Giáo án Vật lý 12 cơ bản tiết 40: Các hạt sơ cấp

Tiết: 0 CÁC HẠT SƠ CẤP I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức: - Nêu được hạt sơ cấp là gì. - Nêu được tên một số hạt sơ cấp. 2. Kĩ năng: 3. Thái độ: II. CHUẨN BỊ 1. Giáo viên: Một bảng ghi các đặc trưng của các hạt sơ cấp. 2. Học sinh: III. HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC Hoạt động 1 ( phút): Tìm hiểu về khái niệm các hạt sơ cấp Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Y/c HS đọc Sgk và cho biết hạt sơ cấp là gì? - Nêu một vài hạt sơ cấp đã biết? - Y/c Hs đọc Sgk từ đó cho biết cách để đi tìm các hạt sơ cấp? - Nêu một số hạt sơ cấp tìm được? - Hạt muyôn có khối lượng cỡ 207me. - Hạt p+ và p- có khối lượng 273,2me. - Hạt po có khối lượng 264,2me. - Các hạt kaôn có khối lượng cỡ 965me. (Xem ở Bảng 40.2: Một số hạt sơ cấp) - Học sinh đọc Sgk để trả lời. - Phôtôn (g), êlectron (e-), pôzitron (e+), prôtôn (p), nơtrôn (n), nơtrinô (n). - Dùng các máy gia tốc hạt nhân. - HS nêu các hạt sơ cấp tìm được. - HS ghi nhận một số hạt sơ cấp. I. Khái niệm các hạt sơ cấp 1. Hạt sơ cấp là gì? - Hạt sơ cấp (hạt vi mô, hay vi hạt) là những hạt có kích thước vào cỡ kích thước hạt nhân trở xuống. 2. Sự xuất hiện các hạt sơ cấp mới - Để tạo nên các hạt sơ cấp mới, người ta sử dụng các máy gia tốc làm tăng vận tốc của một số hạt và cho chúng bắn vào các hạt khác. - Một số hạt sơ cấp: + Hạt muyôn (m-) - 1937. + Hạt p+ và p-. + Hạt po. + Các hạt kaôn K- và Ko. + Các hạt rất nặng (m > mp): lamđa (Ùo); xicma: So, S±; kxi: Xo, X-; ômêga: W-. Hoạt động 2 ( phút): Tìm hiểu các tính chất của các hạt sơ cấp Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Y/c HS đọc sách và cho biết các hạt sơ cấp được phân loại như thế nào? + Các leptôn (các hạt nhẹ) có khối lượng từ 0 đến 200me): nơ tri nô, êlectron, pôzitron, mêzôn m. + Các hađrôn có khối lượng trên 200me. Ä Mêzôn: p, K có khối lượng trên 200me, nhưng nhỏ hơn khối lượng nuclôn. Ä Hipêron có khối lượng lớn hơn khối lượng nuclôn. - Thời gian sống của các hạt sơ cấp là gì? - Thông báo về thời gian sống của các hạt sơ cấp. - Ví dụ: n ® p + e- + n ® p+ + p- - Y/c Hs đọc Sgk và cho biết phản hạt là gì? - Nêu một vài phản hạt mà ta đã biết? - Trường hợp hạt sơ cấp không mang điện như nơtrôn thì thực nghiệm chứng tỏ nơtrôn vẫn có momen từ khác không ® phản hạt của nó có momen từ ngược hướng và cùng độ lớn. - Y/c HS xem bảng 40.1 và cho biết hạt nào là phản hạt của chính nó. - Thực nghiệm và lí thuyết chứng tỏ rằng mỗi hạt vi mô tồn tại một đại lượng gọi là momen spin (hay thông số spin hoặc số lượng tử spin) - Thông báo về số lượng tử spin, từ đó phân loại các vi hạt theo s. Lưu ý: + Các fecmion có s là các số bán nguyên: e-, m-, n, p, n, … + Các boson là các số không âm:g, p … - HS đọc Sgk và ghi nhận sự phân loại các hạt sơ cấp. - Là thời gian từ lúc nó được sinh ra đến khi nó mất đi hoặc biến đổi thành