Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni
“FIZIKA”FANIDAN LABORATORIYA MASHG’ULOTLARINI O’TISHDA AXBOROT
Yüklə 11,09 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
- ОБНОВЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МАТЕРИАЛА К УРОКУ НА ТЕМУ «ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ» (11-КЛАСС) Жумамуратов А.
- Калилаев Ф.
|
“FIZIKA”FANIDAN LABORATORIYA MASHG’ULOTLARINI O’TISHDA AXBOROT KOMPYUTER TEXNOLOGIYALARIDAN FOYDALANISH I.I.Maripov 1 ., Z.I.Xolboyev 1 .,K.K.Xolboyev 2 .
Guliston davlat universiteti 1 , Sardoba tuman 17-maktab o’qituvchisi 2 .
Fizikani o’qitish bo’yicha o’tkazilgan qator tadqiqotlar [1-2] o’qitishning samarali va ko’rgazmali usullaridan biri sifatida axborot teхnologiyalaridan foydalangan holda, amalga oshirish katta imkoniyatga ega ekanligini ko’rsatmoqda. Hozirgi kunda dars berishning zamonaviy aхborot teхnologiyalarini qo’llashga asoslangan yangi turlari shakllanmoqda. Ular orasida kompyuterda maхsus dasturlar yordamida o’quvchilar tomonidan o’zlashtirish qiyin bo’lgan fizikaviy tajriba jarayonlarni animatsiyalar, videoroliklar vositasida ko’rgazmali tarzda tushuntirish salmoqli ahamiyatga ega bo’lmoqda. Bunday dasturlar asosida tayyorlangan fizikaga tegishli elektron qo’llanmalar mavjud bo’lib, ular asosan akademik litsey va kollejlar uchun yaratilgan. Ushbu elektron vositalardan umumta’lim maktablarida fizika kursini o’qitishda foydalanib, ulardan ma’ruza darslarida turli fizikaviy jarayonlarni virtual tarzda namoyish etish va laboratoriya mashg’ulotlarni o’tkazishda foydalanish mumkin. Laboratoriya ishlarini bajarishda kompyuter texnalogiyalarini qo’llanilishi talabalarda fizik jarayonlarni modellashtirish istiqbollarini shakllantiradi. Laboratoriya ishlarini o’tkazishda talabalar turli dasturiy vositalarni o’rganadi va tizimlashtiradi, hamda kompyuterlar yordamida turli fizik va matematik masalalarni echishi mumkin. Fizika fanini o’qitish jarayoniga axborot teхnologiyalarini qo’llash va multimedia vositalaridan foydalanish pedagogik va psiхologik nuqtai nazardan katta ahamiyatga ega bo’lib, quyidagi muhim natijalarga olib keladi: − yuqori darajadagi ko’rgazmalilik o’quvchida o’rganilayotgan fanga nisbatan katta qiziqish uyg’otadi; − o’rganilgan o’quv materialining uzoq muddat хotirada saqlanishini ta’minlaydi; − o’quvchilarda mustaqil ta’lim olish imkoniyatlari ko’payadi va mustaqil ta’lim olish ko’nikmalari rivojlanadi; − vaqt tanqisligi muammosi keskin kamayadi [2]. Jumladan, Guliston davlat universiteti, umumiy fizika kafedrasida hozirda umumta’lim maktablari uchun fizikaning barcha bo’limlari bo’yicha vertual mashg’ulotlar uchun ko’rgazmali tarzda ma’ruza darslarini tashkil etish va virtual xolatdagi laboratoriya mashg’ulotlarini uyishtirishda foydalanish mumkin bo’lgan qo’llanmalar tayyorlandi. Jumladan quyida “Dinamika asoslari” ga doir “Rezinaning Yung modulini aniqlash” mavzusi bo’yicha laboratoriya ishlarini o’tkazishda “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 69
foydalanishga doir tajriba uslubini keltirib o’tamiz. virtual analogi tayyorlanib, uni ta’limga joriy etish bo’yicha pedagogik-sinov tajriba ishlarining yakuniy bosqichi amalga oshirilmoqda. Yaratilgan ushbu virtual laboratoriya ishi (1-rasm) odatdagi ishlar kabi ishning maqsadi (2-rasm), kerakli asbob va qurilmalar (3-rasm), ishni bajarish tartibi (2-rasm), nazorat savollari (4-rasm) ga ega. O’z tajribalarimizda [2] “Dinamika asoslari’ bobini o’qitishda virtual tajriba dasturidan foydalangan holda, animatsiyali turda mashg’ulotlar olib borish o’qituvchiga qulaylik tug’dirib qolmasdan, balki fizik tajriba ishlarini bajarish meхanizmlari va bosqichlarini tushunib etishda yaхshi samara berishi kuzatildi.
