高中物理选修3-5教学设计 5.4 基本粒子与恒星演化 教案
鲁科版 高中物理 选修3-5 第5章 5.3 实物粒子的波粒二象性 5.4 “基本粒子”与恒星演化 学案正式版
在原子核周围用点的疏密表示的电子出现的概率分布．②电子的分布某一空间范围内电子出现概率大的地方点密，电子出现概率小的地方点疏．电子云反映了原子核外电子位置的可能性．2．思考判断(1)无论宏观世界还是微观世界，粒子的位置都是确定的．(×)(2)我们可以根据电子的运动轨迹判断电子的出现位置．(×)(3)微观世界中不可以同时测量粒子的动量和位置．(√)3．探究交流在微观物理学中，我们不可能同时准确地知道某个粒子的位置和动量，那么粒子出现的位置是否就是无规律可循的？【提示】粒子出现的位置还是有规律可循的，那就是统计规律，比如干涉、衍射的亮斑位置就是粒子出现概率大的位置.度时，开始发光，形成原恒星．恒星在主序星阶段停留时间最长.规律总结探究二：对不确定性关系的理解【问题导思】1．粒子位置是无法判定的吗？2．粒子的运动有没有特定的轨道？【答案】见解析关于不确定性关系Δx·Δp≥h4π有以下几种理解，正确的是()A．微观粒子的动量不可确定课堂小结【备课资源】(教师用书独具)黑洞的产生黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程；恒星的核心在自身重力的作用下迅速地收缩，塌陷，发生强力爆炸．当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止，被压缩成一个密实的星体，同时也压缩了内部的空间和时间．但在黑洞情况下，由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去，中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末，剩下来的是一个密度高到难以想象的物质．由于高质量而产生的力量，使得任何靠近它的物体都会被它吸进去．黑洞开始吞噬恒星的外壳，但黑洞并不能吞噬如此多的物质，黑洞会释放一部分物质，射出两道纯能量——伽马射线．也可以简单地理解：通常恒星的最初只含氢元素，恒星内部的氢原子时刻相互碰撞，发生聚变．由于恒星质量很大，聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡，以维持恒星结构的稳定．由于聚变，氢原子内部结构最终发生改变，破裂并组成新的元素——氦元素．接着，氦原子也参与聚变，改变结构，生成锂元素．如此类推，按照元素周期表的顺序，会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成．直至铁元素生成，该恒星便会坍塌．这是由于铁元素相当稳定不能参与聚变，而铁元素存在于恒星内部，导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡，从而引发恒星坍塌，最终形成黑洞．说它“黑”，是指它就像宇宙中的无底洞，任何物质一旦掉进去，就再不能逃出．跟白矮星和中子星一样，黑洞可能也是由质量大于太阳质量好几倍以上的恒星演化而来的．当一颗恒星衰老时，它的热核反应已经耗尽了中心的燃料(氢)，由中心产生的能量已经不多了．这样，它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量．所以在外壳的重压之下，核心开始坍缩，物质将不可阻挡地向着中心点进军，直到最后形成体积无限小、密度无限大的星体．而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径)，质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”诞生了.3图5－3－1()【解析】本题考查的是库仑力的大小、方向及力的合成，明确2。
高中物理选修35教案
高中物理选修35教案
教学重点和难点：掌握35选修课程中的重要物理知识；能够灵活运用所学知识解决相关问题。
教学准备：教材、课件、实验器材等。
教学过程：
一、导入环节（5分钟）
通过提出一个开放性问题来引入本节课的内容，激发学生的兴趣和思考。
二、知识讲解（15分钟）
1. 35选修课程中的重要物理知识介绍。
2. 通过实例讲解如何应用这些知识解决相关问题。
三、实验探究（15分钟）
结合所学知识进行实验探究，让学生亲自动手操作，感受物理现象和规律，并从中学习。
四、练习与讨论（10分钟）
布置相关练习题，让学生进行个人练习，并在课堂上进行讨论和答疑。
五、课堂小结（5分钟）
对本节课的重点内容进行小结，并展望下节课的内容。
教学反思：通过本节课的教学，学生能够掌握35选修课程中的重要物理知识，能够运用这些知识解决相关问题。
同时，教师应根据学生的学习情况灵活调整教学方法和手段，使教学过程更加生动有趣，提高学生的学习积极性和主动性。
(完整word版)高中物理选修3-5全套教案
16．1 实验：探究碰撞中的不变量★新课标要求（一）知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．3、掌握实验数据处理的方法．（二)过程与方法1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法.2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
（三）情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题,提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中,提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。
★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理．★教学方法教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。
★教学用具：投影片,多媒体辅助教学设备;完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课课件演示:（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态。
