Тема 7. Микромир. Элементарные частицы

I. Самостоятельная работа студентов (6 часов)

Задание 1 по работе с учебником

Изучить тему «3.3.2 Микромир» по основному учебнику [1]. По материалам темы подготовить доклад.

Задание 2 по работе с учебником и конспектом лекций

В словарь «Терминов и понятий» выписать все термины изучаемой темы и их определения: элементарная частица, кварки, лептоны, ядерное взаимодействие, электромагнитное взаимодействие, слабое взаимодействие, гравитационное взаимодействие, переносчики фундаментальных взаимодействий (глюон, фотон, векторный бозон, гравитон).

Задание 3 по работе с учебником и конспектом лекций

Выберите фундаментальные частицы (кварк, нейтрино, протон, фотон, электрон, нейтрон, гравитон, векторный бозон, глюон, атом).

Задание 4 по работе с учебником и конспектом лекций

Заполните таблицу, вписав характеристики фундаментальных взаимодействий:

Задание 5 по работе с учебником и конспектом лекций

Для каждой приведенной системы определите тип взаимодействия доминирующий в ней (молекула, Метагалактика, ядро атома, звездная система, Солнечная система, макротело, Вселенная, галактика, превращение нейтрона в протон, атом, термоядерные реакции в звездах, образование молекулы из атомов, превращения элементарных частиц, образование связей между молекулами, образование галактик, распад нейтрона, превращения в ядерных реакторах, образование жидкости, термоядерные реакции на Солнце, удержание атомов от распада) заполнив схему-конспект:

Тесты (контрольные задания для самопроверки)

1. Тесты с одним вариантом ответа

(Выберите один правильный ответ)

1.1.

Мельчайший структурный элемент материи:

1. элементарная частица.

2. атом.

3. клетка.

4. молекула.

1.2.

Структура атома:

1. ядро и электроны.

2. ядро атома состоит только из протонов.

3. атом не имеет определенной структуры.

4. атом неделим.

1.3.

Закон Кулона связан с:

1. ядерным взаимодействием.

2. гравитационным взаимодействием.

3. сильным взаимодействием.

4. электромагнитным взаимодействием.

5. слабым взаимодействием.

1.4.

Фотоны являются переносчиками … взаимодействия.

1. ядерного.

2. гравитационного.

3. электромагнитного.

4. сильного.

5. слабого.

1.5.

Между нуклонами в ядрах атомов доминирует взаимодействие:

1. слабое

2. электромагнитное

3. сильное

4. гравитационное

1.6.

Самым сильным из фундаментальных взаимодействий является:

1. гравитационное.

2. слабое.

3. сильное (ядерное).

4. электромагнитное.

1.7.

В мегамире доминирует ... взаимодействие.

1. сильное (ядерное).

2. слабое.

3. гравитационное.

4. электромагнитное.

1.8.

Гравитационное взаимодействие распространяется со скоростью:

1. ~ 30000000 м/с

2. ~ 30000 км/с

3. ~ 300000 км/с

4. ~ 3000 км/с

5. бесконечной

1.9.

Электромагнитное взаимодействие является:

1. отталкиванием.

2. притяжением.

3. притяжением между зарядами одного знака и отталкиванием между зарядами разных знаков.

4. притяжением между зарядами разных знаков и отталкиванием между зарядами одного знака.

1.10.

Переносчиком взаимодействий между материальными объектами служит:

1. физический вакуум.

2. мировой эфир.

3. физическое поле.

4. фотон.

2. Тесты множественного выбора

(Выберите несколько правильных ответов)

2.1.

Стабильными элементарными частицами являются:

1. нейтрино.

2. фотоны.

3. нейтроны.

4. электроны.

2.2.

Каждой элементарной частице соответствует античастица, кроме:

1. кварка.

2. нейтрино.

3. протона.

4. фотона.

5. электрона.

2.3.

В настоящее время известно (вместе с античастицами):

1. 6 кварков.

2. 12 лептонов.

3. 12 кварков.

4. 6 лептонов.

2.4

Электрон и антиэлектрон - позитрон отличаются:

1. адронным зарядом.

2. массой.

3. электрическим зарядом.

4. энергией.

2.5.

