Презентация на тему "Элементарные частицы"

Включить эффекты
1 из 35
Ваша оценка презентации
Оцените презентацию по шкале от 1 до 5 баллов
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5

Рецензии

Добавить свою рецензию

Аннотация к презентации

Презентационная работа по физике на тему: "Элементарные частицы", созданная преподавателем специально для того, чтобы рассказать школьникам, как современная физическая наука классифицирует элементарные частицы и какими свойствами наделяет.

Краткое содержание

  • Хронология физики частиц
  • Теория взаимодействия частиц
  • Классификация элементарных частиц
  • Кварки
  • Что такое спин?
  • Четыре вида физических взаимодействий
  • Свойства кварков
  • Характеристики кварков
  • Тест

Содержание

  • Слайд 1

    Элементарные частицы

    Муниципальное бюджетное нетиповое общеобразовательное учреждение"Гимназия №1 имени Тасирова Г.Х. города Белово"

    Презентация к уроку физики в 11 классе (профильный уровень)

    Выполнила: Попова И.А., учитель физики Белово, 2012 г.

  • Слайд 2

    Цель:

    • Ознакомление с физикой элементарных частиц и систематизация знаний по теме.
    • Развитие абстрактного, экологического и научного мышления учащихся на основе представлений об элементарных частицах и их взаимодействиях

  • Слайд 3

    Сколько элементов в таблице Менделеева?

    Всего лишь 92.

    Как? Там больше?

    Верно, но все остальные - искусственно полученные, они в природе не встречаются.

    Итак - 92 атома. Из них тоже можно составить молекулы, т.е. вещества!

    Но то, что все вещества состоят из атомов, утверждал еще Демокрит (400 лет до нашей эры).

    Он был большим путешественником, и его любимым изречением было:

    "Не существует ничего, кроме атомов и чистого пространства, все остальное - воззрение"

  • Слайд 4

     

    Античастица - частица, имеющая ту же массу и спин, но противоположные значения зарядов всех типов;

    Хронология физики частиц

    Для любой элементарной частицы есть своя античастица

  • Слайд 5

     

    Хронология физики частиц

    Все эти частицы были нестабильными, т.е. распадались на частицы с меньшими массами, в конечном счете превращаясь в стабильные протон, электрон, фотон и нейтрино (и их античастицы).

    Перед физиками - теоретиками встала труднейшая задача упорядочить весь обнаруженный "зоопарк" частиц и попытаться свести число фундаментальных частиц к минимуму, доказав, что другие частицы состоят из фундаментальных частиц

  • Слайд 6

     

    Хронология физики частиц

    Эта модель к настоящему времени превратилась в стройную теорию всех известных типов взаимодействий частиц.

  • Слайд 7

    Как обнаружить элементарную частицу?

    Обычно изучают и анализируютследы (траектории или треки), оставленные частицами, по фотографиям

  • Слайд 8

    Классификация элементарных частиц

    Все частицы делятся на два класса:

    • Фермионы, которые составляют вещество;
    • Бозоны, через которые осуществляетсявзаимодействие.

  • Слайд 9

     

    Фермионы подразделяются на

    • лептоны
    • кварки.

    Кварки участвуют в сильных взаимодействиях, а также в слабых и в электромагнитных.

  • Слайд 10

    Кварки

    • Гелл-Манн и Георг Цвейг предложили кварковую модель в 1964 г.
    • Принцип Паули: в одной системе взаимосвязанных частиц никогда не существует хотя бы две частицы с тождественными параметрами, если эти частицы обладают полуцелым спином.

    М. Гелл-Маннна конференции в 2007 г.

  • Слайд 11

    Что такое спин?