1-rasm. Virtual tajribaning umumiy ko’rinishi 2-rasm. Ishning maqsadi,ishni bajarish tartibi oynasi 3-rasm. Kerakli jihozlar oynasi 4-rasm. Tajriba natijalari va sinash savollari oynasi Shuni e’tiborga olgan holda, fizik tajriba o’tkazish, ularni bajarish bosqichlarini kompyuterda animatsion turda namoyish etishni tashkil qilish maktab o’quvchilari uchun ko’rgazmali, qiziqarli va yaхshi eslab qolishga yordam beradigan mashg’ulot bo’lishi aniqlandi. Fizik jarayonlar meхanizmlarini, ularning yuz berish bosqichlarini kompyuterda kuzatish, ularni yangi dars bayonida, tajriba mashg’ulotlarida namoyish etish va bu holatlarni kompyuter teхnologiyalariga tayangan holda olib borish o’qitish jarayonida o’quvchiga bilim berish va fan asoslariga doir ko’nikmalar hosil qilish samaradorligini oshiruvchi omil ekanligi oydinlashdi. Demak, fizik hodisalarni namoyon qilishda aхborot teхnologiyalaridan foydalanish yaхshi natijalar beradi. Adabiyotlar. 1. Mадаминов Х.M ва бошқалар. Янги педагогик технологиялар ва динамика қонунларини ўқитиш самарадорлигини ошириш ҳақида/ «АЛ ва КХК физ. ва мат. фан. ўқит. таком. истиқ.» 5-анъан. респ. конф. мат. 12-13 декабрь, 2008 й., Тошкент, 201-203 бетлар. 2. Madaminov Х.M va boshqalar. Fizika fanini o’qitishda kompyuter texnologiyalaridan foydalanish / «Zamonaviy fizika va uning taraqqiyoti» resp. ilm. konf. mat., 12-13 noyabr., 2009., O’zMU., T., 313-315 betlar.
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 70
ТАЪЛИМ СИФАТИНИ ОШИРИШДА МУЛОҚАТ ДАРСЛАРИНИ ТАШКИЛ ЭТИШ
Сражев С.Н., Срожев Р.Н. Самарқанд Давлат университети, Қўшработ тумани 50-умумий ўрта таълим мактаб
Кейинги йилларда таълим сифатини ошириш борасида ҳукуматимиз тамонидан қатор қарорлар қабул қилинди. Бунга жавобан олий таълим вазирлигининг ҳам бир қатор қарорлари, кўрсатмалари чиқарилдики, бунда асосий эътибор таълим сифатини оширида иннавацион технологиялардан, ахборот технологияларидан фойдаланишга қаратилган. Бундай технологиялар таълим сифатини оширишда қурол сифатида шубҳасиз катта ўринга эга. Билим тўплашда бошланғич таълим, ўрта таълим босқичларида эгаллаган билимлар олий таълимни ўзлаштириш учун асос бўлиб хизмат қилиши керак. Шу сабаб Республикамиз Президенти тамонидан мактабгача таълим, бошланғич таълим ва ўрта таълим сифатини ошириш борасида улкан ўзгаришлар амалга оширилди. Сир эмаски, ҳозирги кечаю кундузда олий таълим муассаларига талабаликка қабул қилинган аксарият талабаларнинг билим даражаси олий таълим дастурларини ўзлаштириб олишлари учун етарли эмас. Талабалик сафига қабул қилинганларнинг кўпчилиги максимал 189 баллдан 70-90 балл тўплашган. Бу эса баҳолашнинг 100 баллик тизимига кўра 55 баллдан кам, 5 баҳолик тизим бўйича икки баҳога тўғри келади. Бундай аҳволда қабул қилинган талабани ўқитишга, олий таълим дастурларини (айниқса физика, математика, информатика, кимё, биология, астрономия йўналишлари) ўргатишга юқорида айтилган технологияларни қўллаш қанчалик наф беради, бу барчамизга аён. СамДУ физика факультетида кейинги йилларда талабаликка қабул қилинганларнинг аҳволи таҳлил қилиниб, буюртмачилар вакилларидан вилоятимиздаги тажрибали физика фани ўқитувчилари, ўқитувчилар малакасини ошириш институти ходимлари, Самарқанд шаҳар халқ таълими мутасаддилари билан бир неча бор суҳбатлар уюштирилди, уларнинг фикрлари ўрганилди. Буюртмачилар олий таълимни битириб келаётган мутахассислардан нолиса, олий таълим профессор-ўқитувчилари ўрта таълимдан келаётган талабаларнинг тайёргарлик даражаси пастлигини рўкач қилишиади. Бу “тухум олдин пайдо бўлганми ёки товуқ олдин пайдо бўлганми?” деган парадоксга ўхшайди. 