（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子．师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化．师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样．师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义,本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）．（二)进行新课1．实验探究的基本思路1．1 一维碰撞师：我们只研究最简单的情况—-两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动．这种碰撞叫做一维碰撞．课件：碰撞演示如图所示，A、B是悬挂起来的钢球，把小球A拉起使其悬线与竖直线夹一角度a，放开后A球运动到最低点与B球发生碰撞，碰后B球摆幅为β角．如两球的质量m A=m B，碰后A球静止，B球摆角β=α，这说明A、B两球碰后交换了速度;如果m A>m B，碰后A、B两球一起向右摆动；如果m A 〈m B ，碰后A 球反弹、B 球向右摆动． 师：以上现象可以说明什么问题?结论：以上现象说明A 、B 两球碰撞后，速度发生了变化，当A 、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．1．2 追寻不变量师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度．设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前它们速度分别为v 1、v 2,碰撞后的速度分别为1v '、2v '． 规定某一速度方向为正．碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系，我们可以做如下猜测:（1)22112211v m v m v m v m '+'=+ （2)222211222211v m v m v m v m '+'=+ (3）22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析：①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”． ②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量,才是我们追寻的不变量． 2．实验条件的保证、实验数据的测量2．1 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动；2．2 用天平测量物体的质量；2．3 测量两个物体在碰撞前后的速度． 师：测量物体的速度可以有哪些方法? 生:讨论。
5.3实物粒子的波粒二象性-5.4“基本粒子”与恒星演化 学案(2020年鲁科版高中物理选修3-5)
5.3实物粒子的波粒二象性-5.4“基本粒子”与恒星演化学案（2020年鲁科版高中物理选修3-5）第第3节节实物粒子的波粒二象性实物粒子的波粒二象性第第4节节““基本粒子基本粒子””与恒星演化与恒星演化目标定位1.知道实物粒子具有波动性以及物质波的波长，知道电子云并初步了解不确定性关系.2.初步了解粒子物理学的基础知识.3.初步了解恒星的演化.4.了解人类认识世界的发展性，体会人类对世界的探究是不断深入的一.德布罗意的假设1德布罗意波任何一个运动的物体都有一种波与它相对应，这种波叫物质波，也称为德布罗意波2德布罗意关系粒子能量E与相应的波的频率之间的关系为Eh.动量p与相应波长之间的关系为ph.上述关系称为德布罗意关系两式中的h为普朗克常量通过普朗克常量把粒子性和波动性联系起来二.德布罗意假说的实验探索1实验探究思路干涉.衍射是波特有的现象如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该能发生干涉和衍射现象2实验验证1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的波动性三.不确定性关系1微观粒子运动的基本特征不可能同时准确地知道粒子的位置和动量2不确定性关系以x表示粒子位置的不确定范围，以p表示粒子动量的不确定范围，那么xph4，式中h 是普朗克常量四.电子云用点的疏密表示的电子出现的概率分布，称为电子云五.“基本粒子”初步1发现了原子核内部结构后，人们认为光子.电子.质子和中子是组成物质的基本粒子2影响“基本粒子”的相互作用引力相互作用引力.电磁相互作用电磁力.强相互作用强力.弱相互作用弱力3“基本粒子”家族按粒子参与相互作用的性质来分，可将其分为媒介子.轻子和强子强子是有内部结构的，它由更基本的成分夸克组成4“基本粒子”的探测加速器和探测器是研究粒子物理的主要工具，探测器分两大类一类是计数器，一类是径迹探测器六.恒星演化1恒星的形成大爆炸后，在万有引力作用下形成星云，进一步凝聚使得引力势能转变为内能，温度升高，直到发光，于是恒星诞生了2恒星演变当热核反应产生的斥力与引力作用达到平衡时，恒星停止收缩进入最长.最稳定的主序星阶段3恒星归宿恒星最后的归宿有三种，它们是白矮星.中子星.黑洞七.极大与极小的奇遇1宇宙大爆炸至今，经历了至少150亿年；在大爆炸初期宇宙发生了巨大的变化，大宇宙的演化与微小的基本粒子紧密地联系在一起了2在大爆炸之后逐渐形成了夸克.轻子和胶子等粒子，随后经过强子时期，轻子时期，质子和中子结合成氢.氦.锂和氘时期一.对物质波的理解1任何物体，小到电子.质子，大到行星.太阳都存在波动性，我们之所以观察不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体对应的波长太小的缘故2物质波波长的计算公式为hp，频率公式为Eh.3德布罗意假说是光子的波粒二象性的一种推广，包括了所有的物质粒子，即光子与实物粒子都具有粒子性，又都具有波动性，与光子对应的波是电磁波，与实物粒子对应的波是物质波【例1】下列关于德布罗意波的认识，正确的解释是A任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波BX光的衍射证实了物质波的假设是正确的C电子的衍射证实了物质波的假设是正确的D宏观物体运动时，看不到它的衍射或干涉现象，所以宏观物体不具有波动性答案C解析运动的物体才具有波动性，A项错；宏观物体由于动量太大，德布罗意波波长太小，所以看不到它的干涉.