Au-delà de l'atome: La physique des particules remodelée, deuxième édition

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Cette trousse comprend des activités avec des modèles pratiques de phénomènes de physique des particules, de vraies données tirées d’expériences réelles, ainsi que des cartes à classer. La trousse aborde des thèmes du curriculum, comme les modèles atomiques, les champs électriques et magnétiques, l’énergie, la quantité de mouvement et le modèle standard.

Expérience de diffusion

Les élèves déplacent un ballon chargé vers un autre ballon pour démontrer la répulsion électrostatique. Ils font rouler des billes vers un verre à pied évasé et observent la direction dans laquelle les billes rebondissent. Il s’agit d’un modèle de particules alpha qui entrent en collision avec un noyau d’atome d’or. Les élèves découvrent ensuite l’expérience de la feuille d’or effectuée par Rutherford, ainsi que les échelles relatives du noyau et des atomes.

Apprivoiser le « zoo des particules »

Les élèves classent des cartes sur lesquelles figurent des particules subatomiques pour découvrir des tendances. Ces tendances ont permis aux physiciens des particules à découvrir de nouvelles particules et le modèle des quarks. Les élèves analysent la charge électrique et les valeurs d’étrangeté de diverses particules subatomiques.

Jouer au détective avec les chambres à bulles

Les élèves étudient les traces laissées par les particules chargées lors d’expériences en chambre à bulles. Ils se servent de leurs connaissances sur les champs et les forces magnétiques, la conservation de la quantité de mouvement et la conservation de la charge pour déduire ce qui se passe et reconstruire les trajectoires invisibles des particules non chargées.

La masse du boson de Higgs

Les élèves analysent des données réelles des expériences ATLAS et CMS au CERN. Ils utilisent les concepts de conservation de la quantité de mouvement, de la masse et de l’énergie pour calculer la masse du boson de Higgs.

Le point sur l’antimatière

Les élèves étudient et manipulent des cartes de diagrammes de Feynman. Ils déterminent ensuite le diagramme de Feynman qui correspond le mieux à une image montrant l’annihilation électron-positron.

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