2019-2020 ўқув йилида қабул қилинган “Физика”, “Астрономия” ва “Биотиббиёт физикаси” йўналишлари ўқув режаларининг 1- семестрига ўрта таълим дастурлари бўйича фундаментал билимларни олиш учун “Математикага кириш”, “Мутахассисликка тайёргарлик” каби фанлар киритилди. Бу эса 2- семестрдан бошлаб ўтиладиган мутахассислик фанларини яхши ўзлаштирилари учун асос бўлади. Бизнинг фикримизча ўқув режаларини бундай шакллантириш бир занжирнинг икки бўғини бўлмиш ўрта таълимда ҳам олий таълимда ҳам таълим сифатни ошириш учун биринчи қадам бўлиб ҳисобланади. Навбатдаги вазифа эса ўқув жараёнини ташкил этиш. Барча олий таълим муассасалари қатори бизда ҳам ўқув жараёни маъруза, амалий машғулот, семинар ва лаборатория машғулотлари шаклида амалга оширилади. Талаба муайян бир фанни ўзлаштириб олиши учун биринчи навбатда назарий билимни эгаллаши, ундан кейин эса уни амалиётда қўллай билиши зарур. Демак талаба мукаммал билим эгаллаши учун пухта назарий билимга эга бўлиши керак. Назарий билимлар маъруза дарсларида берилади. Биз маъруза дарсларида талабаларга мавзу бўйича қанчалик даражада билим бера олаяпмиз? Педагогика соҳасидаги илмий тадқиқотлар натижаларига кўра, маъруза дарсларининг самарадорлик даражаси 10-15% ни ташкил этади. Бундай самарадорлик билан пухта назарий билим олиш мумкинми? Илғор хорижий давлатлар олий таълим муассасалари тажрибаларидан фойдаланишимиз керак, аммо улардаги шароит бизда борми? Шу каби қатор саволлар жавобларини ўрганиш баробаринда баъзи фикрлар пайдо бўлади. Биздаги реал шароитдан, халқимизнинг миллий менталитетидан келиб чиққан ҳолда ўқув жараёнини ташкил этишимиз зарур. Маълумки барча оралиқ назоратлар асосан семестр охирида, якуний назоратлар аттестация вақтида ўтказилади. Сир эмаски талаба фан бўйича оралиқ назорат ёки
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 71
якуний назоратдан бир-икки кун олдин ўқишни бошлайди. Аксарият талабалар ўқув семестри давомида ўқимайди, чунки улардан жавоб бериш талаб қилинмайди. Ана шу катта бўшлиқ даврида талабани мунтазам равишда манбаларни (маърузалар матнини, дарсликларни, ўқув қўлланмаларини ва ҳакоза) ўқишга мажбур қиладиган, даъват қиладиган усулларни ўйлаб топишимиз керак. Шу ўринда аниқ фанларни ўқитишда 2-3 та гуруҳни бирлаштириб ўтиладиган маъруза дарсларини, алоҳида-алоҳида ҳар битта гуруҳга ўтиладиган мулоқат дарсларига айлантиришимиз керак. Бунда ўқитувчининг асосий вазифаси маъруза ўқиш эмас, аудиториядаги талабаларнинг билим даражасига қараб уларни манба (масалан: яхши ўзлаштираётган талабага ўқув қўлланмаси, дарслик, ўртача ўзлаштираётган талабага дастлаб маъруза матни, кейин ўқув қўлланмаси, дарслик, ўзлаштириши паст бўлган талабага дастлаб маъруза матнининг тезис шакли, кейин маъруза матни сўнгра эса ўқув қўлланмаси, дарслик) билан таъминлаш ҳамда ҳар дарсда мавзуга доир саволлар тузиб келиш (масалан 7-8 та савол) ва барча талабалардан бу саволлар жавобини талаб қилиш ва баҳолаш бўлиши керак. Бунда ҳар битта талаба қўлидаги манбадан саволлар жавобини излашга, ўқишга мажбур бўлади. Бундай усул нафақат гуруҳдаги иқтидорли талабанинг яхши ўзлаштиришига, балким бутун гуруҳ талабаларининг ўзлаштиришига ўзининг ижобий таъсирини кўрсатади ва шубҳасиз таълим сифатини оширишга хизмат қилади. TA’LIMDA INNOVATSION USULLARNING AHAMIYATI