衍射现象，但仍具有波动性，D项错；X光是波长极短的电磁波，是光子，它的衍射不能证实物质波的存在，B项错；只有C项正确【例2】如果一个中子和一个质量为10g的子弹都以103m/s的速度运动，则它们的德布罗意波的波长分别是多大中子的质量为1.671027kg，普朗克常量为6.631034Js答案4.01010m6.631035m解析中子的动量为p1m1v子弹的动量为p2m2v据hp知中子和子弹的德布罗意波长分别为1hp1，2hp2联立以上各式解得1hm1v，2hm2v将m11.671027kg，v103m/sh6.631034Js，m21.0102kg代入上面两式可解得14.01010m，26.631035m借题发挥1人们陆续证实了质子.中子以及原子.分子的波动性对于这些粒子，德布罗意给出的Eh和hp关系同样正确2宏观物体的质量比微观粒子大得多，运动时的动量很大，对应的德布罗意波的波长就很小，根本无法观察到它的波动性二.对不确定性关系的理解1不确定性关系微观粒子运动的位置不确定量x和动量的不确定量p的关系式为xph4，其中h是普朗克常量，这个关系式叫不确定性关系2不确定性关系表明微观粒子的位置坐标测得越准确即x越小，则动量就越不准确即p越大；微观粒子的动量测得越准确即p越小，则位置坐标就越不准确即x越大注意不确定性关系不是说微观粒子的坐标测不准，也不是说微观粒子的动量测不准，更不是说微观粒子的坐标和动量都测不准，而是说微观粒子的坐标和动量不能同时测准3不确定性关系是自然界的一条客观规律对任何物体都成立，并不是因为测量技术和主观能力而使微观粒子的坐标和动量不能同时测准对于宏观尺度的物体，其质量m通常不随速度v变化因为一般情况下，v远小于c，即pmv，所以xvh4m.由于m远大于h，因此x和v可以同时达到相当小的地步，远远超出最精良仪器的精度，完全可以忽略可见，不确定现象仅在微观世界方可观测到【例3】一颗质量为10g的子弹，具有200m/s的速率，若其动量的不确定范围为动量的0.01这在宏观范围是分精确的了，则该子弹位置的不确定范围为多大答案大于或等于2.61031m解析子弹的动量为pmv0.01200kgm/s2.0kgm/s动量的不确定范围p0.01p1.01042.0kgm/s2.0104kgm/s由不确定性关系式xph4，得子弹位置的不确定范围xh4p6.63103443.142.0104m2.61031m.借题发挥我们知道，原子核的数量级为1015m，所以，子弹位置的不确定范围是微不足道的可见子弹的动量和位置都能精确地确定，不确定性关系对宏观物体来说没有实际意义针对训练1在单缝衍射实验中，若单缝宽度是1.0109m，那么光子经过单缝发生衍射，动量不确定量是多少答案p5.31026kgm/s解析由题意可知光子位置的不确定量x1.0109m，解答本题需利用不确定性关系单缝宽度是光子经过狭缝的位置不确定量，即x1.0109m，由xph4有1.0109mp6.631034Js4.得p5.31026kgm/s.三.“基本粒子”初步认识1“基本粒子”间的相互作用自然界中存在四种相互作用，如下表所示力的类型发生作用的距离传递此力的粒子粒子的质量万有引力作用延伸到非常大的距离没有发现未知弱相互作用约小于1018m中间玻色子约90GeV电磁相互作用延伸到非常大的距离光子0强相互作用约小于1015m胶子假定为02.粒子的分类按照粒子与各种相互作用的关系，分类如下表所示比较项分类参与的相互作用发现的粒子备注强子强相互作用质子.中子.超子.质子是最早发现的强子强子又分为介子和重子两类强子有内部结构轻子不参与强相互作用电子.电子中微子.子.子中微子.子.子中微子现代实验还没有发现轻子的内部结构每种轻子都有对应的反粒子媒介子传递各种相互作用光子.中间玻色子.胶子光子传递电磁相互作用中间玻色子传递弱相互作用胶子传递强相互作用【例4】目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两夸克组成，u夸克带电荷量为23e，d夸克带电荷量为13e，e为基元电荷，下列论断中可能正确的是A质子由1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1个u 夸克和1个d夸克组成答案B解析针对训练2多选已知介子.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u或反夸克d 组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷.udud带电荷量ee23e13e23e13e下列说法正确的是A由u和d组成B由d和u组成C由u和d组成D由d和u组成答案AD对物质波的理解1一颗质量为10g的子弹，以200m/s的速度运动着，则由德布罗意理论计算，要使这颗子弹发生明显的衍射现象，那么障碍物的尺寸为A3.01010mB1.81011mC3.01034mD无法确定答案C解析hphmv6.63103410103200m3.321034m，故能发生明显衍射的障碍物尺寸应为选项C.2下列说法正确的是A概率波就是机械波B物质波是一种概率波C概率波和机械波的本质是一样的，都能发生干涉和衍射现象D在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则能确定这个光子落在哪个点上答案B解析概率波与机械波是两个概念，本质不同，A.C错误；物质波是一种概率波，符合概率波的特点；在光的双缝干涉实验中，若有一个光子，则不能确定这个光子落在哪个点上，D错故B正确对不确定性关系的理解3多选下述说法正确的是A宏观物体的动量和位置可准确测定B微观粒子的动量和位置可准确测定C微观粒子的动量和位置不可同时准确测定D宏观粒子的动量和位置不可同时准确测定答案AC解析宏观物体在经典力学中，位置和动量可以同时精确测定，在量子理论建立之后，微观粒子的动量和位置要同时测出是不可能的4多选关于不确定性关系，下列说法正确的是A在微观世界中，粒子的位置和动量存在一定的不确定性，不能同时准确测量B自然界中的任何物体的动量和位置之间都存在不确定性C海森堡不确定性关系说明粒子的位置和动量存在一定的不确定性，都不能测量D不确定性关系xph4，x与p测量精度与测量仪器及测量方法是否完备无关答案ABD解析微观世界中，粒子的位置和动量存在一定的不确定性，不能同时准确测量，A正确；如果同时测量某个微观粒子的位置和动量，位置的测量结果越精确，动量的测量误差就越大；反之，动量的测量结果越精确，位置的测量误差就越大，C错误；普朗克常量是一个很小的量，对宏观物体来说，这种不确定关系可以忽略不计，B正确基本粒子初步5现在，科学家们正在设法寻找“反物质”，所谓“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反据此，反粒子为A.42HeB.42HeC.42HeD.42He答案D解析根据题目中的描述，结合粒子的特点很容易选出正确选项D.。
