一、探索微观世界的历程

一尺之棰 日取其半 万世不竭 第一节探索微观世界的历程 第十六章粒子和宇宙 思维的火花 德谟克利特古希腊学者 公元前460 公元前370 正像绿墙是由树干和枝叶组成似的 大自然的万物都是由看不见的微小粒子 原子构成 原子不能消失 但也不会无中生有 德谟克利特 道尔顿 对应各种元素 存在各种原子 元素的差异是因为它们的原子是不同的 玻意耳 原子是保持化学性质不变的的最小微粒 1811年 意大利的科学家阿伏伽德罗进一步指出 物质一般不是直接由原子组成 而是由几个原子相结合的分子构成的 物质和原子之间还存在一个层次 分子 阿伏伽德罗的学术贡献 用场离子显微镜拍摄的钨针针尖上的原子图样 组成生命的基本组元DNA分子含有几百万个原子 DNA分子结构 水分子分布图 1cm3的水中 含有3 34 1022个水分子 一个水分子的尺度相当于一根头发丝直径的十万分之一 一个水分子的质量约为3 10 26Kg 看完展示 解答学案上的问题1和2 问题1 古希腊学者德谟克里特提出物质是由 构成的 问题2 17世纪下半叶和18世纪 玻意耳和道尔顿确立了 1811年意大利科学家阿伏伽德罗提出 1 GPS与北斗卫星导航系统的简介 原子真的不能再分吗 19世纪末 三个大发现 X射线的发现放射性的发现电子的发现 GPS与北斗卫星导航系统的简介 X射线 伦琴射线 的发现 伦琴为人类立了大功 他成了世界上第一个荣获诺贝尔物理奖的人 1895年11月 GPS与北斗卫星导航系统的简介 放射性的发现 贝克勒尔皮埃尔 居里居里夫人 1903年诺贝尔物理学奖 电子的发现 1897年 英国的物理学家汤姆孙发现 阴极放射线在磁场的作用下可发生偏转 方向与带负电的粒子相同 从而发现了电子 电子的发现 揭开了原子神秘面纱的一角 汤姆孙因此获得1906年诺贝尔物理奖 汤姆孙 1856 1940 在汤姆孙的原子模型中 原子是一个球体 正电核均匀分布在整个球内 而电子都象枣核那样镶嵌在原子里面 这个模型不久就被实验事实否定了 汤姆孙的原子模型 枣糕式 电子 正电荷 著名的粒子散射实验 卢瑟福提出的原子核式结构 在原子的中心有一个很小的核 叫做原子核 原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 带负电的电子在核外空间绕着核旋转 2 体育场 根据卢瑟福的原子结构模型 原子内部是十分 空旷 的 原子 原子核 占整个原子质量的99 9 以上 1919 1932年 卢瑟福发现了带正电的质子 他的学生查德威克发现了不带电的中子 并最终确定了原子核由质子和中子组成 1964年 美国物理学家盖尔曼在费米 杨振宁 坂田昌一的研究基础上 提出了质子 中子 介子 超子等都是由三种基础粒子组成 它们分别称为上夸克 下夸克 奇异 科学界把这一模型称为夸克模型 语文课本八年级下册14课 叫三声夸克 电子 盖尔曼获得了1969年的诺贝尔物理学奖 3 华裔科学家丁肇中在1974年又发现了一种称为J 的粒子 因而获得1976年诺贝尔物理学奖 展望未来 物质由基本粒子构成 我们学过电子 中子和质子 还有夸克 还有中微子 它们组成了中子和质子 中微子是最令人惊奇的基本粒子 它们无处不在 每一秒钟倾泻到1平方厘米地球表面的中微子约有650亿个 研究者们多次荣获诺贝尔物理学奖 探索未有穷期 或许 你们这些未来的探索者今天正从这里迈向科学之门 粒子的空间尺度 根据所给图片 获取信息 解答学案问题34 原子 原子核及更深层次的客体统称为微观粒子 简称粒子 问题3 在物理学中 原子 原子核及其更深层次的客体统称为 简称 从图中可以看出 它们的尺度都小于 m 问题4 2013年以来灰蒙蒙的天气让越来越多的中国公众注意到PM2 5细颗粒物 PM2 5指大气中直径小于或等于2 5 m的颗粒物 以下按空间尺度由大到小排序正确的是 A PM2 5原子质子原子核B PM2 5原子原子核质子C 原子原子核质子PM2 5D 原子质子原子核PM2 5 纳米技术 从幻想到现实 纳米技术是用单个原子 分子制造物质的科学技术 它是在0 10至100纳米 即十亿分之一米 尺度的空间内 研究电子 原子和分子运动规律和特性的崭新技术 纳米技术 1990年 IBM公司的科学家成功地对单个的原子进行了重排 他们使用一种称为扫描探针的设备慢慢地把35个原子移动到各自的位置 组成了IBM三个字母 纳米技术 1999年 中国科学院科技人员利用纳米加工技术在石墨表面通过搬迁碳原子而绘制出了世界最小的中国地图 纳米氧化钛 纳米钛可耐腐蚀 用其涂覆的物品既能耐沸水 又能在海水中浸泡10年不损 它还有神奇的自我修复能力 可作为金属 非金属材料通用的修补剂 纳米牛仔裤 防水原理 通过形成完整的涂膜阻挡水的透过或水分子的渗透 完整连续涂膜的高分子 分子间间隙约为几纳米 单个水分子直径0 4nm 但自然界的水通常处在缔合状态 几十个水分子之间由于氢键作用形成一个较大的水分子团 这样 水分子团很难通过高分子间隙 此为涂膜具有防水功能的主要原因 纳米墙壁漆 纳米布 纳米零件 纳米薄膜 纳米陶瓷刀 纳米科技新趋势 课堂小结 当堂检测 1 下列说法中正确的是 A 电子的发现使人们确信原子是可再分的B 分子是由原子和电子组成的C 原子是不能再分的最小微粒D 通常情况下 原子内部原子核所带的正电荷数与核外所有电子带的负电荷数是不相等的 2 下列四幅图片是卢瑟福的原子核式结构是 3下列关于纳米材料的说法中错误的是 A 由纳米材料制成的计算机芯片的体积将更小B 纳米是一种非常小的微粒C 纳米材料可以大大提