Eshbekov A.A., Salomov I.A., Sharafov X.S. SamDU “Ta’lim to’g’risidagi qonun” va “Kadrlar tayyorlash milliy dasturi” ni amalga oshirish uchun hozirgi zamon sharoitida, yuqori malakali kadrlarni tayyorlashda, o‘qitishning hozirgi zamon tizimlari va yangi pedagogik texnologiyalari asosida amalga oshirilishi mumkin. Yangi pedagogik texnologiyalarni
afzalligi shundaki, unda qo‘yilgan maqsadlarga erishish kafolatini beruvchi o‘quv jarayoni rejalashtiriladi va amalga oshiriladi. Darhaqiqat, mashg‘ulotlarning muvaffaqiyatli o‘tishining 80 foizi ta’lim jarayonini to‘g‘ri loyihalashtirish, tashkil etish va uni amalga oshirishga bog‘liqdir. Shuning uchun ham hozirgi vaqtda «innovatsiya» tushunchasi juda keng qo‘llanilib, yoshlarga zamonaviy bilim berish va ularda amaliy ko‘nikmani rivojlantirishda innovatsion texnologiyalarning o‘rni beqiyos. Ilg‘or pedagogik texnologiyalarni qo‘llashda zamonaviy axborot texnologiyalari keng imkoniyatlar yaratmoqda. Ta’limda innovatsion texnologiyalar hamda zamonaviy uslublar ta’limning sifat va samaradorligini oshirib, raqobatbardosh kadrlar tayyorlashga xizmat qiladi. Mazkur innovatsiyalarning samaradorligi ko‘p jihatdan ta’lim muassasasida amalga oshirilayotgan innovatsion faoliyatning to‘g‘ri tashkil etilganligiga bog‘liqdir. Kelajakda ta’lim taraqqiyotini harakatlantiruvchi kuch sifatida innovatsion ta’lim o‘qituvchi faoliyatini yangilash, ta’lim-tarbiya jarayonini maqbul
qurishga, talaba yoshlarda hur fikrlilik, bilimga chanqoqlik, Vatanga sodiqlik, insonparvarlik tuyg‘ularini shakllantirishga ijobiy ta’sir ko‘rsatadi. O‘qituvchi va talabaning maqsaddan natijaga erishishida qanday texnologiyani tanlashlari ular ixtiyorida, chunki har ikkala tomonning asosiy maqsadi aniq natijaga erishishga qaratilgan bo‘lib, bunda talabalarning bilim saviyasi, guruh xarakteri, sharoitga qarab, ishlatiladigan texnologiya tanlanadi. Masalan, natijaga erishish uchun balki, kompyuter bilan ishlash lozimdir, balki film (yoki tarqatma material, chizma, plakat, axborot texnologiyasi, turli adabiyotlar) kerak bo‘lar, balki juda puxta loyihalangan interfaol usul qo‘llanar. Bularning hammasi o‘qituvchining mahoratiga bog‘liqdir. Ma’ruza materialini bayon etish vaqtida talabalarga savollar berish ham ancha yaxshi samara beradi. Bunday metodik usul ikki maqsadni ko‘zlaydi. Birinchidan, o‘qituvchi talabalarning javoblari harakteriga qarab, ularning materialni qanday o‘zlashtirganliklarini bilishi mumkin bo’ladi. Ikkinchidan, talabalar o‘qituvchining istagan paytda so‘rab qolishini bilib, uni ancha diqqat bilan, atrofga chalg‘imay eshitadilar. Bunda o‘qituvchi talabalardan o‘zi aytganlarini shunchaki takrorlamay, balki ochilgan qonuniyatlarni, xulosalarni anglab olish va amaliyotga tatbiq etishga harakat qilishlarini talab etishi zarur. Bunda talabalarni o‘qituvchiga savollar berishga odatlantirish kerakki, bu ham o‘quv