鲁科版高中物理选修3-5课件5.4《“基本粒子”与恒星演化》 (共56张PPT)
强子、轻子 强子、轻子 一切物体 光子 原子结合
β 衰变
2.“基本粒子”家族
如果按粒子参与相互作用的性质来分， 可以分为：媒介子、轻子和强子
（1）媒介子
媒介子：媒介子是传递各种相互作用的粒子，如光子、中间玻 色子、胶子．光子是传递电磁相互作用的粒子，中间玻色子是
传递弱相互作用的粒子，胶子是传递强相互作用的粒子，核子
温伯格
格拉肖
萨拉姆
四种相互作用的比较
名称 相对强度 强作用 1 电磁作用 弱作用
10 12
引力作用
10
2
10
39
作用范围(m) 10 15 作用时间(s) 10 被作用粒子 传递子 举例
23
10
20
10 17
16
引力子 天体之间
~ 10
10 10
中间玻色子
强子 介子 核力
“质子”和“中子”是基本的吗？
人们发现“质子”和“中子”并不基本， 是有更小的粒子---“夸克” 组成。
“夸克”---目前没有发现 其内部结构，是“基本” 的 粒子
现代的“原子”图像
注意： “原子”体积的 99.999999999999% 是空的 ！
“原子”的大小
众多的“复合粒子”
一切具有电荷或磁矩的全部粒子包括强 子和轻子都参与电磁相互作用。电磁相互作 用通过电磁场交换光子来实现。一些基本粒 子通过电磁相互作用发生衰变。电磁相互作 用的强度比强相互作用弱，电磁力的大小与 物体间距离的平方成反比。
Q1Q 2 Fk 2 r
k 9 10 N m /kg
9 2
2
（3） 强相互作用
物理鲁科版选修35学案知识导航第五章第4节“基本粒子”与恒星演化
第4节“基本粒子”与恒星演化思维激活基本粒子为什么不基本？提示：19世纪末，人们都认为原子是组成物质的最小微粒.后来发现了电子、质子和中子以及光子，于是很多人认为这就是组成物质的不可再分的最基本的粒子，并把它们叫做基本粒子，直到后来人们又发现了质子、中子等等本身也是复合粒子，也有自己的复杂结构.从20世纪后半期起，就将“基本二字去掉”，统称为粒子.自主整理1.发现新粒子1932年发现了__________，1937年发现了__________，1947年发现了__________，后来还发现了一些粒子，质量比质子的质量大，叫做__________.2.粒子的分类(1)强子：参与强相互作用的粒子，它又分为__________两类，最早发现的强子是__________.(2)轻子：是不参与强相互作用的粒子.最早发现的轻子是__________，后来发现的有__________、__________、__________.(3)媒介子：传递各种相互作用的粒子，如__________、__________、__________.3.夸克模型认为强子是由更基本的成分组成，这种成分叫做__________.夸克有6种，它们是__________、__________、__________、__________、__________、__________.每种夸克都有自己的__________.夸克模型指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷.但目前仍未发现自由态的夸克，这就是夸克的“禁闭”.4.恒星的演化密度很低的星际物质逐渐形成星云，大块的星云由于引力作用而__________逐渐凝聚成原恒星.原恒星继续__________，温度不断__________，发生热核反应，当热核反应产生的斥力和引力作用达到平衡时，恒星不再收缩，进入相对稳定阶段.当核能源供应不足时，恒星的稳定状态遭到破坏，引力作用又开始大于斥力，星体又开始收缩，温度升高，发光能力增强，光度增加，外部膨胀，表面积增大，但表面温度并不高，看上去呈红色，这时恒星便演化为红巨星.当恒星核能耗尽时，就进入末期.恒星的末期形态主要有三种：__________，__________或__________.高手笔记宏观世界和微观世界之间存在着巨大的差异.从空间范围来讲，宏观世界已扩展到现代天文学观测所能探及的约1027 m之远的宇宙深处；微观世界则已深入到约10-19 m之微的夸克和轻子.从时间范围来讲，宏观世界的“寿命”不少于150亿年；微观世界中的粒子寿命有的长达10亿年，而有的却短到仅10-23s.这两个在空间上和时间上有“天壤之别”的世界之间，却存在着千丝万缕的联系.要真正理解我们的宇宙，就必须从研究极微小的粒子开始，看看那里都发生了些什么情况，然后再来遥望整个宇宙，因为宏观世界的许多基本问题往往可在对微观世界的研究中得到解决.其实，任何关于其中一个世界的新知识，都可以促进人们对另一个世界的了解.名师解惑认识强子、轻子和媒介子剖析：强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子.强子又分为介子和重子两类.轻子是不参与强相互作用的粒子，最早发现的轻子是电子.现代实验还没有发现轻子的内部结构.媒介子是传递各种相互作用的粒子，如光子、中间玻色子、胶子.光子传递电磁相互作用，中间玻色子传递弱相互作用，胶子传递强相互作用.讲练互动【例题】下列说法中正确的是( )A.夸克模型说明电子电荷量是最小的电荷单元B.目前已经发现了自由态的夸克C.目前发现的夸克有6种D.每种夸克都有对应的反夸克解析：夸克模型指出目前发现了6种夸克，每种夸克都有对应的反夸克，所以C、D正确.夸克所带电荷量小于电子电荷量，但还没有发现自由态的夸克，这就是夸克的禁闭，所以A、B错.答案：CD绿色通道许多实验表明，强子是有内部结构的，夸克模型是1946年提出的，历经几十年的发展，已经被多数物理学家接受.变式训练已知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u或反夸克d)组成的，它们带的电荷量如下表所示，表中e为元电荷.下列说法正确的是( )A.π+由u和组成B.π+由d和组成C.π-由u和组成D.π-由d和组成解析：由题意知，π+介子带一个单位的元电荷，呈正电性，又必须是由一个夸克和一个反夸克组成，则从表格中的数据可推断，π+介子应由夸克u和反夸克d组成；同理可推得π-介子应由夸克d和反夸克u组成. 答案：AD体验探究【问题】人们是怎样把基本粒子和宇宙联系在一起的？导思：宇宙间存在着四种相互作用，即引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用，而宇宙又是由物质构成，且四种相互作用力也应有统一的理论来表示，不同的力只不过是一个普遍力的不同表现形式.人们已经验证电磁力和弱力的统一.探究：在宇宙形成初期，宇宙发生了巨大变化.也就是在这一时期宇宙的演化与微小的基本粒子联系在一起了.从宇宙处于夸克和反夸克主导的弱电期到强子与轻子期再到核聚变期……宇宙学的一些观测数据及研究成果为高能物理学提供了依据，而天文学又希望通过高能物理学的理论和实验来了解宇宙形成的证据.这样，基本粒子和宇宙就联系在一起了.。