    • Спин демонстрирует, что существует пространство состояний, никак не связанное с перемещением частицы в обычном пространстве;
    • Спин (от англ. to spin – крутиться) часто сравнивают с угловым моментом «быстро вращающегося волчка» - это неверно!
    • Спин является внутренней квантовой характеристикой частицы, которая не имеет аналога в классической механике;
    • Спин (от англ. spin — вертеть[-ся], вращение) — собственный момент импульса элементарных частиц, имеющий квантовую природу и не связанный с перемещением частицы как целого

  • Слайд 12

    Спины некоторых микрочастиц

  • Слайд 13

    Кварки

    • Кварки участвуют в сильных взаимодействиях, а также в слабых и в электромагнитных.
    • Заряды кварков дробные - от -1/3e до +2/3e (e - заряд электрона).
    • Кварки в сегодняшней Вселенной существуют только в связанных состояниях - только в составе адронов. Например, протон - uud, нейтрон - udd.

  • Слайд 14

    Четыре вида физических взаимодействий

    • гравитационные,
    • электромагнитные,
    • слабые,
    • сильные.

    Слабое взаимодействие - меняет внутреннюю природу частиц.

    Сильные взаимодействия - обусловливают различные ядерные реакции, а также возникновение сил, связывающих нейтроны и протоны в ядрах.

    Ядерные

    Механизм взаимодействий один: за счет обмена другими частицами - переносчиками взаимодействия.

  • Слайд 15

     

    • Электромагнитное взаимодействие: переносчик - фотон.
    • Гравитационное взаимодействие: переносчики - кванты поля тяготения - гравитоны.
    • Слабые взаимодействия: переносчики - векторные бозоны.
    • Переносчики сильных взаимодействий: глюоны (от английского слова glue - клей), с массой покоя равной нулю.
    • И фотоны, и гравитоны не имеют массы (массы покоя) и всегда движутся со скоростью света.
    • Существенным отличием переносчиков слабого взаимодействия от фотона и гравитона является их массивность.

  • Слайд 16

    Свойства кварков

    Кварковыесупермультиплеты (триада и антитриада )

  • Слайд 17

    Свойства кварков: цвет

    Кварки имеют свойство, называемое цветовой заряд.

    Существуют три вида цветового заряда, условно обозначаемые как

    • синий,
    • зелёный
    • Красный.

    Каждый цвет имеет дополнение в виде своего антицвета —антисиний, антизелёный и антикрасный.

    В отличие от кварков, антикварки обладают не цветом, а антицветом, то есть противоположным цветовым зарядом.

  • Слайд 18

    Свойства кварков: масса

    У кварков имеется два основных типа масс, несовпадающих по величине:

    масса токового кварка, оцениваемая в процессах со значительной передачей квадрата 4-импульса, и

    структурная масса(блоковая, конституэнтная масса); включает в себя ещё массу глюонного поля вокруг кварка и оценивается из массы адронов и их кваркового состава.

  • Слайд 19

    Свойства кварков: аромат

    Каждый аромат (вид) кварка характеризуется такими квантовыми числами, как

    • изоспин Iz,
    • странность S,
    • очарование C,
    • прелесть (боттомность, красота) B′,
    • истинность (топность) T.

  • Слайд 20

     

  • Слайд 21

     

  • Слайд 22

     

  • Слайд 23

     

    Характеристики кварков

  • Слайд 24

    Рассмотрим задачи

  • Слайд 25

    Какая энергия выделяется при аннигиляции электрона и позитрона?

  • Слайд 26

    Какая энергия выделяется при аннигиляции протона и антипротона?

  • Слайд 27

    При каких ядерных процессах возникает нейтрино?

    А. При α - распаде.

    Б. При β - распаде.

    В. При излучении γ - квантов.

    Г. При любых ядерных превращениях

  • Слайд 28

    При каких ядерных процессах возникает антинейтрино?

    А. При α - распаде.

    Б. При β - распаде.

    В. При излучении γ - квантов.

    Г. При любых ядерных превращениях

  • Слайд 29

    Протон состоит из ...

    А. . . .нейтрона, позитрона и нейтрино.

    Б. . . .мезонов.

    В. . . .кварков.

    Г. Протон не имеет составных частей.

  • Слайд 30

    Нейтрон состоит из ...

    А. . . .протона, электрона и нейтрино.

    Б. . . .мезонов.

    В. . . . кварков.

    Г. Нейтрон не имеет составных частей.

  • Слайд 31

    Что было доказано опытами Дэвиссона и Джермера?

