5.5“基本”粒子 教学设计 -2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

教学设计 课程基本信息 学科 物理 年级 高三 学期 秋季 课题 第五章 原子核 5.“基本”粒子 教学目标 1. 初步了解粒子物理学的基础知识及粒子的分类。 2. 感悟人类对物质结构的认识是不断深入的，通过对这些微观世界相关内容的学习形成相对完整、科学的物质观。 教学内容 教学重点： 1.认识粒子物理学的基础知识 2. 了解粒子的分类。 教学难点： 1. 随着科学家发现了许多新粒子，体会原来的“基本粒子”不再“基本”。 2. 了解夸克模型。 教学过程 1、 粒子的认识 直到19世纪末，人们认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子，并把它们叫作“基本粒子”。 后来科学家们逐渐发现了数以百计的不同种类的新粒子，它们并不能看作由质子、中子、电子组成的；另外，科学家们又发现质子、中子等本身也有自己的复杂的结构。 从20世纪后半期起，就将“基本”二字去掉，统称为粒子。 2、 发现新粒子 下表呈现的是自20世纪30年代至今物理学家通过实验发现的一部分新粒子。 它们是：正电子，μ子，K介子，π介子，超子反质子，电子中微子，μ子中微子……还发现了反粒子：质量、寿命、自旋等物理性质与过去已经发现的粒子相同，而电荷等其他性质相反。 3、 粒子的分类 现在已经发现的粒子达400多种。它们大体可被分为强子、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子几种类别： 1.强子：强子是参与强相互作用的粒子。质子和中子都是强子。 2.轻子：轻子不参与强相互作用。目前发现的轻子只有 6 种：电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子中微子。现代实验还没有发现轻子的内部结构。 3.规范玻色子：规范玻色子是传递各种相互作用的粒子，如光子、中间玻色子（W和Z玻色子）、胶子。光子传递电磁相互作用，中间玻色子传递弱相互作用，胶子传递强相互作用。 4.希格斯玻色子：希格斯玻色子是希格斯场的量子激发。基本粒子因与希格四、夸克模型 夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。科学家们直到今天还从未捕捉到自由的夸克。夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。在夸克模型的基础上，科学家们发展出了描述强相互作用的系统理论——量子色动力学。以量子 色动力学和电弱统一理论为核心，人们已经完成了一整套关于粒子的理论，称为粒子物理标准模型。标准模型和大量实验吻合得很好，取得了很大的成功。在标准模型中，夸克、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子是组成物质的几类最基本的粒子。 斯场耦合而获得质量。 学科网（北京）股份有限公司 $$