Сведения об элементарных частицах. Космические лучи.

Цель: рассказать об элементарных частицах. Побуждать учащихся к преодолению трудностей в процессе умственной деятельности, воспитать интерес к физике.

Ход урока

I.Организационный момент

II.Проведение самостоятельной работы

Вариант I

1.  Как получают радиоактивные изотопы? (Облучение а-частицами, α-излучением, нейтронное облучение).

2.   Что целесообразно применять для защиты от γ-излучения? (Свинец.)

3. Что целесообразно применять для защиты от нейтронов? (Воду, бетон.)

4.  С какой целью используют радиоактивные изотопы в медици­не? (С целью исследования обмена веществ, постановки диагноза, терапевтических целей.)

Вариант II

1.  Каким способом получают радиоактивные изотопы химиче­ских элементов? (Облучают нейтронами, а-частицами, у-квантами, протонами)

2. Для защиты от жесткого рентгеновского и у-излучений приме­няются вещества, состоящие из элементов ... (с высоким атомным номером и имеющих большую плотность.)

3.  Какие вещества при равных толщинах дают наилучшую защи­ту от γ-излучений - чугун, сталь, свинец? (Свинец.)

4.  Какие вещества используются для зашиты от нейтронов? (С невысоким атомным номером.)

III. Изучение нового материала

В начале XXвека было установлено, что все атомы построены из нейтронов, протонов и электронов. Помимо них были открыты пози­троны, нейтрино и квант (фотон).

В 1898 г. Дж. Томсон доказал реальность существования элек­тронов. В 1909 г. Р. Милликен впервые измерил заряд электрона:

q_e=-1,602-10^-19Кл;

В 1919 г. Э. Резерфорд при бомбардировке азота а-частицами об­наружил частицу, заряд которой равен заряду электрона, а масса в 1836 раз больше массы электрона:

Назвали частицу протон, m_D~ 1,6726^-10     кг.

Резерфорд высказал предположение о существовании частицы, не имеющей заряда, масса которой равна массе протона.

В 1932 г. Д. Чэдвик открыл частицу и назвал ее нейтроном: т_п= 1,001 гр.

Не входящий в состав ядра и живет около 1000*с,потом распа­дается на протон, электрон и нейтрино:

п —> р+ __xe+v.

В 1928 г. П. Дирак предсказал, а в 1932 г. Г. Андерсон открыл по­зитрон (е⁺), фотографируя следы космических частиц в камере Виль­сона. Позитрон рождается в паре с электроном, а при некоторых ре­акциях позитрон рождается в «одиночестве».

Гипотеза А. Эйнштейна, что свет распространяется в виде частиц или фотонов, означала отход от классических представлений. Они являются материальными частицами, имеют инертную массу, но могут существовать только двигаясь со скоростью света, не сущест­вуют в состоянии покоя. Сила тяжести действует на фотоны.

В 1931 г. В. Паули предсказал, а в 1955 г. экспериментально заре­гистрированы нейтрино vи антинейтрино v

m_v = 0; q_v= 0.

Оно появляется в ходе распада In. Протон, электрон и нейтрино являются стабильными частицами, но каждая из них при взаимодей­ствии с другими частицами может превращаться в другие частицы.

В 1935 г. японский физик X. Юкава предсказал существование новой частицы, которая является переносчиком сильного взаимодей­ствия. В 1947 г. частица была открыта и получила название мю-мезон (или пион). У этой частицы три зарядовых состояния (+; -; 0).

IV.Закрепление изученного материала

-     Что такое элементарная частица?

-     Каков главный факт существования элементарных частиц?

-     За счет чего осуществляется взаимодействие между протона­ми и нейтронами при сильном взаимодействии?

-     В чем заключается природа слабого взаимодействия?

-     Что является переносчиком слабого взаимодействия?

V.Подведение итогов урока

Домашнее задание

§  64.