Giáo án vật lý 12 - Chương VIII: Từ vi mô đến vĩ mô

Chương VIII. TỪ VI MÔ ĐẾN VĨ MÔ Tiết 68: CÁC HẠT SƠ CẤP MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Nêu được hạt sơ cấp là gì. Nêu được tên một số hạt sơ cấp, các đặc điểm và tính chất của các hạt sơ cấp, nắm được tương tác giữa các hạt sơ cấp. 2. Kĩ năng: Học sinh nắm được sự phát sinh các hạt và phương pháp nghiên cứu các hạt sơ cấp; 3. Giáo dục thái độ: học sinh đam mê tìm tòi, khám phá trong học tập và nghiên cứu. B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH: 1. Giáo viên: Mô hình các hạt sơ cấp (hình vẽ các dạng quỹ đạo hạt sơ cấp để lại dấu hiệu trên máy gia tốc) 2. Học sinh: Xem lại lực hạt nhân, đọc kĩ nội dung về máy gia tốc học ở chương trước. C. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu hoc sinh nhắc lại các hạt sơ cấp đã gặp như electron, prôtôn… về khối lượng, điện tích và tương tác; *Giáo viên đặt vấn đề giới thiệu nội dung bài học. *Học sinh tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống để trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. *Học sinh ghi nhận nội dung bài học. Hoạt động 2: Tìm hiểu khái niệm về các hạt sơ cấp. HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Giới thiệu các hạt sơ cấp. *Giáo viên nhấn mạnh về kích thước của hạt sơ cấp, Giới thiệu cách tạo ra các hạt sơ cấp mới. *Giáo viên nhấn mạnh : Để tạo nên các hạt sơ cấp mới, người ta làm tăng vận tốc của một số hạt bằng các máy gia tốc và cho chúng bắn vào các hạt khác nhau. *Giáo viên giới thiệu cơ sở để phân loại các hạt sơ cấp. *Giáo viên nhấn mạnh : Dựa vào khối lượng và đặc tính tương tác, người ta phân chia hạt sơ cấp thành ba loại : + Phôtôn ; + Lepton ; + Hadron. Giới thiệu các loại hạt sơ cấp. Ghi nhận khái niệm về các hạt sơ cấp. Hạt sơ cấp là những hạt vi mô có kích thước cỡ kích thước hạt nhân trở xuống và khi khảo sát quá trình biến đổi chúng, ta tạm thời không xét đến cấu tạo bên trong của chúng. Ghi nhận cách hạo ra các hạt sơ cấp mới. Để tạo nên các hạt sơ cấp mới, người ta làm tăng vận tốc của một số hạt bằng các máy gia tốc và cho chúng bắn vào các hạt khác nhau. . Ghi nhận cơ sở để phân loại các hạt sơ cấp là phụ thuộc vào khối lượng và đặc tính tương tác. *Học sinh ghi nhận ba loại hạt sơ cấp. +Phôtôn: là hạt có khối lượng nghỉ bằng không; +lepton (các hạt sơ cấp nhẹ): có khối lượng từ 0 đến khoảng 200me với me là khối lượng electron. Bao gồm các hạt như: nơtrino, positron, mezon m; +Hadron: Gồm hai loại là mezon và barion. Ghi nhận các loại hạt sơ cấp. Hoạt động 3: Tìm hiểu tính chất của các hạt sơ cấp: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH * Giới thiệu thời gian sống của các hạt sơ cấp. * Giáo viên nhấn mạnh : Một số ít hạt sơ cấp bền, có thời gian sống lâu, còn đa số các hạt sơ cấp là không bền, do vậy khi sinh ra chúng tự phân huỷ và biến thành hạt sơ cấp khác. *Giáo viên yêu cầu học sinh đọc sách giáo khoa và kể tên một số loại hạt sơ cấp bền. *Giáo viên nhấn mạnh : Trong vật lí học hiện đại, người ta chứng minh rằng sự tồn tại của hạt và phản hạt, đây cũng chính là cơ sở quan trọng để người ta dự đoán, tìm kiếm các hạt sơ cấp mới. Ghi nhận thời gian sống của các hạt sơ cấp. 