宇宙和微观世界51495.ppt

一 宇宙和微观世界 第十一章多彩的物质世界 1 宇宙是由一大群运动的恒星 大量的气体和尘埃组成的物质系统 2 无边无际的宇宙中大约有几十亿个像银河系这样的星系 星系离我们最远的超过100亿光年 3 宇宙间恒星总数约1022个 4 银河系直径约十万光年 厚度约为1万光年 它是由1300亿颗恒星形成的巨大星系 从正面看银河系像一个庞大的车轮状的旋涡系统 从侧面看相一个中间凸起的铁饼 银盘由四条巨大的旋臂环绕组成 太阳就位于人马座旋臂和英仙座旋臂之间的猎户座旋臂上 离银河系中心约3万光年 天文学家最近发现了位于银河系边界的 戒指 状的星云 科学家们表示该星云周围大约分布着0 5亿至1亿颗大小不一的星星 这一发现将有助于科学家们研究银河系的诞生时间 5 太阳系已发现的八大行星是水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 地球在绕太阳运行的第三条轨道上 壮观的太阳日冕 美丽的家园 地球 木星 土星和它美丽的光环 爱神小行星 海尔 波普彗星 地心说 日心说 地球是宇宙的中心 地球是静止不动的 太阳 月亮以及其它行星都绕地球运动 符合人们的日常经验 符合宗教地球是宇宙的中心的说法 统治很长时间的原因 太阳是静止不动的 地球和其它行星都绕太阳转动 地心说 地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说 它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出 后来经托勒密 90 168 进一步发展而逐渐建立和完善起来 托勒密的 地心说 体系 日心说 哥白尼的 日心说 体系 约在公元前260年 古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出了日心说的观点 但真正发展并完善日心说的 是来自波兰的哥白尼 1473 1543 一 宇宙是由物质组成的 1 地球及其他一切天体是由物质组成的 物质处于不停的运动和发展中 2 光年 长度单位 表示光在一年内所走的路程1l y 9 46 1015m 3 宇宙的结构 卫星 行星 恒星 星系 星系团 宇宙 二 物质的组成 物质由极其微小的微粒 分子 构成 分子 保持物质原来的化学性质的微粒 要借助电子显微镜才能观察 直径约为百亿分之几米 大约是0 3 0 4纳米 nm 物质 分子 三 固态 液态 气态的微观模型 大多数物质从液态变成固态时 体积会变小 水除外 且物质从液态变成气态 体积会变大 为什么呢 固态 液态 气态 三 固态 液态 气态的微观模型 固态 液态 气态 固态 分子的排列 分子间作用力 有一定的形状和体积 十分紧密 很强 特征 三 固态 液态 气态的微观模型 固态 液态 气态 分子的排列 分子间作用力 特征 液态 没有确定的形状 有体积 且有流动性 无固定位置 运动比较自由 比固态小 三 固态 液态 气态的微观模型 固态 液态 气态 分子的排列 分子间作用力 特征 气态 没有确定的形状和体积 有流动性易压缩 极度散乱 间距很大 极小 固态 分子的排列 分子间作用力 有一定的形状和体积 十分紧密 很强 特征 液态 没有确定的形状 有体积 且有流动性 无固定位置 运动比较自由 比固态小 气态 没有确定的形状和体积 有流动性易压缩 极度散乱 间距很大 极小 汤姆生的 葡萄干 蛋糕 模型 四 原子及其结构 原子由原子核和电子组成 1 原子的核式结构模型 原子的质量几乎集中在原子核里 原子直径的数量级为10 10m 原子核直径的数量级为10 15 10 14m 卢瑟福 2 原子核带正电 核外电子带负电 绕核高速运动 质子和中子由夸克组成 夸克设想的提出 1964年盖尔曼提出夸克的设想 认为夸克是比强子更深层次的粒子 这是一种理论上假设的构成强子的组成粒子 盖尔曼因此获得了1969年度诺贝尔物理学奖 夸克轨迹图 问题 质子和中子还能分吗 物质的组成 1 物质 分子 原子 原子核 核外电子 质子 中子 夸克 夸克 物质是由 组成 分子又是由 组成 原子是由 和 组成 其中原子核又是由 和 组成 质子和中子都是由 组成 分子 原子 原子核 核外电子 质子 中子 夸克 2 纳米 长度单位 1nm 10 9m 原子及其结构 科学世界 纳米科学技术 1 纳米技术 是指在纳米尺度 1nm 10 9m 内的科学技术 2 纳米材料特点 指材料的几何尺寸达到纳米量级 并且具有特殊性能的材料 中国科学家首次打造 纳米皇冠 纳米抗菌不锈钢塑料复合管 纳米碳管 纳米结构图片 例 土星是太阳系中最美丽的行星 它是一颗由浓密大气包裹的液体星球 用望远镜可以看到它有一个美丽的光环 像一个巨大的项圈 土星光环是伽利略首先发现的 光环由石块 冰块和尘埃组成 其实不仅土星有光环 木星 天王星和海王星也有光环 只不过比较稀薄而已 由土星及其光环的组成可知 宇宙天体是由 组成的 物质 动手动脑 例 自从汤姆逊发现了电子 人们开始研究原子的内部结构 科学家提出了多种原子结构模型 在二十世纪上半叶 最为大家接受的原子结构与下列哪个物体相似 西红柿 西瓜 面包 太阳系 例 关于原子核的组成 下列说法中正确的是 原子核是由质子和电子组成的 原子核是由质子和中子组成的 原子核是由中子和电子组成的 原子核是由质子 中子 电子组成的 例4 纳米 是物理量 的单位 符号是 科学研究表明冠状病毒的一个变种是引起非典型肺炎的病原体 冠状病毒呈不规则的圆形或类圆形 平均直径是 nm 即 m 长度 10 7 nm 例5 盛在烧杯中的液态蜡凝固后体积会变小 中间凹陷下去 所有的物质从液态变为固态时体积都会变小吗 举例说明你的观点 例6 固体 液体 气体都由分子组成 为什么它们的物理性质不同呢 状态 液体 气体 固体 分子间距离 很小 比固体稍大 很大 分子间作用力 分子运动情况 很大 很小 比固体小 在平衡位置附近做无规则运动 运动比较自由 除碰撞外做匀速直线运动 特征 有一定的体积和形状 有一定的体积无形状 没有