教科版高中物理选修3-5：《粒子物理学简介(选学)》教案-新版
3.7《粒子物理学简介（选学）》教案★新课标要求（一）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．初步了解加速器的发展（二）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（三）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加速器★教学难点各种微观粒子模型的理解★教学过程（一）引入新课教师：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。
问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？学生：构成物体的最小微粒为“原子”（不可再分）。
点评：从宇宙的起源角度去引起对物质构的粒子的了解，激发学生的兴趣，积极回答。
教师：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。
问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？学生回忆并回答：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。
点评：引起学生回忆旧知识并巩固知识。
（二）进行新课1．基本粒子的分类教师：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？学生思考并惊奇。
点评：因为学生所能了解的最小粒子只有这些，所以这节课引起了学生的兴趣。
（可以不按教材顺序介绍，接着介绍新粒子的发现）教师：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。
思考下面的问题：（1）通过科学核物理实验又发现了哪些粒子？（2）什么是反粒子？（3）现在可以将粒子分为哪几类？在老师的引导下学生带着问题阅读教材。
人教版物理选修3-5全册教案(共116页)
人教版物理选修3-5教案16．1 实验：探究碰撞中的不变量★新课标要求（一）知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．3、掌握实验数据处理的方法．（二）过程与方法1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。
2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
（三）情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。
★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点速度的测量方法、实验数据的处理．★教学方法教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块、打点计时器等★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课课件（投影片）演示：（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态（不同号的台球运动状态不同）。
（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子．师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化．例：两节火车车厢之间的挂钩靠碰撞连接。
师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样．师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）．（二）进行新课 1．实验探究的基本思路 1．1 一维碰撞师：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动．这种碰撞叫做一维碰撞． 课件：碰撞演示如图所示，A 、B 是悬挂起来的钢球，把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ，放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角．如两球的质量m A =m B ，碰后A 球静止，B 球摆角β=α，这说明A 、B 两球碰后交换了速度；如果m A >m B ，碰后A 、B 两球一起向右摆动； 如果m A <m B ，碰后A 球反弹、B 球向右摆动． 师：以上现象可以说明什么问题？结论：以上现象说明A 、B 两球碰撞后，速度发生了变化，当A 、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．1．2 追寻不变量师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度． 设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前它们速度分别为v 1、v 2，碰撞后的速度分别为1v '、2v '． 规定某一速度方向为正．碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系，我们可以做如下猜测：（1）22112211v m v m v m v m '+'=+ （2）222211222211v m v m v m v m '+'=+ （3）22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析：①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”． ②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量． 2．实验条件的保证、实验数据的测量2．1 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动;2．2 用天平测量物体的质量； 2．3 测量两个物体在碰撞前后的速度． 师：测量物体的速度可以有哪些方法？ 生：讨论。
