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(共18张PPT)
核裂变与核聚变
人教版高中物理
选择性必修3
新知导入
基本粒子，基本？
分子
原子
质子
中子
电子
夸克
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？
新知讲解
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？
新知讲解
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”。
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。
19世纪末都认为原子是组成物质的最小微粒。
新知讲解
二、发现新粒子
1931-1940年
1941-1950年
1951-1960年
1961-1970年
1971-1980年
1981-1990年
1991-2000年
1901年至今
正电子、μ子
K介子和π介子
反质子、电子中微子
μ子
τ子、胶子、J/Ψ介子
W和Z玻色子
τ子中微子
希格斯玻色子
新知讲解
二、发现新粒子
粒子加速器有助于发现更多的新粒子
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。
新知讲解
三、粒子的分类
分类
参与的相互作用
发现的粒子
备　　注
强子
参与强相互作用
质子、中子、介子、超子
强子有内部结构,由夸克构成
轻子
不参与强相互作用
电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子
未发现内部结构
规范玻
色子
传递各种相互作用
光子、中间玻色子、胶子
光子、中间玻色子、胶子分别传递电磁、弱、强相互作用
希格斯
玻色子
—
—
希格斯玻色子是这几种基本粒子中最后一个被发现的
课堂练习
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
B
新知讲解
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
2、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。
D
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。
ABC
拓展提高
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。
ABC
拓展提高
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。
ACD
课堂总结
粒子
基本粒子不“基本”
夸克模型
轻子
强子
规范玻色子
粒子的分类
希格斯玻色子
板书设计
粒子
基本粒子不“基本”
夸克模型
轻子
强子
规范玻色子
粒子的分类
希格斯玻色子
作业布置
课后练习和同步练习
谢谢
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人教版高中物理选择性必修3第5章第5节“基本”粒子教学设计
课题
“基本”粒子
单元
5
学科
物理
年级
高二
学习目标
物理观念：了解构成物质的“基本粒子”，了解粒子物理的发展史。科学思维：感知人类（科学家）探索粒子奥秘的过程和方法，能够突破传统思维重新认识客观物质世界。科学探究：通过对“基本”粒子发现过程的学习，体会科学的进步。科学态度与责任：学习科学家们研究问题的方法，坚持实事求是的科学态度，体验其工作的艰辛，激发探索未来科学的热情。
重点
了解构成物质的粒子。
难点
各种微观粒子模型的理解。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
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：ABC2、(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：ABC3、(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
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精品试卷·第
2
页
（共
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