初中八年级物理课件-11.1 走进微观

第十一章小粒子与大宇宙11.1走进微观林丽婧t西周五行说Q1：物质是由什么组成的？古希腊四元素说物质可分物质可分（肉眼可见范围）高山石头砂砾沙子一块橡皮灰尘人肉眼可见极限大小为50~100μm人头发丝的直径大小约50~100μmt西周五行说古希腊四元素说物质可分Q1:物质是由什么组成的？显微镜的逐步发展从古人的物质观可知，人们很早就在探索构成物质的最小微粒

古希腊哲学家德谟克利特认为宇宙间存在一种或多种微小的实体，叫做“原子”(在希腊语中，原子的含义是“不可分割的东西”)，这些“原子”在虚空中运动，并可按照不同的方式重新结合或分散；我国战国时期的思想家墨子则认为物体是由不可分制的最小单元出“端”构成的。大约在17世纪中叶，人们开始通过实验来了解物质的结构。1661年，玻意耳以化学实验为基础建立了科学的元素论。他认为，只有那些不能用化学方法再分解的简单物质才是元素，各种元素存在着不同的原子，元素的差异是由于原子的差异导致的。18世纪一系列重要的实验结果，如化学反应遵从质量守恒定律，元素形成化合物时遵从定比定律、倍比定律等，启示人们推想物质是由一些不可毁灭的微粒而且各种不同的元素微粒按照一定的比例形成化合物原子论19世纪初英国物理学家&化学家道尔顿

综合已有理论结合实验基础提出了原子论

原子是物质的最小重复单元原子的尺度大约10-10m人头发丝的直径大小约50~100μm,约10-4m一根头发的直径相当于100万个原子并排！分子假说1811年意大利物理学家&化学家阿伏伽德罗

提出“分子假说”他发现物质的最小重复单元不是原子，是分子而分子由多个相同或不同的原子组成

单原子分子氩（Ar）氖（Ne）ArArArArArArNeNeNeNeNeNe

多原子分子氢气（H₂）水(H₂O)

直接由原子构成物质大部分金属如铜（Cu)可见，19世纪初期形成的分子——原子论认为，在物质的结构中存在着分子、原子这样的层次。宏观物质的化学性质决定于分子，而分子则由原子构成，原子是构成物质的不可再分割的最小粒子。所以明确的分子——原子论其实是化学先建立的，而后在所有自然研究学科（物理化学生物等）都得到了普遍的认可氢分子是最小的分子，氢原子是最小的原子其直径相当于头发丝直径的百万分之一质量只有10-27kg左右，相当于一颗鸡蛋质量的十亿亿亿分之一1cm3的水中含有3.34x1022个水分子食指第一指节大小里，站下全球人口总数(75亿)的百万亿倍分子的尺度大约10-9~10-10m，原子的尺度大约10-10mt西周五行说古希腊四元素说物质可分Q1:物质是由什么组成的？显微镜的逐步发展原子论[英]道尔顿19世纪初1811[意]阿伏伽德罗分子假说A：物质是由分子或原子组成的Q2：原子还能再分吗？t1897电子的发现汤姆孙电子的发现19世纪70年代稀薄气体放电现象阴极射线汤姆孙将其命名为电子1897英国物理学家汤姆孙设计了一个实验，证实了阴极射线是高速的带电粒子流，并且是带负电的；氢原子（最小原子）电子带电性不带电负电大小10-10m5x10-15m质量1.674X10-27kg9.110X10-31kg这种带电粒子流不同物质都能够发射是各种物质共有成分；电子的发现意味着什么呢？电子的发现说明原子可分，原子是由电子和其他物质组成的100m5mm0.911g1.674kgQ2：原子还能再分吗？t1897电子的发现汤姆孙Q2：原子由什么组成？1898枣糕模型汤姆孙氢原子（最小原子）电子带电性不带电负电大小10-10m5x10-15m质量1.674X10-27kg9.110X10-31kg汤姆孙运用经典力学的理论进行了大量的计算；他认为，既然电子那么小，又那么轻，原子是一个实心球体，正电和所有质量均匀分布在这个圆球上，很小很轻的带负电的电子镶嵌在实心球体的某些固定位置汤姆孙枣糕模型100m5mm0.911g1.674kg金原子α粒子带电性不带电正电大小3.48x10-9m3x10-15m质量327X10-27kg6.68X10-27kg3mm6.68kg3480m327kg电子（79个）负电5x10-15m9.110X10-31kg5mm0.911g面包直径3mm的钢珠1909~1911年，卢瑟福和他的合作者做了用α粒子轰击金箔的实验实验结果表明：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是约有八千分之一的入射α粒子发生大角度偏转，偏转角平均为90°，其中有的甚至被原路弹回；换用其他金属箔重复这个实验的时候，也都观察到了同样的大角度散射现象，所以这系列实验也被称为α粒子散射实验。α粒子散射实验枣糕模型是错误的这是我一生中碰到的最不可思议的事情：就好像你用一颗15英寸大炮去轰击一张纸而你竟被反弹回的炮弹击中一样那么真实的原子内部应该是什么样子的呢？正电荷和几乎所有质量会是怎么分布的呢？结合实验结果进行分析讨论卢瑟福原子的核式结构模型经过严谨的理论推导，卢瑟福于1911年提出了原子的核式结构模型他认为原子内部有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核运动。行星模型原子=原子核+核外电子卢瑟福原子的核式结构模型行星模型氢原子的核式结构模型碳原子的核式结构模型1908年卢瑟福凭借着原子的核式结构模型获得了诺贝尔奖他通过对系列的α粒子散射实验的研究，无可辩驳的论证了原子的核式结构模型，因而一举把原子结构的研究引上了正确的轨道，于是他被科学家们誉为“原子物理学之父”卢瑟福原子的核式结构模型行星模型t1897电子的发现汤姆孙1898枣糕模型汤姆孙1911卢瑟福结构模型原子的核式Q2：原子由什么组成？A:原子=原子核+核外电子Q3：原子核是由什么组成的？t1919质子的发现卢瑟福问题：轰击出来的质子的正电荷总数和氮原子核的

正电荷总数相等，但是质量只有原子核的一半预言：原子核内应该还存在着质量和质子差不多，

但不带电的另一种粒子α粒子轰击氮原子核带正电的粒子，卢瑟福将其命名为质子卢瑟福质子的发现Q3：原子核是由什么组成的？t1919质子的发现卢瑟福1932查德威克中子的发现不带电质量与质子相近A：原子核=质子+中子PS：质子、中子是由更小的夸克组成20世纪中叶起，科学家们为了更深入地探索微观世界的奥秘，制造了各种类型的粒子加速器中国四大高能物理研究装置：

北京正负电子对撞机、兰州重离子加速器、

合肥同步辐射装置、

上海同步辐射光源利用各种各样的粒子加速器，目前已经发现了大几百种微观粒子高能（粒子）物理的逐步发展媒介子轻子强子引力子胶子光子中间玻色子电子电子中微子μ子μ子中微子τ子τ子中微子（未证实轻子的内部结构）重子介子质子中子超子重子的内部结构夸克上夸克下夸克粲夸克奇异夸克顶夸克底夸克及相应反夸克（未证实）（未证实）等你们来证实！t五行说四元素说物质可分