高中物理选修3-5第十九章 原子核8 粒子和宇宙教案设计

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课题：19.8 粒子和宇宙
三维教学目标
1、知识与技能
（1）了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史；
（2）初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一。
2、过程与方法
（1）感知人类（科学家）探究宇宙奥秘的过程和方法；
（2）能够突破传统思维重新认识客观物质世界。
3、情感、态度与价值观
（1）让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性；
（2）培养学生的科学探索精神。
教学重点：了解构成物质的粒子和宇宙演化过程
教学难点：各种微观粒子模型的理解
教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学过程：
（一）引入新课
宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。
现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？（构成物体的最小微粒为“原子”，不可再分）
其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。
现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？
现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。
（二）进行新课
1、“基本”粒子 “不” 基本
1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢？
2、发现新粒子
20世纪30年代以来，人们对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。看教材（103页“发现新粒子”）
思考：
（1）从宇宙线中发现了哪些粒子？这些粒子有什么特点？
（2）通过科学核物理实验又发现了哪些粒子？
（3）什么是反粒子？
（4）现在可以将粒子分为哪几类？
3、夸克模型
1964年提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克（quark）。夸克模型经过几十年的发展，已被多数物理学家接受。那么，现代科学认为夸克有哪几种？有什么特征？
（1）上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。
（2）夸克带电荷为元电荷的或倍
例1：已知π+介子、π-介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克或反夸克）组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。
下列说法正确的是（ ）（2005全国）
A．π+由u和组成 B．π+由和d组成
C．π-由u和组成 D．π-由和d组成
解析：根据各种粒子带电情况，π的带应为u和d（“+”或“-”）所以选“AD”
归纳：基本粒子不基本（列出框架图）
点评：逐步突现物质世界的微观与宏观的和谐统一。
粒子
媒介子
轻子
（6种）
强子
参与强作用
光子（传递电磁相互作用）
胶子（传递强相互作用）
电子
电子中微子
μ子和μ子中微子
子和子中微子

质子
中子
介子
超子
上夸克
下夸克
奇夸克
粲夸克
底夸克
顶夸克
夸克
4、宇宙的演化、恒星的演化
前面我们提到要了解宇宙起源需了解物质的组成的粒子，这是因为在物理学中研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论竟然相互沟通、相互支撑。
阅读教材,并要求学生初步了解宇宙演化的发展过程。
课后反思：π+
π-
u
d
带电量
+e
-e