hạt sơ cấp khác. - HS trả lời. + êlectron (e-) và pôzitron (e+) + nơtrinô (n) và phản nơtrinô () … - Các hạt piôn và phôtôn. - HS ghi nhận đại lượng momen spin. - HS ghi nhận phân loại các vi hạt theo s. II. Tính chất của các hạt sơ cấp 1. Phân loại Các hạt sơ cấp Phôtôn Các leptôn Các hađrôn Mêzôn Nuclôn Hipêron Barion 2. Thời gian sống (trung bình) - Một số ít hạt sơ cấp là bền, còn đa số là không bền, chúng tự phân huỷ và biến thành hạt sơ cấp khác. 3. Phản hạt - Mỗi hạt sơ cấp có một phản hạt tương ứng. - Phản hạt của một hạt sơ cấp có cùng khối lượng nhưng điện tích trái dấu và cùng giá trị tuyệt đối. - Kí hiệu: Hạt: X; Phản hạt: 4. Spin - Đại lượng đặc trưng cho chuyển động nội tại của hạt vi mô gọi là momen spin (hay thông số spin hoặc số lượng tử spin) - Độ lớn của momen spin được tính theo số lượng tử spin, kí hiệu s. - Phân loại các vi hạt theo s Các hạt sơ cấp Fecmiôn (fecmion) Bôzôn (boson) s = 0, 1, 2 … Hoạt động 3 ( phút): Tìm hiểu về tương tác của các hạt sơ cấp Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Thông báo về các tương tác của các hạt sơ cấp. - Tương tác điện từ là gì? - Tương tác điện từ là bản chất của các lực Cu-lông, lực điện từ, lực Lo-ren… - Tương tác mạnh là gì? - Một trường hợp riêng của tương tác mạnh là lực hạt nhân. - Tương tác yếu là gì? Ví dụ: p ® n + e+ + ne n ® p + e- + - Các nơtrinô ne luôn đi đối với e+ và e-. Sau đó tìm được 2 leptôn tương tự như êlectron là m- và t-, tương ứng với hai loại nơtrinô nm và nt. - Tương tác hấp dẫn là gì? Ví dụ: trọng lực, lực hút giữa Trái Đất và Mặt Trăng, giữa Mặt Trời và các hành tinh… - Thông báo về sự thống nhất của các tương tác khi có năng lượng cực cao. Y/c HS đọc Sgk để tìm hiểu về sự thống nhất đó. - HS ghi nhận 4 loại tương tác cơ bản. - HS đọc Sgk và trả lời câu hỏi. - HS đọc Sgk và trả lời câu hỏi. - HS đọc Sgk và trả lời câu hỏi. - HS đọc Sgk và trả lời câu hỏi. - HS đọc Sgk để tìm hiểu. III. Tương tác của các hạt sơ cấp - Có 4 loại cơ bản 1. Tương tác điện từ - Là tương tác giữa phôtôn và các hạt mang điện và giữa các hạt mang điện với nhau. 2. Tương tác mạnh - Là tương tác giữa các hađrôn. 3. Tương tác yếu. Các leptôn - Là tương tác có các leptôn tham gia. - Có 6 hạt leptôn: 4. Tương tác hấp dẫn - Là tương tác giữa các hạt (các vật) có khối lượng khác không. 5. Sự thống nhất của các tương tác - Trong điều kiện năng lượng cực cao, thì cường độ của các tương tác sẽ cùng cỡ với nhau. Khi đó có thể xây dựng một lí thuyết thống nhất các loại tương tác đó. Hoạt động 4 ( phút): Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 5 ( phút): Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản Hoạt động 6 ( phút): Giao nhiệm vụ về nhà. Hoạt động của GV Hoạt động của HS Kiến thức cơ bản - Nêu câu hỏi và bài tập về nhà. - Yêu cầu: HS chuẩn bị bài sau. - Ghi câu hỏi và bài tập về nhà. - Ghi những chuẩn bị cho bài sau. IV. RÚT KINH NGHIỆM