;
- гравитон — гипотетическая частица, переносящая гравитационное взаимодействие. Адроны и лептоны образуют вещество. Калибровочные бозоны — это кванты разных видов излучения.
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.
- Элементарная частица URL: https:// ru.wikipedia.org› (дата обращения: 14.03.2019)
- 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 2 — второе понятие (предикат — сказуемое суждения) Синонимический ряд 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:
Сборник понятий как средство извлечения информации Сборник предметных понятий Сборник метапредметных понятий Сборник опорных понятий
Структура сборника предметных понятий Сборник предметных понятий по теме «Частицы» № Понятие Определение понятия (содержание понятия) Объём понятия (виды понятия)
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"
Определение должно быть соразмерным Определение не должно делать круга Определение не должно быть отрицательным Определение должно быть ясным и чётким
Спасибо!
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 | |
Частицы, имеющие бесконечно большое время жизни в свободном состоянии [7] . | Примеры: протон, электрон, нейтрино, фотон и их античастицы. | ||
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 | ||
Частицы с нулевой массой [7]. | |||
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 | |
частицы с целым спином[3]. | Примеры: фотон, глюон, мезоны, бозон Хиггса | ||
Частицы с полуцелым спином [7]. | I .По количеству взаимодействий: 1.1.Адроны 1.2.Лептоны | ||
| I. От значения спина: 1.1. мезоны 1.2. барионы Примеры: атомные ядра, состоящие из протонов и нейтронов | ||
1. Адроны с целым спином [8] 2. Бозоны со спином равным 0, h. участвующие в сильном взаимодействии [4, с. 398] | |||
Адроны с полуцелым спином [7] | |||
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
- Генденштейн Л.Э., Дик Ю.И. Физика. 11 класс: учебник для общеобр. учр. М.: Мнемозина, 2009. 272 с.
- Генденштейн Л.Э., Кайдалов А.Б. Физика. 8 класс: учебник для общеобр. учр.. М.: Мнемозина, 2013. 272 с.
- Громов С.В. Физика: Школьная энциклопедия. М.: Дрофа, 1999. 336 с.
- Касьянов В.А Физика. 11 класс: учебник для общеобр. учр. М.: Дрофа, 2003. 400 с.
- Мякишев Г.Я. Буховцев Б.Б., Сотский Н.Н. Физика. 10 класс: учебник для общеобр. учр.. М.: Просвещение, 2017. 416 с.
- Тихомиров С.А. Физика. 11 класс: учебник для общеобр. учр.. М.: Мнемозина, 2009. 195 с.
- Элементарная частица URL: http// ru.wikipedia.org› (дата обращения: 14.03.2019)
- Элементарная частица URL: https:// ru.wikipedia.org› (дата обращения: 14.03.2019)
- 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 | ||