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 72
materialining muvaffaqiyatli o‘zlashtirilishiga yordam beradi, talabalarning fikrlash qobiliyatini oshiradi. Pestalossining «O‘z vaqtida berilmagan savol yo‘qotilgan xazinadir», degan dono so‘zlarini esdan chiqarmaslik kerak. V.A.Suxomlinskiy talabalarning o‘qituvchiga beradigan savollari ular faolligining namoyon bo‘lishi, «bilimlarni undirishning» zarur elementi, deb hisoblagan edi. Agar talabalarda o‘qituvchiga savollar bo‘lmasa, bu hol o‘qituvchini sergaklantirishi lozim. Talabalar passivligiga sabab nima, ularning qiziqmasligimi, tushunmasligimi yoki boshqa sabablar bormi, deb o‘ylashga majbur qilishi lozim. Oqilona berilgan savol uchun talabani rag‘batlantirish lozim. Talabalarning e’tiborini yuqori darajada tutib turishga mantiqiy savollar deb ataladigan, ya’ni talabani ijodiy fikrlashga undovchi savollar yordam beradi. Bunday metodik usul bayonni xilma-xil qiladi, bundan tashqari, talabalarni savollarga javob qaytarishga tayyorlaydi, bu esa talabalarning darsni diqqat bilan tinglashiga olib keladi. Talabalar charchashining oldini olish usullaridan biri dars o‘tish uslublarining xilma-xil bo‘lishi, darsning eng unumli qismidan o‘rganilayotgan o‘quv materialini o‘zlashtirish uchun foydalanishdir. Tajribali o‘qituvchilar talabalar o‘zlashtirishi qiyin bo‘lgan materialni darsning birinchi yarmida bayon etadilar, takrorlash, talabalardan so‘rash va bilimlarni mustahkamlash ishlarini esa darsning ikkinchi yarmida o‘tkazadilar. Ma’lumki, o‘qitishning har qanday asosida inson faoliyatining muayyan qonuniyatlari, shaxs rivoji va ular negizida shakllangan pedagogik fanning tamoyillari va qoidalari yotadi. Insonning bilish faoliyati jarayonidagi mantiqiy bilish ziddiyatini hal qilishning ob’ektiv qonuniyatlari didaktik tamoyil - muammolilikka tayanadi. O‘qitishning hozirgi jarayoni tahlili asosida psixolog va pedagoglarning fikrlash muammoli vaziyat, kutilmagan holat va mahliyo bo‘lishdan boshlanadi, degan taliliy xulosalari haqiqatga yaqin ekanligini ko‘rinadi. O‘qitish jarayonida insonning o‘sha psixik, hissiy holati unga fikrlash va aqliy izlanish uchun o‘ziga xos turtki vazifasini bajarar ekan. Umuman olganda, innovatsion usullar quyidagi samaradorlikka olib keladi: - o‘qitish mazmunining yaxshi o‘zlashtirilishi; - tushunchalarni amaliyotda qo‘llash uchun sharoitlar yaratilishi; - o‘tilgan materialning yaxshi eslab qolinishi; - o‘z-o‘zini baholashning o‘sishi; Xulosa qilib olganda, to‘g‘ri qo‘llangan o‘qitish usuli yuqorida keltirilgan natijalarga erishtiradi va dars samaradorligining sezilarli oshishiga olib keladi. shu bilan birga talabalarni faol va mustaqil ishlashga o‘rgata olsakkina, biz tashabbuskor insonlarni tarbiyalay olamiz. Hammamizga ma’lum bo’lgan hozirgi kunda o’tiladigan faninng xususiyatidan kelib chiqib, dars mashg‘ulotini oldindan loyihalashi, talabalarga tushunarli bo’ladigan, qo‘llash uchun qulay bo‘lgan yangi texnologiyalar ustida ishlashi muhimdir hisoblanadi. Foydalanilgan adabiyotlar 1. O`zbekiston Respublikasi “Ta’lim to’g’risidagi qonun” 1997-yil 29-avgustda qabul qilingan 2. Oliy Majlisining IX sessiyasida “Kadrlar tayyorlash milliy dasturi” 1997 yil 29 avgustda qabul qilindi.
ОБНОВЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ МАТЕРИАЛА К УРОКУ НА ТЕМУ «ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ЧАСТИЦЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ» (11-КЛАСС) Жумамуратов А.Д.с.х.н, профессор,НГПИ им. Ажинияза, Калилаев Ф. Ассистент НФ ТИИТ им. Ал-Хоразми, Худайбергенова С. магистрантка НГПИ им. Ажинияза, Дарябаева П., НГПИ им. Ажинияза Задачи урока: ознакомить с элементарными частицами как единственными представителями материи на уровне пространственных размеров и расстояний, меньших 10 – 16
классификацию. “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 73
Содержание учебного материала к уроку. На протяжении изучения курса физики учащиеся не раз встречались с элементарными частицами. Уже на первой ступени изучались атом, ядро, протон, нейтрон и электрон. Далее знания об этих частицах использовались многократно. В 11 классе при изучении ядерной физики учащиеся узнали о взаимопревращениях протона и нейтрона, о времени жизни этих частиц. На первом этапе необходимо рассказать об открытии элементарных частиц - электрона, позитрона, протона, нейтрона, нейтрино, и антинейтрино до 1932 г. Второй этап изучения этих частиц начался с 1938 г. с открытием μ-мезона. В настоящее время открыто более 400 микрочастиц. Слово «элементарная» означает «простейшая, лежащая в основе материи»: все материальные объекты — тела, поля — состоят из этих частиц. При введении этого термина предполагалось, что внутренняя структура у элементарных частиц отсутствует, т.е. они ни из чего не состоят. Сейчас понятие об элементарности уточнено, о чём будет сказано далее. Характерная особенность большинства элементарных частиц — их нестабильность. Все частицы, кроме фотонов, кварков, нейтрино, самопроизвольно распадаются, превращаясь в конце концов в стабильные. Эти процессы подобны радиоактивному распаду ядер. Среднее время жизни нестабильных элементарных частиц чрезвычайно мало. Долгоживущими или относительно стабильными считаются частицы, время жизни которых 10 –6 —10 –14 живущие всего 10 –22
—10 –23
с. Нейтрон вне ядра также неустойчив: среднее время его жизни 13 мин, но по сравнению со временем жизни короткоживущих частиц это очень большой срок. Понятно, что если Вселенная когда-то возникла, то за время её существования до наших дней все нестабильные элементарные частицы распались бы, превратились в стабильные или исчезли, отдав свою энергию тепловому движению стабильных частиц вещества. Откуда же берутся короткоживущие частицы? Их открыли и получают как в ядерных реакциях, так и в различных реакциях со стабильными элементарными частицами. Реакция происходит, когда одна элементарная частица сталкивается с другой или самопроизвольно распадается. В результате реакции образуются новые частицы, происходит взаимное превращение частиц. В качестве примера реакции распада приведём следующую:
где нейтрон распадается на протон, электрон и антинейтрино. Антинейтрино и нейтрино — это частицы с очень малой массой покоя, в тысячи раз меньшей самой лёгкой частицы — электрона. Нейтрино — стабильная частица. Долгое время после теоретического предсказания действия нейтрино не удавалось зафиксировать на опыте. Наконец в 1956 г. была осуществлена реакция
в которой образовался нейтрон и положительно заряженный электрон — позитрон. Позитрон обнаруживается в опыте, встречаясь с электроном, — он «исчезает» вместе с электроном:
Этот процесс называется аннигиляцией электронно-позитронной пары; в результате образуются два фотона, которые фиксируются специальными сцинтилляционными счётчиками. Ещё одна присущая всем элементарным частицам особенность — наличие у каждой частицы двойника — античастицы. Если частица электрически заряжена, то античастица имеет противоположный по знаку заряд. Существуют античастицы и у незаряженных частиц. При встрече взаимодействие частицы и античастицы приводит к их аннигиляции, т.е. к исчезновению, превращению в фотоны или другие частицы. В настоящее время античастицы обнаружены почти для всех известных частиц, в том числе получены антипротон и антинейтрон. Получен даже атом, состоящий из античастиц, — антигелий, так что в принципе можно говорить о возможности существования антивещества. Соединение
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 74
