2020-2021学年5 “基本”粒子教案

导入新课

基本粒子，基本？

分析组成物质的基本粒子都有哪些？

引导学生思考这些基本粒子之间都有哪些联系？

人类通过粒子碰撞和宇宙线观测，发现了很多新粒子。这些粒子可以分为几类？彼此之间有什么关系？

思考原来学习过的物质的基本组成粒子和它们之间的联系。

 引导学生回顾原来的知识，提高学生的参与度，引出本节课课题。

讲授新课

一、“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？

①19世纪末都认为原子是组成物质的最小微粒。

②发现了电子、质子和中子后，许多人认为光子和它们是组成物质的“基本粒子”。

③逐渐发现了数以百计的不由质子、中子、电子组成的新粒子；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。

二、发现新粒子

后来还发现了一些粒子，质量比质子的质量大，叫做超子。

反粒子：质量、寿命、自旋等物理性质相同而电荷等其他性质相反的粒子。

电子——正电子

质子——反质子

现在已经发现的粒子达到400多种。

三、粒子的分类

1、目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。u夸克所带的电荷量为2/3e,d夸克所带的电荷量为-1/3e,e为元电荷,下列论断中可能正确的是(　　)

A.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成

B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成

C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成

D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成

答案：B

四、夸克模型

1964年物理学家盖尔曼提出夸克模型，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。

六种夸克：上夸克u、下夸克d、奇异夸克s、粲夸克c、底夸克b、顶夸克t。

夸克带电荷为元电荷的2/3或-1/3倍。每种夸克都有对应的反夸克。

夸克模型指出电子电荷不再是电荷的最小单位，即存在分数电荷。

课堂练习1、关于粒子,下列说法正确的是(　　)

A.电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子

B.强子都是带电粒子

C.夸克模型是探究轻子结构的理论

D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位

解析：由于质子、中子是由不同夸克组成的,它们不是最基本的粒子,不同夸克构成强子,有的强子带电,有的强子不带电,故A、B错误。夸克模型是研究强子结构的理论,不同夸克带电不同,分别为,说明电子电荷不再是电荷的最小单位,故C错误,D正确。

答案：D

阅读材料，学习人类发现各种粒子的过程。

阅读材料，理解各种粒子的特点。

通过学习粒子的发现过程，明白科学的发展是一个不断质疑推翻原有不准确的结果，并不断进步的过程。

通过对“基本”粒子发现过程的学习，学会各种粒子的分类，体会科学的进步。

拓展提高

1、(多选)关于人们发现的新粒子,下列说法正确的是(　　)

A.许多粒子都有自己的反粒子

B.电子属于轻子

C.质子属于强子

D.光子属于轻子

解析：根据粒子的分类、粒子与反粒子的描述知A、B、C正确;光子属于规范玻色子,D错误。

答案：ABC

2、(多选)下列关于夸克模型的说法正确的是(　　)

A.强子是由更基本的成分夸克组成的

B.夸克的电荷量分别为元电荷的

C.每种夸克都有对应的反夸克

D.夸克能以自由的状态单个出现

解析：夸克不能以自由的状态单个出现,D错误,A、B、C正确。

答案：ABC

3、(多选)下列说法正确的是(　　)

A.目前还未发现轻子的内部结构

B.自然界存在着的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律,对基本粒子不适用

C.反粒子与其对应的粒子相遇时,会发生湮灭现象

D.强子是参与强相互作用的粒子,质子是最早发现的强子

解析：现代实验中还没有发现轻子的内部结构,故A正确;能量守恒定律等对基本粒子也适用,故B错误;反粒子与其相应的粒子带等量异种电荷,反粒子与其对应的粒子相遇时会发生湮灭现象,故C正确;质子是最早发现的强子,故D正确。

答案：ACD

完成拓展提高。

通过完成练习题，巩固基础知识。

课堂小结

一、“基本”粒子不基本

粒子的发现历程

二、粒子的分类

强子；轻子；规范玻色子；希格斯玻色子

三、夸克模型

总结本节课基础知识。

帮助学生梳理课堂所学知识，建立知识框架。

板书