3.“解剖”原子

1、第十章 从粒子到宇宙,10.3 “解剖”原子,复习巩固: 1、化学的发展，到18世纪，人们已经认识到我们的世界是由 组成的。 2 、分子非常的小，直径约为 。,分子,10-10m,3 、分子运动论的基本内容： 物质是由大量分子组成的; 分子在不停的做无规则运动； 分子之间有间隙； 分子之间存在着相互的作用力.,追随大师的脚步 重温科技发展的历程 一节课走过几个世纪 40分浓缩一门科学,人类探求真理的欲望总是没有止境的,分子还可以再分吗？分子是由什么组成的呢？,大多数分子是有由多个原子组成的，叫做多原子分子。如：一个水分子是由两个氢气原子和一个氧气分子组成的。有些分子是由单个原子组成，叫做单原子

2、分子。如：金属分子是由一个金属原子组成的。一个铁原子就是一个铁分子。,比分子更小的微粒-原子,“解剖”原子,比分子更小的粒子称为原子。,金原子分布照片,19世纪末，科学家用真空管进行放电实验，发现管的阴极能发出一种射线,原子能不能再分,看视频,汤姆生(汤姆逊),仔细研究了阴极射线实验,发现了射线是有带负电的微粒组成,也就是说原子中应该有这种东西,我们把它叫做电子.,得出:原子内部有电子,电子的质量约等于氢原子质量的1/1837,原子结构的两种模型,汤姆生模型,卢瑟福模型,因为电子带负电,而整个原子不显电性,所以在原子内部还应该有东西,带正电,在此基础上,汤姆生设想出原子内部的结构如图:,汤姆生

3、原子结构示意图,人们形象的称为葡萄干面包或枣糕模型,卢瑟福的实验,卢瑟福的实验,卢瑟福的实验,卢瑟夫(ERutherford)原子核式结构模型,因为大部分粒子不受任何阻挡的穿过,说明原子内部很大部分是空的.,具有单位正电荷的氢的原子核叫做质子,原子的结构,原子中央有一个很小很小的核；带负电的电子在核外很大空间绕核旋转；原子核由带正电的质子和不带电的中子组成，质子和中子统称为核子；原子核中的质子数和核外电子数相等，因而整个原子是不带电的。,随着历史的发展科技又前进了一大步：人们的认识深入到了原子内部。,另一个问题接着捆扰人们，原子核内部还有什么呢？,1920年，卢瑟夫便预言原子内部可能存在中性的

4、粒子,1921年，卡文迪什实验室开始实验研究,1928年，玻特发现现象，1930年发表错误见解。,1932年，居里夫人发现现象，发表错误见解。,1932年，查得威克发现现象，发表正确见解，发现中子,我们今天所看到的原子结构图,1、原子中央有一个很小的核；电子在核外绕核旋转,2、原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。,3、原子核中的质子数与核外的电子数相等,质子中子的组成,（a）质子由两个上夸克和一个下夸克组成,（b）中子由两个下夸克和一个上夸克组成,微观世界的尺度,10-7m,10-10m,10-14m,10-15m,10-17m,10-10m,微观世界的尺度,？,病毒 10-7m,分子 1

5、0-10m,原子 10-10m,原子核 10-14m,夸克 10-17m,质子 10-15m,请把下列物质按尺度由小到大的顺序排列：细菌、夸克、质子、分子、原子、原子核,质子：,一个质子带一个单位 的正电荷,中子：,中子不带电,核外电子：,一个电子带一个单位的负电荷,3. 原子的构成,练习：,汤姆生,负,卢瑟福,查得威克,不带电,核子,质子,中子,电子,质子数,电子数,不带,中子,质子,核外电子,8,两千多年前,我国的庄子说过：“一尺之棰,日取其半,万世不竭。”意思是说，一尺长的木棍，每天取它的一半，永远也取不完。你学过物质的微观结构以后,对这话有什么新的认识？,“一尺之捶,日取其半,万世不竭

6、.”“一尺之捶”,今天取其一半,明天取其一半的一半,后天再取其一半的一半的一半,如是“日取其半”,总有一半留下,所以“万世不竭”.一尺之捶是一有限的物体,但它却可以无限地分割下去.这个辩论讲的是有限和无限的统一,有限之中有无限.这是辩证的思想. 现在看来,这句话是不对的.物质不是无限可分的!借助于现在高能物理上的手段（加速器）我们可知道,物质只能分到夸克层面了.当然也有少数的的实验发现了诸如 1/3夸克或1/2夸克.但夸克不是无限可分的.而且已经探明,夸克没有什么内部结构.,说明物质可以无限分割，但不能把宏观物体的分割方法运用到微观世界中,质子： 氢原子的结构最简单，核外有一个电子，带一个单位的负电荷；那么氢原子的原子核只带一个单位的正电荷，我们把它叫做质子。,放射性：一些物质的原子核能够不受外界环境影响的发射出、 射线与一些其他粒子的现象。 放射性对人体有害。,人们可以利用放射性物质发出的粒子作为子弹来轰击原子，当粒子的能量足够大时，可以把原子打碎；同样的道理，当粒子的能量更大时，可以把原子核打碎。科学家就是利用这种工具来研究的。,夸克的种类： 上夸克、下夸克、奇夸克、粲夸克、顶夸克和底夸克，而且每种夸克还有种颜色,夸克：一种德国面包的名字 1964年由盖耳曼提出。他考虑起自己的名声