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 *Học sinh làm việc theo yêu cầu của giáo viên. * Học sinh nhận khái niệm về hạt và 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. + Trường hợp hạt sơ cấp không mang điện thì phản hạt của nó có momen từ cùng độ lớn nhưng ngược chiều. Hoạt động 4: Tìm hiểu tương tác của các hạt sơ cấp: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh thảo luận theo nhóm, tìm các lực đã học trong chương trình vật lí; *Giáo viên nhấn mạnh, đối với các hạt sơ cấp, nó hội đủ bốn tương tác cơ bản; + Giới thiệu tương tác điện từ: là tương tác của hạt hạt mang điện. Giới thiệu tương tác mạnh: là tương tác giữa các hạt hadron, đây là tương tác rất mạnh, lực hạt nhân là tương tác giữa các nuclon, là trường hợp đặc biệt của nó. + Giới thiệu tương tác yếu. + Giới thiệu tương tác hấp dẫn là tương tác giữa các hạt có khối lượng. *Học sinh tiếp thu và ghi nhận bốn loại tương tác trong hạt sơ cấp. 1. Tương tác điện từ Là tương tác giữa phôtôn và các hạt mang điện và tương tác giữa các hạt mang điện với nhau. 2. Tương tác mạnh Là tương tác giữa các hađrôn. Lực hạt nhân là một trường hợp riêng của tương tác mạnh. 3. Tương tác yếu. Các leptôn Là tương tác giữa các leptôn. 4. Tương tác hấp dẫn Là tương tác giữa các hạt (các vật) có khối lượng khác không. Hoạt động 5: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu hoc sinh tóm tắt lại những kiến thức cơ bản đã học trong bài; *Giáo viên khắc sâu các đặc tính của hạt sơ cấp. *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà trả lời các câu hỏi và làm các bài tập ở sách giáo khoa, sách bài tập. *Học sinh làm việc theo nhóm theo yêu cầu của giáo viên. *Học sinh làm việc cá nhân, ghi nhận nhiệm vụ về nhà. D. RÚT KINH NGHIỆM TIẾT DẠY ………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………… E. PHẦN GIÁO ÁN BỔ SUNG ………………………………………………………………………………………..………………………………………………………………………………………………………………..…………………………………………………………………………………..……………………………………………………………………………………………………..……………………………… Tiết 68 CẤU TẠO VŨ TRỤ A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: - Trình bày được sơ lược về cấu trúc của hệ Mặt Trời. - Trình bày được sơ lược về các thành phần cấu tạo của một thiên hà. 2. Kĩ năng: - Mô tả được hình dạng của Thiên Hà của chúng ta (Ngân Hà). 3. Giáo dục thái độ: Học sinh ham tìm tòi, khám phá vũ trụ, thiên văn B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH: 1. Giáo viên: Hình vẽ hệ Mặt Trời, ảnh chụp các hành tinh, ảnh chụp một số thiên hà... 2. Học sinh: Xem trước bài học theo yêu cầu của giáo viên. C. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: Hoạt động 1: Kiểm tra bài cũ, điều kiện xuất phát - Đề xuất vấn đề: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên đặt câu hỏi, yêu cầu học sinh trả lời: 1. Nêu các loại hạt sơ cấp và các loại tương tác giữa chúng. 2. Hạt và phản hạt có vai trò quan trọng như thế nào trong việc nghiên cứu các hạt sơ cấp? *Giáo viên cho học sinh bổ sung, chỉnh sửa để hoàn thiện đáp án. * Giáo viên nhận xét và cho điểm. *Học sinh đặt vấn đề, giới thiệu nội dung bài học. * Học sinh làm việc cá nhân, trả lời câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên. *học sinh làm việc theo nhóm, chỉnh sửa, bổ sung để hoàn thiện câu trả lời. *học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. Hoạt động 2: Tìm hiểu về hệ Mặt Trời: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên thông báo: Hệ Mặt Trời gồm Mặt Trời, các hành tinh và các vệ tinh. *Giáo viên thông báo kích thước và khối lượng của Mặt Trời. + RMT = 109RTĐ Với bán kính của Trái Đất RTĐ = 6400km + Giới thiệu thành phần cấu tạo và nhiệt độ của Mặt Trời. *Giáo viên yêu cầu học sinh tái hiện lại kiến thức đã học ở chương Vật lý hạt nhân nguyên tử để khẳng định nguồn gốc của năng lượng Mặt Trời. Giới thiệu các hành tinh trong Hệ Mặt