    А. Квантовый характер поглощения энергии атомами.

    Б. Квантовый характер излучения энергии атомами.

    В. Волновые свойства света.

    Г. Волновые свойства электронов.

  • Слайд 32

    Какая из приведенных формул определяет длину волны де-Бройля для электрона (m и v — масса и

    скорость электрона)?

  • Слайд 33

     

    Тест

    1.Какие физические системы образуются из элементарных частиц в результате электромагнитного взаимодействия?

    А. Электроны, протоны. Б. Ядра атомов. В. Атомы, молекулы вещества и античастицы.

    2. С точки зрения взаимодействия все частицы делятся на три типа: А. Мезоны, фотоны и лептоны. Б. Фотоны, лептоны и барионы. В. Фотоны, лептоны и адроны.

    3. Что является главным фактором существования элементарных частиц? А. Взаимное превращение. Б. Стабильность. В. Взаимодействие частиц друг с другом.

    4. Какие взаимодействия определяют устойчивость ядер в атомах? А. Гравитационные. Б. Электромагнитные. В. Ядерные. Г. Слабые.

  • Слайд 34

     

    6. Реальность превращения вещества в электромагнитное поле: А. Подтверждается на опыте аннигиляции электрона и позитрона. Б. Подтверждается на опыте аннигиляции электрона и протона.

    7. Реакция превращения вещества в поле: А. е + 2γ→е+Б. е + 2γ→е- В.е+ +е- =2γ.

    8. Какое взаимодействие ответственно за превращение элементарных частиц друг в друга? А. Сильное взаимодействие. Б. Гравитационное. В. Слабое взаимодействие Г. Сильное, слабое, электромагнитное.

    Ответы: В; В; А; В; Б; А; В; Г.

    5. Существуют ли в природе неизменные частицы?

    А. Существуют. Б. Не существуют.

  • Слайд 35

    Литература

    Периодическая система элементарных частиц

    Ишханов Б.С. , Кэбин Э.И. Физика ядра и частиц, XX век /

    таблица элементарных частиц

    Частицы и античастицы

    Элементарные частицы. справочник > химическая энциклопедия /

    Физика элементарных частиц

    Кварк /sila.narod.ru/phisics/phisics_atom_04.htm

    Кварк. Материал из Википедии — свободной энциклопедии /

    2.О кварках.