При аннигиляции частиц и античастиц:

1. вещество превращается в поле.

2. исчезает материя.

3. появляется новая форма материи.

4. исчезает масса.

5. поле превращается в вещество.

2.6.

Взаимодействия, преобладающие в ядерных реакциях:

1. сильное.

2. гравитационное.

3. электромагнитное.

4. слабое.

2.7.

Взаимодействия, обладающие бесконечным радиусом действия:

1. электромагнитное.

2. сильное.

3. гравитационное.

4. слабое.

2.8.

Частицы, находящиеся на расстоянии более чем 10^-10 м могут действовать друг на друга за счет... взаимодействия.

1. гравитационного.

2. электромагнитного.

3. сильного.

4. слабого.

2.9.

Гравитационное взаимодействие является:

1. дальнодействующим.

2. взаимодействием отталкивания.

3. взаимодействием отталкивания и притяжения.

4. взаимодействием притяжения.

2.10.

В процессе электромагнитного взаимодействия принимают участие:

1. протоны.

2. нейтроны.

3. электроны.

4. гравитоны.

2.11.

В процессе сильного взаимодействии принимают участия:

1. фотоны.

2. протоны.

3. нейтроны.

4. электроны.

3. Тесты на соответствие

3.1.

Соответствие фундаментального взаимодействия структурному уровню, на котором оно является преобладающим:

1. сильное.

2. электромагнитное.

3. слабое.

4. гравитационное.

1. микро-уровень.

2. макро-уровень.

3. мега-уровень.

3.2.

Соответствие между системой и типом взаимодействия, доминирующим в ней:

1. галактика.

2. превращение протона в нейтрон.

3. молекула.

1.электромагнитное.

2. слабое.

3. гравитационное.

4. сильное.

3.3.

Соответствие между системой и типом взаимодействия, доминирующим в ней:

1. превращение элементарной частицы.

2. образование связей между молекулами.

3. образование галактик.

1.электромагнитное.

2. слабое.

3. гравитационное.

4. сильное.

4. Бинарные тесты

(Оцените правомерность предлагаемых утверждений словами «верно/неверно»)

4.1.

Ядро атома состоит из протонов и нейтронов.

4.2.

Кварки относят к фундаментальным частицам.

4.3.

Гравитационное взаимодействие является самым сильным.

4.4.

Гравитон экспериментально обнаружен.

4.5.

Масса гравитона равна нулю.

5. Тесты на упорядочение

5.1.

Фундаментальные взаимодействия в порядке увеличения их интенсивности:

1. сильное.

2. гравитационное.

3. слабое.

4. электромагнитное.

6. Тесты дополнения

(Впишите на месте прочерка пропущенные слова)

6.1.

Взаимное притяжение массивных тел определяется ___ взаимодействием.

6.2.

Удержание протонов и нейтронов в ядрах атомов определяется ___ взаимодействием.

6.3.

Существует ___ тип(а) фундаментальных взаимодействий.

6.4.

Взаимодействие, определяющее химические свойства веществ, это ___ взаимодействие.

6.5.

Взаимодействие, определяющее динамику планет солнечной системы,

это ___ взаимодействие.

6.6.

Притяжение двух электрических зарядов определяется ___ взаимодействием.

6.7.

Лептоны (например, электроны) не участвуют в ___ взаимодействии.

6.8.

Переносчиками электромагнитного взаимодействия являются ___.

6.9.

Атомы в молекулах удерживаются за счет ___ взаимодействия.

6.10.

Взаимодействие галактик обеспечивается ___ взаимодействием.

6.11.

Электромагнитное взаимодействие распространяется со скоростью ___.

6.12.

Самым слабым фундаментальным взаимодействием является ___.

6.13.

Глюоны отвечают за перенос ___ взаимодействия.

6.14.

Фотоны являются переносчиками ___ взаимодействия.

II. Практическое занятие (2 часа)

1

Заслушивание докладов.

2

Разбор определений основных понятий.

3

Опрос студентов по заданиям практикума.

Темы докладов

1

Элементарные частицы как глубинный уровень организации материи.

2

Частицы и античастицы.

3

Фундаментальные частицы: кварки, лептоны

4

Фундаментальные взаимодействия и их переносчики.