2019年高中物理 第5章 第3、4节 实物粒子的波粒二象性 “基本粒子”与恒星演化学案 鲁科版选修3-5
实物粒子的波粒二象性“基本粒子”与恒星演化1.德布罗意关系：E＝hν，p＝hλ。
2．不确定性关系：ΔxΔp≥h4π，式中Δx为位置的不确定范围，Δp为动量的不确定范围，h为普朗克常量。
3．用点的疏密表示电子出现的概率分布，称为电子云。
4．自然界存在四种相互作用：引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用和弱相互作用。
基本粒子包括媒介子、轻子、强子。
1．德布罗意波任何一个运动着的物体，都有一种波与它相对应，这种波叫物质波，也称为德布罗意波。
2．德布罗意关系E＝hν , p＝hλ德布罗意用普朗克常量把粒子性和波动性联系起来。
3．物质波的实验验证1927年戴维孙和革末分别利用晶体做了电子束衍射实验，发现了电子的衍射现象，证实了电子的波动性。
4．不确定性关系(1)在微观世界中，粒子的位置和动量存在一定的不确定性，不能同时测量。
(2)关系式ΔxΔp≥h4π中，Δx为位置的不确定范围，Δp为动量的不确定范围，h为普朗克常量。
5．电子云用点的疏密表示的电子出现的概率分布。
某一空间范围内电子出现概率大的地方点密集，电子出现概率小的地方点稀疏。
电子云反映了原子核外电子位置的不确定性。
6．对粒子的认识过程(1)“基本粒子”：电子、质子和中子。
曾认为它们是组成物质的基本粒子，后来又认识到“基本粒子”的复杂内部结构。
(2)新粒子：1932年发现了正电子，1937年发现了μ子，1947年发现K介子和π介子及以后发现的超子等。
(3)粒子的分类：已发现的粒子分为媒介子、轻子和强子三类。
(4)影响“粒子”的相互作用力：引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用。
7．夸克模型(1)夸克：强子是由夸克构成的。
(2)分类：上夸克、下夸克、粲夸克、奇异夸克、顶夸克、底夸克；它们所带的电荷是电子或质子所带电荷的2/3或1/3。
8．恒星的演化(1)恒星的形成：大爆炸后，在万有引力作用下形成星云团，进一步凝聚开始发光形成恒星。
(2)恒星的归宿：聚变反应层级递进地在恒星内发生，直到各种热核反应不再发生，恒星的中心密度达到极大，在强大的引力下形成白矮星、中子星或黑洞。
2014新编鲁科版高中物理选修3-5全册导学案
鲁科版高中物理选修3-5 全册导学案目录1.1《动量定理》1.2《动量守恒定律_》1.3《科学探究----维弹性碰撞》2.1《电子的发现与汤姆孙模型》2.2《原子的核式结构模型》2.3《波尔的原子模型》2.4《氢原子光谱与能级结构》3.1《原子核结构》3.2《原子核衰变及半衰期》3.3《放射性的应用与防护》4.1《核力与核能》4.2《核裂变》4.3《核聚变》4.4《核能的利用与环境保护》5.1《光电效应》5.2《康普顿效应》5.3《实物粒子的波粒二象性》5.4《“基本粒子”与恒星演化》1. 1《动量定理》学案3【学习目标】1.理解和掌握动量的概念,强调动量的矢量性,并能正确计算一维空间内物体动量的变化。
2.理解和掌握冲量的概念,强调冲量的矢量性。
3.学习动量定理,理解和掌握冲量和动量改变的关系【学习重点】理解动量、冲量的概念;掌握使用动量定理【知识要点】1.动量运动物体的质量和速度的乘积叫动量。
动量通常用字母p表示。
pmv1单位:kg?m?s-12动量是矢量,动量的方向就是速度的方向。
如果物体沿直线运动,动量的方向可用正、负号表示。
2.动量定理1).冲量力和时间的乘积在改变物体运动状态方面,具有一定的物理意义。
力F和力作用时间t的乘积,叫做力的冲量。
用I表示冲量,IFt。
1单位:N?s。
2冲量是矢量2 .动量定理物理意义是:物体动量的改变,等于物体所受外力冲量的总和。
这就是动量定理。
用公式表示:Ip′-p动量定理反映了物体受到所有外力的冲量总和和物体动量的改变在数值和方向上的等值同向关系。
在使用时一定要注意方向。
【典型例题】例1: 质量为m的小球,从沙坑上方自由下落,经过时间t1到达沙坑表面,又经过时间t2停在沙坑里。
求:⑴沙对小球的平均阻力F;⑵小球在沙坑里下落过程所受的总冲量I。
解:设刚开始下落的位置为A,刚好接触沙的位置为B,在沙中到达的最低点为C。
⑴在下落的全过程对小球用动量定理:重力作用时间为t1+t2,而阻力作用时间仅为t2,以竖直向下为正方向,有: mgt1+t2-Ft20, 解得: ⑵仍然在下落的全过程对小球用动量定理:在t1时间内只有重力的冲量,在t2时间内只有总冲量(已包括重力冲量在内),以竖直向下为正方向,有: mgt1-I0,∴Imgt1 【达标训练】1.以初速度v0竖直向上抛出一物体,空气阻力不可忽略。
2020-2021学年鲁科版选修3-5 5.4 “基本粒子”与恒星演化 学案
第4节“基本粒子”与恒星演化学案学习目标：初步了解粒子物理学的基础知识及恒星演化．基础知识：一．“基本粒子”初步(1)直到19世纪末，人们都认为光子、电子、质子和中子是基本粒子．(2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子并不是由以上基本粒子组成的，并发现质子、中子等本身也有复杂结构．1．影响“基本粒子”的相互作用2．“基本粒子”家族(1)新粒子：1932年发现了正电子，1937年发现了μ子，1947年发现了K 介子和π介子及以后的超子等．(2)粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒子分为三大类：强子、轻子和媒介子．(3)夸克模型的提出：1964年美国物理学家盖尔曼提出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的．三．宇宙及恒星的演化(1)宇宙演化根据大爆炸理论，在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期．在大爆炸之后逐渐形成了夸克、轻子和胶子等粒子，随后经过强子时代、轻子时代、核合成时代．继续冷却，质子、电子、原子等与光子分离而逐步组成恒星和星系．(2)恒星的演化①恒星的形成：大爆炸后，在万有引力作用下形成星云团，进一步凝聚使引力势能转变为内能，温度升高，直到发光，于是恒星诞生了．②恒星演变：核聚变反应，层级递进地在恒星内发生，直到各种热核反应不再发生时，恒星的中心密度达到极大．③恒星归宿：恒星最后的归宿有三种，它们是白矮星、中子星、黑洞．典例1、在β衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。