Trời. *Giáo viên nhấn mạnh: + Xung quanh mỗi hành tinh có các vệ tinh. + Các hành tinh chia thành hai nhóm: “nhóm Trái Đất” và “nhóm Mộc Tinh”. Yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, tìm cơ sở để chia các hành tinh của hệ Mặt Trời thành hai nhóm. *Giáo viên nhấn mạnh: Ngoài 8 hành tinh kể trên và các vệ tinh của chúng còn có các hành tinh có bán kính từ vài km đến vài trăm km chuyển động quanh Mặt Trời trên các quỹ đạo có bán kính từ 2,2 đến 3,6 đvtv gọi là các tiểu hành tinh. *Giáo viên nhấn mạnh: Sao chổi và thiên thạch cũng là thành viên của hệ Mặt Trời *Học sinh ghi nhận hệ Mặt Trời: Gồm Mặt trời, các hành tinh và các vệ tinh. * Học sinh ghi nhận kích thước và khối lượng của Mặt Trời. + Mặt Trời là thiên thể trung tâm của hệ Mặt Trời, có bán kính lớn hơn 109 bán kính Trái Đất, có khối lượng bằng 333000 khối lượng Trái Đất. + Mặt Trời là một quả cầu khí nóng sáng với 75%H và 23%He. Nhiệt độ mặt ngoài là 6000K và nhiệt độ trong lòng lên đến hàng chục triệu độ. *Học sinh làm việc theo nhóm, thảo luận để tìm câu trả lời theo yêu cầu của giáo viên. Nguồn gốc năng lượng Mặt Trời là phản ứng nhiệt hạch, trong đó các hạt nhân hiđrô được tổng hợp thành hạt nhân hêli. Ghi nhận các hành tinh trong Hệ Mặt Trời. + Có 8 hành tinh theo thứ tự từ trong ra ngoài: Thủy tinh, Kim tinh, Trái Đất, Hỏa tinh, Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên vương tinh và Hải vương tinh. + Các hành tinh chuyển động quanh Mặt Trời theo cùng một chiều trùng với chiều quay của Mặt Trời quanh mình nó. +Học sinh làm việc theo nhóm theo định hướng của giáo viên. *Học sinh ghi nhận các tiểu hành tinh. *Học sinh tiếp nhận kiến thức: + Sao chổi: Là những khối khí đóng băng lẫn với đá, có đường kính vài km, chuyển động xung quanh Mặt Trời theo những quỹ đạo hình elip rất dẹt mà Mặt Trời là một tiêu điểm. * Thiên thạch Là những tảng đá chuyển động quanh Mặt Trời. Hoạt động 3: Tìm hiểu về các sao và thiên hà.: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH Giới thiệu các sao mà ta quan sát được trên bầu trời về ban đêm và các đặc điểm của chúng. + Giáo viên thông báo: sao là một khối khí nóng sáng như Mặt Trời. +Giáo viên thông báo nhiệt độ trong lòng các ngôi sao. *Giáo viên nhấn mạnh: mặt dù kích thước các ngoi sao rất lớn, nhưng vì chúng ở rất xa nên góc trông của mắt đến các ngôi sao nhỏ, nên thông thường ta thấy các ngôi sao nhỏ hơn Mặt Trời. *Giáo viên giới thiệu các sao đôi: Có những cặp sao có khối lượng tương đương với nhau, quay xung quanh một khối tâm chung. *Giáo viên giới thiệu các sao mới và sao siêu mới đó là những sao ở trạng thái biến đổi rất mạnh và có độ sáng tăng nhanh đột ngột. *Giáo viên giới thiệu về các pulsar và lỗ đen. Giới thiệu các tinh vân. * Giới thiệu thiên hà và các đặc điểm của thiên hà. *Giáo viên nhấn mạnh: Thiên hà gần ta nhất là thiên hà Tiên Nữ. *Giáo viên thông báo thiên hà của chúng ta và các đặc điểm của Ngân Hà. *Giáo viên nhấn mạnh: Hệ Mặt Trời nằm trên mặt phẳng qua tâm và vuông góc với trục của Ngân Hà, cách tâm khoảng cỡ 2/3 bán kính của nó. Giới thiệu các đám thiên hà. Giới thiệu các cấu trúc nằm ngoài các thiên hà. *Học sinh tiến nhận nhận đặc điểm của các sao. + Mỗi ngôi sao trên bầu trời là một khối khí nóng sáng như Mặt Trời. + Nhiệt độ ở trong lòng các sao lên đến hàng chục triệu độ trong đó xảy ra các phản ứng nhiệt hạch. + Khối lượng của các sao trong khoảng từ 0,1 đến vài chục lần (đa số là 5 lần) khối lượng Mặt Trời. Bán kính các sao biến thiên trong khoảng rất rộng (từ vài