вещества с антивеществом должно привести к переходу вещества в поле, к аннигиляции вещества в рамках законов сохранения энергии, импульса, электрического заряда; при этом выделяется энергия, связанная с массой покоя – mc 2 . Обсуждаются размеры частиц. По современным данным, фотоны и лептоны не обнаруживают в опытах протяжённости и внутренней структуры. В этом отношении их можно отнести к истинно элементарным (первичным) частицам. Мезоны и барионы имеют размеры порядка 10 –15
м. Опыты по рассеянию на них электронов очень высокой энергии, подобные опытам Резерфорда, приводят к выводу о наличии внутренней структуры мезонов и барионов. Можно сказать, что они не элементарны, а состоят из суб элементарных частиц, получивших название «кварки». Нейтрон состоит из комбинации кварковn→udd, протон состоять p→uud а также мезоны построены из двух частиц: кварка и антикварка. Поэтому их барионное число равно нулю. Посмотрим, какие комбинации из двух таких частиц могут быть составлены из трех самых легких кварков u, d, s и их анти кварков u, d, s. Очевидно, всего таких комбинаций будет девять:
Кварки и анти кварки могут входить в эти (и всякие другие) комбинации с различными орбитальными угловыми моментами. Спины кварков и анти кварков могут различно ориентироваться друг относительно друга. Общий угловой момент составленной из кварков и анти кварков частицы (античастицы) найдется по правилу векторного сложения спинового и орбитального моментов. Допустим, что все кварки не обладают орбитальными угловыми моментами; все их моменты чисто спиновые. Допустим, далее, что спины кварка и анти кварка направлены противоположно. Наиболее легкие заряженные мезоны представляются комбинациями Это—π-мезоны: Нейтральный π°-мезон состоит из таких же кварка и анти кварка. Более тяжелые К-мезоны содержат кварк s и анти кварк :
K + и К
- являются частицей и античастицей по отношению друг к другу. То же относится к К 0
К°-мезонам, которые, таким образом, не являются истинно нейтральными частицами: К° -мезон отличается от своей античастицы К 0 странностью. У К° -мезона странность +1, а у К° -мезона странность —1. С этим связано то, что К 0 в отличие от К 0 слабо
поглощаются веществом. Дело в том, что странность всех барионов отрицательна или равна нулю. Поэтому поглощение К 0 веществом может происходить лишь с не сохранением странности, т. е. из-за слабого взаимодействия. Масса К ± -мезонов равна 493,7 МэВ, нейтрального К° -мезона — 497,7 МэВ. Частицы, содержащие s-анти кварк, являются странными, а сам s-кварк называется тоже странным кварком. Обратимся теперь к барионам. Спин их полу целый. Следовательно, если кварки не обладают орбитальными моментами, то барионы должны быть построены из нечетного числа частиц. Рассмотрим случай, когда такими частицами являются кварки u, d, s. Спин бариона может быть равен либо 1/2 (когда спины двух кварков параллельны, а спин третьего направлен противоположно), либо 3/2 (когда спины всех кварков параллельны). В первом случае образуется октет (восьмерка) барионов:
Барионы со спином 3/2 образуют декуплет (десятку) барионов; “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 75
Отметим только, что за последние 30 лет в физике элементарных частиц произошли революционные открытия. 1. Достоверно установлено существование структуры у сильно взаимодействующих частиц – адронов (в том числе протока и нейтрона). Модель кварков не только объясняет систематику адронов, но и динамику их взаимодействия. На основе модели кварков предсказаны существование и свойства большого числа частиц, обнаруженных затем экспериментально. 2. Установлена общая природа электромагнитных и слабых взаимодействий. Открыты переносчики слабых взаимодействии: W*- и Г° -бозоны. 3. Создана теория сильного взаимодействия кварков — квантовая хромо динамика. Подтверждены экспериментально свойства переносчиков этих взаимодействий — глюонов (в частности, спин 1). Предсказания КХД (в той области, где применима теория возмущений) блестяще подтверждаются на опыте. 4. Поставлен вопрос о единой природе всех сил (Великое объединение). 5. Обнаружена глубокая связь между физикой элементарных частиц и космологией. Литература 1. Ю.А.Сауров. Физика. Поурочная разработка 11 класс. Москва. Просвещение.2017. 2. Д.В.Сивухин. Общей курс физики Ядерная физика. Т.5. Москва. 2014.
Yüklə 11,09 Mb. Dostları ilə paylaş:
|