中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。
1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中11H的核反应，间接地证实了中微子的存在。
(1)中微子与水中的11H发生核反应，产生中子(10n)和正电子(01e)，即：中微子＋11H→10n＋01e可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是________。
(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子(γ)，即01e＋0－1e→2γ，已知正电子和电子的质量都为9.1×10－31 kg，反应中产生的每个光子的能量约为________J。
高中物理选修3-5全套教案
创作编号：BG7531400019813488897SX创作者：别如克*16．1 实验：探究碰撞中的不变量★新课标要求（一）知识与技能1、明确探究碰撞中的不变量的基本思路．2、掌握同一条直线上运动的两个物体碰撞前后的速度的测量方法．3、掌握实验数据处理的方法．（二）过程与方法1、学习根据实验要求，设计实验，完成某种规律的探究方法。
2、学习根据实验数据进行猜测、探究、发现规律的探究方法。
（三）情感、态度与价值观1、通过对实验方案的设计，培养学生积极主动思考问题的习惯，并锻炼其思考的全面性、准确性与逻辑性。
2、通过对实验数据的记录与处理，培养学生实事求是的科学态度，能使学生灵活地运用科学方法来研究问题，解决问题，提高创新意识。
3、在对实验数据的猜测过程中，提高学生合作探究能力。
4、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。
★教学重点碰撞中的不变量的探究★教学难点实验数据的处理．★教学方法教师启发、引导，学生自主实验，讨论、交流学习成果。
★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备；完成该实验实验室提供的实验器材，如气垫导轨、滑块等★课时安排 1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 课件演示：（1）台球由于两球碰撞而改变运动状态。
（2）微观粒子之间由于相互碰撞而改变状态，甚至使得一种粒子转化为其他粒子．师：碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象，两个物体发生碰撞后，速度都发生变化．师：两个物体的质量比例不同时，它们的速度变化也不一样．师：物理学中研究运动过程中的守恒量具有特别重要的意义，本节通过实验探究碰撞过程中的什么物理量保持不变（守恒）．（二）进行新课 1．实验探究的基本思路 1．1 一维碰撞师：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动．这种碰撞叫做一维碰撞． 课件：碰撞演示如图所示，A 、B 是悬挂起来的钢球，把小球A 拉起使其悬线与竖直线夹一角度a ，放开后A 球运动到最低点与B 球发生碰撞，碰后B 球摆幅为β角．如两球的质量m A =m B ，碰后A 球静止，B 球摆角β=α，这说明A 、B 两球碰后交换了速度；如果m A >m B ，碰后A 、B 两球一起向右摆动； 如果m A <m B ，碰后A 球反弹、B 球向右摆动． 师：以上现象可以说明什么问题？结论：以上现象说明A 、B 两球碰撞后，速度发生了变化，当A 、B 两球的质量关系发生变化时，速度变化的情况也不同．1．2 追寻不变量师：在一维碰撞的情况下与物体运动有关的量只有物体的质量和物体的速度． 设两个物体的质量分别为m 1、m 2，碰撞前它们速度分别为v 1、v 2，碰撞后的速度分别为1v '、2v '． 规定某一速度方向为正．碰撞前后速度的变化和物体的质量m 的关系，我们可以做如下猜测：（1）22112211v m v m v m v m '+'=+ （2）222211222211v m v m v m v m '+'=+ （3）22112211m v m v m v m v '+'=+ 分析：①碰撞前后物体质量不变，但质量并不描述物体的运动状态，不是我们追寻的“不变量”．②必须在各种碰撞的情况下都不改变的量，才是我们追寻的不变量． 2．实验条件的保证、实验数据的测量2．1 实验必须保证碰撞是一维的，即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动;2．2 用天平测量物体的质量；创作编号：BG7531400019813488897SX创作者： 别如克*2．3 测量两个物体在碰撞前后的速度． 师：测量物体的速度可以有哪些方法？ 生：讨论。
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10-44秒后，温度1032K，产生夸克、轻子、胶子等→
10-6秒后温度1013K，夸克构成了质子和中子等（强子时代）→
温度为1011K时，少量夸克，光子、大量中微子和电子存在（轻子时代）→
温度109K时进入核合成时代→
温度降到3000K时，电子与质子复合成氢原子→
学生回答：
（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
点评：提示学生现代科学不仅发现6种夸克而且发现了反夸克存在的证据。使学生知道知识的学习和科学的探究是无止境的。
教师（提示）：科学家们还未捕捉到自由的夸克。夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。能否解放被禁闭的夸克，是物理学发展面临的一个重大课题。
学生：了解华人对物理科学的贡献，增强学生的爱国主义热情和热爱科学的高尚的道德情操。
点评：激发学生的求知欲，让学生有一种探索科学奥秘的愿望。