    Гармония радуги

Посмотреть все слайды

Конспект

таблица элементарных частиц

Частица

Символ

Масса

Время

жизни, с

Спин,

ħ

Заряды

Изоспин

Стран

ность,

S

Преобладающая

схема распада

МэВ

me

Q

L

B

I

IZ

Фотон

γ

0

0

1

0

0

0

Л

Е

П

Т

О

Н

Ы

Нейтрино

0

0

1/2

0

+1

0

Электрон

ee+

0,511

1

1/2

–1

+1

0

Мюон

– +

105,66

206,77

2,2·10–6

1/2

–1

+1

0

–→ e– + +

Тау-лептон

τ– τ+

1782

3490

3,5·10–12

1/2

–1

+1

0

τ– → – + +

А

Д

Р

О

Н

Ы

М

Е

З

О

Н

Ы

Пи-мезоны

– +

139,6

273,2

2,55·10–18

0

–1

0

0

1

+1

0

–→ – +

0

135,0

264,2

2·10–16

0

0

0

0

1

0

0

0→ 2γ

Ка-мезоны

493,8

966,3

1,23·10–8

0

–1

0

0

1/2

+1/2

+1

→ – +

498,0

974,5

10–10÷10–8

0

0

0

0

1/2

–1/2

+1

→ –++, (2÷3)0, + e +

Эта-мезон

η

548,8

1074

2,4·10–19

0

0

0

0

0

0

0

η → 2γ, 30

Б

А

Р

И

О

Н

Ы

н

у

к

л

о

н

ы

Протон

938,26

1836,1

1/2

+1

0

+1

1/2

+1/2

0

Нейтрон

939,55

1838,6

103

1/2

0

0

+1

1/2

–1/2

0

p + e– +

Г

И

П

Е

Р

О

Н

Ы

Лямбда-гиперон

1115,4

2182,8

2,6·10–10

1/2

0

0

+1

0

0

–1

p + –

Сигма-гипероны

1189,4

2328

0,8·10–10

1/2

+1

0

+1

1

+1

–1

n + +

1179

2342

1,6·10–10

1/2

–1

0

+1

1

–1

–1

n +

1192

2333

<10–14

1/2

0

0

+1

1

0

–1

+ γ

Кси-гипероны

1321

2585

1,7·10–10

1/2

–1

0

+1

1/2

–1/2

–2

+ –

1314

2572

3·10–10

1/2

0

0

+1

1/2

+1/2

–2

+ 0

Омега-гиперон

1675

3273

~10–10

3/2

–1

0

+1

0

0

–3

+ 0, +

*) Справа в колонке «Символ» указано условное обозначение соответствующей античастицы

http://www.leforio.narod.ru/images/tabl1.gif http://www.leforio.narod.ru/images/tabl2.gif

http://www.physbook.ru/images/thumb/6/6d/Tabl-23.1.jpg/570px-Tabl-23.1.jpg

таблица элементарных частиц

Частица

Символ

Масса

Время

жизни, с

Спин,

ħ

Заряды

Изоспин

Стран

ность,

S

Преобладающая

схема распада

МэВ

me

Q

L

B

I

IZ

Фотон

γ

0

0

1

0

0

0

Л

Е

П

Т

О

Н

Ы

Нейтрино

0

0

1/2

0

+1

0

Электрон

ee+

0,511

1

1/2

–1

+1

0

Мюон

– +

105,66

206,77

2,2·10–6

1/2

–1

+1

0

–→ e– + +

Тау-лептон

τ– τ+

1782

3490

3,5·10–12

1/2

–1

+1

0

τ– → – + +

А

Д

Р

О

Н

Ы

М

Е

З

О

Н

Ы

Пи-мезоны

– +

139,6

273,2

2,55·10–18

0

–1

0

0

1

+1

0

–→ – +

0

135,0

264,2

2·10–16

0

0

0

0

1

0

0

0→ 2γ

Ка-мезоны

493,8

966,3

1,23·10–8

0

–1

0

0

1/2

+1/2

+1

→ – +

498,0

974,5

10–10÷10–8

0

0

0

0

1/2

–1/2

+1

→ –++, (2÷3)0, + e +

Эта-мезон

η

548,8

1074

2,4·10–19

0

0

0

0

0

0

0

η → 2γ, 30

Б

А

Р

И

О

Н

Ы

н

у

к

л

о

н

ы

Протон

938,26

1836,1

1/2

+1

0

+1

1/2

+1/2

0

Нейтрон

939,55

1838,6

103

1/2

0

0

+1

1/2

–1/2

0

p + e– +

Г

И

П

Е

Р

О

Н

Ы

Лямбда-гиперон

1115,4

2182,8

2,6·10–10

1/2

0

0

+1

0

0

–1

p + –

Сигма-гипероны

1189,4

2328

0,8·10–10

1/2

+1

0

+1

1

+1

–1

n + +

1179

2342

1,6·10–10

1/2

–1

0

+1

1

–1

–1

n +

1192

2333

<10–14

1/2

0

0

+1

1

0

–1

+ γ

Кси-гипероны

1321

2585

1,7·10–10

1/2

–1

0

+1

1/2

–1/2

–2

+ –

1314

2572

3·10–10

1/2

0

0

+1

1/2

+1/2

–2

+ 0

Омега-гиперон

1675

3273

~10–10

3/2

–1

0

+1

0

0

–3

+ 0, +

*) Справа в колонке «Символ» указано условное обозначение соответствующей античастицы

http://www.leforio.narod.ru/images/tabl1.gif http://www.leforio.narod.ru/images/tabl2.gif

http://www.physbook.ru/images/thumb/6/6d/Tabl-23.1.jpg/570px-Tabl-23.1.jpg

Скачать конспект
Презентация будет доступна через 15 секунд