phần nghìn lần đến vài nghìn lần bán kính Mặt Trời). + Có những cặp sao có khối lượng tương đương với nhau, quay xung quanh một khối tâm chung, đó là những sao đôi. + Bên cạnh những ngôi sao đang ở trạng thái ổn định, còn có những sao ở trạng thái biến đổi rất mạnh: đó là các sao mới và sao siêu mới có độ sáng tăng lên đột ngột. *Học sinh ghi nhận đặc điểm của các punxa và lỗ đen. + Có những sao không phát sáng: đó là các punxa và lỗ đen. + Ngoài ra, còn có những “đám mây”sáng gọi là các tinh vân. * Học sinh tiếp nhận các đặc điểm của thiên hà. + Thiên hà là một hệ thống sao gồm nhiều loại sao và tinh vân. + Thiên hà gần ta nhất là thiên hà Tiên Nữ (cách chúng ta 2 triệu năm ánh sáng). + Đa số thiên hà có dạng xoắn ốc, một số có dạng elipxôit và một số ít có dạng không xác định. Đường kính thiên hà vào khoảng 100.000 năm ánh sáng. * Học sinh tiếp nhận đặc điểm của các thiên hà. + Hệ Mặt Trời là thành viên của một thiên hà mà ta gọi là Ngân Hà. + Ngân Hà có dạng đĩa, phần giữa phình to, ngoài mép dẹt. Đường kính của Ngân Hà vào khoảng 100000 năm ánh sáng, bề dày chỗ phồng to nhất vào khoảng 15000 năm ánh sáng. + Hệ Mặt Trời nằm trên mặt phẳng qua tâm và vuông góc với trục của Ngân Hà, cách tâm khoảng cỡ 2/3 bán kính của nó. + Ngân Hà có cấu trúc dạng xoắn ốc. Ghi nhận các cấu trúc nằm ngoài thiên hà. Là những cấu trúc nằm ngoài các thiên hà, phát xạ mạnh một cách bất thường các sóng vô tuyến và tia X. Hoạt động 4: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà hệ thống hoá các kiến thức trọng tâm của bài học; *Giáo viên yêu cầu học sinh ôn tập lại những nội dung đã học trong học kì II để tiết sau ôn tập học kì. *Học sinh tiếp thu và ghi nhận nhiệm vụ học tập theo yêu cầu của giáo viên. Tiết 69 ÔN TẬP A. MỤC TIÊU BÀI DẠY: 1. Kiến thức: Ôn tập lại các kiến thức trọng tâm của chương trình trong học kì II, vận dụng để làm một số bài tập trắc nghiệm trọng tâm, nhằm chuẩn bị kiến thức cho kiểm tra chất lượng học kì II. 2. Kĩ năng: Học sinh vận dụng thành thạo kiến thức đã học để giải các bài toán trắc nghiệm cơ bản. 3. Giáo dục thái độ: B. CHUẨN BỊ CỦA GIÁO VIÊN VÀ HỌC SINH: 1. Giáo viên: Hệ thống hoá kiến thức trọng tâm, bài tập trắc nghiệm và phương pháp giải. 2. Học sinh: ôn tập lại toàn bộ kiến thức trọng tâm trong học kì II. C. CÁC HOẠT ĐỘNG DẠY VÀ HỌC: Hoạt động 1: hệ thống các kiến thức trọng tâm . HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên sử dụng phương pháp đàm thoại, yêu cầu học sinh trả lời các câu hỏi nhằm tái hiện lại kiến thức một cách có hệ thống. *Giáo viên nhận xét, bổ sung, khắc sâu những kiến thức trọng tâm. Học sinh trả lời các câu hỏi theo yêu cầu của giáo viên nhằm hệ thống hoá kiến thức đã học trong học kì II. *Học sinh ghi nhận. Hoạt động 2: Giải một số bài tập trắc nghiệm: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên phát phiếu trắc nghiệm cho học sinh; *Giáo viên yêu cầu học sinh làm việc theo nhóm, tìm đáp án. *Giáo viên giải đáp thắc mắc của học sinh *Giáo viên khắc sâu các dạng bài toán . *Học sinh nhận phiếu trắc nghiệm; *Học sinh làm việc theo nhóm, tìm đáp án theo yêu cầu của giáo viên. *Học sinh thảo luận, các bài toán chưa giải được, yêu cầu giáo viên giải đáp. *Học sinh ghi nhận Hoạt động 3: Củng cố bài học và định hướng nhiệm vụ học tập tiếp theo: HOẠT ĐỘNG CỦA GIÁO VIÊN HOẠT ĐỘNG CỦA HỌC SINH *Giáo viên yêu cầu học sinh về nhà ôn lại toàn bộ kiến thức học ở học kì II để chuẩn cho kiểm tra chất lượng học kì II đạt kết quả tốt. *Học sinh ghi nhận nhiệm vụ học tập.