5．课堂练习（可选为例题）
练习1、目前普遍认为，质子和中子都由被称为μ夸克和d夸克的两类夸克组成，μ夸克带电量为2e/3，d夸克带电量为-e/3，e为元电荷，则下列论断可能的是（）
教师（讲授评析）：
强子：是参与强相互作用的粒子。（强子又分为介子和重子）
轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子。
媒介子：传递各种相互作用的粒子。
学生举例：
强子：质子、中子…
轻子：电子、电子中微子
媒介子：光子、胶子…
点评：激发学生了解相关知识，更进一步了解这个世界。比较三类粒子，让学生形成直观的认识，知道三类粒子的主要作用。
3．夸克模型
问：上述粒子是不是最小单位，有没有内部结构呢？
请学生看教材（第104页“夸克模型”）
学生：在老师的引导下学生带着问题阅读教材。
教师：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？
在老师的引导下学生带着问题阅读教材。
学生回答：
（1）1932年发现正电子；1937年发现μ子；1947年发现K介子与π介子
（2）实验中发现了许多反粒子，现在发现的粒子多达400多种。
（3）许多粒子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质相反的粒子，叫做反粒子。
（4）按粒子与各种相互作用的关系，可分为三大类：强子、轻子和媒介子。
A．质子由1个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸克和2个d夸克组成
B．质子由2个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸克和2个d夸克组成
C．质子由1个μ夸克和2个d夸克组成，子由2个μ夸克和1个d夸克组成
D．质子由2个μ夸克和1个d夸克组成，中子由1个μ夸克和1个d夸克组成
答案：B
练习2、 介子衰变方程为： →π-+πo其中 介子和π-介子带负的基元电荷，πo介子不带电，如图所示，一个 介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧Ap，衰变后产生的π-介子的轨迹为圆弧pB,两轨迹在p点相切，它们半径Rk-与Rπ-之比为2：1（πo介子的轨迹未画出）由此可知π-的动量大小与πo的动量大小之比为（）
（可以不按教材顺序介绍，接着介绍新粒子的发现）
2．发现新粒子
教师：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。
请学生看教材（103页“发现新粒子”）
思考下面的问题：
（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？
A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：6
答案：C
（三）课堂小结
1．知道组成物质的粒子的发展史
2．了解粒子的种类及特点。
3．知道宇宙演化和恒星的演化过程
4．理解物质世界粒子与宇宙的和谐统一。
（二）进行新课
1．“基本”粒子“不”基本
教师：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？
学生思考并惊奇。
点评：因为学生所能了解的最小粒子只有这些，所以这节课引起了学生的兴趣。
π+
π-
u
d
带电量
+e
-e
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。
4．宇宙的演化、恒星的演化
5.4基本粒子与恒星演化
（一）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
（二）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
（三）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。
教师：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。
问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？
学生回忆并回答：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。
点评：引起学生回忆旧知识并巩固知识。
（一）引入新课
教师：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。
问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？
学生：构成物体的最小微粒为“原子”（不可再分）。
点评：从宇宙的起源角度去引起对物质构的粒子的了解，激发学生的兴趣，积极回答。
夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。而另一方面也说明科学正由于一个一个的突破才使得科学得到进一步的发展。
例：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。
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（第105页“宇宙演化”）并要求学生初步了解宇宙演化的发展过程。
点评：培养学生自学的习惯。学生简单了解宇宙演化和恒星演化过程。
教师：讲授“宇宙演化过程和恒星演化过程”：
冷却，出现了宇宙尘埃
密集尘埃→
星云团
开始发光→
一颗恒星诞生。
恒星收缩升温→
热核反应成氦→
氢大部分聚变为氦→
收缩→
氦聚合成碳→…
（类似）直到产生铁元素。
恒星最后的归宿：
恒星质量小于太阳1.4倍→白矮星
恒星质量是太阳1.4~2倍→中子性
恒星质量更大时(无法抵抗)→黑洞
教师：引导学生阅读课外材料“科学足迹”，课本第106页“华人科学家在粒子物理领域的杰出贡献”,了解科学发展史。
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。
教学用具：1．Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体等。
2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件（基于网络环境）播放等。
课时安排:1课时
教学过程