(共20张PPT)
第十一章 小粒子与大宇宙
第一节 走进微观
1.知道物质是由分子和原子组成的。
2.知道原子是由原子核和电子构成的,了解原子的核式模型,大致了解人类探索微观世界的历程,并认识到这种探索将不断深入。
学习目标
难点
重点
知识讲解
新课引入
随堂练习
课堂小结
布置作业
3.对物质世界从微观到宏观的尺度有大致的数量级的概念。
重点
知识讲解
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随堂练习
课堂小结
布置作业
世界是由物质构成的
世界有多大
世界有多小
知识讲解
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随堂练习
课堂小结
布置作业
自然的尺度
在宇宙中,星球之间的距离非常大,一般用光年来度量(1光年=9.46×1012 km)。目前,人类能观测到的空间最远已达到1026 m的宇宙深处。
除太阳外,距离我们最近的恒星也有4.21光年。
在人们不能直接看到的世界里,同样奥秘无穷。那里有细胞、病毒、分子、原子……目前,科学家的研究已深入到了10-15 m的微观领域。
知识讲解
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随堂练习
课堂小结
布置作业
物质的组成
物质是由什么组成的呢?从古至今,人们一直在探寻着这个问题的答案。
古希腊人认为宇宙万物由水、火、土、气组成,称为“四元素说”
我们的祖先认为宇宙万物由金、木、水、火、土组成,称为“五行说”
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课堂小结
布置作业
1811年,意大利物理学家阿伏伽德罗最早把这种颗粒命名为“分子”。后来,人们又发现分子也有结构,它们是由原子构成的。
阿伏伽德罗(A.Avogadro,
1776-1856)
后来,人们认识到若将物质无限地分下去,所得颗粒越分越小,小到这种颗粒能保持物质的性质不变为止,通常所说的物质就是由这种颗粒构成的。
物质的组成
通常,物质是由分子或原子组成的。
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布置作业
物质的组成
电子显微镜下的苯分子
DNA生物大分子结构的示意图
分子很小。分子的直径大约只有10-10m,只能用电子显微镜才能看到。
…
一亿个分子紧密排成一列
长度大约只有1cm
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课堂小结
布置作业
氢分子是最小的分子,其尺度相当于一根头发丝直径的十万分之一,质量只有10-27 kg左右。
每个组成生命的基本组元DNA分子都含有几百万个原子。1cm3的水中就含有3.34×1022个水分子;一个水分子的质量只有3×10-26 kg。
信息窗
物质的组成
通常情况下,1cm3的空气里大约有2.7×1019个分子,现代大型计算机每秒可以计算100亿(1010)次,要把这么多分子一个个数完,得花80多年。
1cm3的空气
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布置作业
微观粒子
嘿!
哈!
嘿嘿哈嘿!
原子
在德谟克利特看来,随便一个什么东西,都是可以切的,切到最后,不能再切了的就是原子。所以,他认为原子是不可再分的,它们在虚空中运动着,它们一起构成了万物。
大约在2400年前,古希腊哲学家德谟克利特相信一切东西都是由微小的粒子组成的。
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微观粒子
约翰·道尔顿
(John.Dalton,1766-1844)
直到19世纪初,英国科学家道尔顿才证明了原子的存在。
1803年,道尔顿继承了古希腊朴素原子论和牛顿微粒说,提出原子论,他认为,化学元素由不可分的微粒——原子构成,他认为原子在一切化学变化中是不可再分的最小单位。
道尔顿最先从事测定原子量工作,并发表第一张原子量表,为后来测定元素原子量工作开辟了光辉前景。
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布置作业
微观粒子
J.J.汤姆逊
(Joseph John Thomson,1856-1940)
19世纪70年代,人们通过对气体放电现象的进一步研究,发现了阴极射线。1897年,英国物理学家J.J.汤姆孙发现阴极射线是由速度很高的带负电的粒子组成,这种粒子就是“电子”。
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微观粒子
欧内斯特·卢瑟福
(Ernest.Rutherford,
1871-1937)
1911年,卢瑟福在α粒子散射实验的基础上,提出了原子核式结构模型。原子的中心叫原子核,带正电,占很小的体积,但其密度很大,几乎集中了原子的全部质量;带负电的电子在不同的轨道上绕着原子核运动,就像地球绕着太阳运动一样。
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微观粒子
水分子模型
水滴
氢原子
氧原子
原子核式结构模型
原子核结构示意图
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微观粒子
20世纪初,科学家在探索物质结构的历程中,相继发现原子核可以释放出质子和中子,质子带正电荷,中子不带电。原子核是由质子和中子组成的。
20世纪60年代,科学家发现质子和中子都是由被称为“夸克”的更小的粒子组成。
原子核
带负电的电子
带正电的质子
不带电的中子
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微观粒子
直线重离子加速器
20世纪中叶起,人类为了探索微观世界的奥秘,制造了各种类型的加速器。借助于不断完善的粒子加速器,又发现了μ子、π介子、Κ介子、Λ超子、Σ超子及τ子等400余种粒子。
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布置作业
信息窗
微观粒子的空间尺度
结构
每一个点表示一个原子
大分子
原子
原子核
质子
夸克
绕原子核运动的电子
原子核
中子
质子
夸克
大小
(m)
10-8-10-9
-10-10
-10-15
-10-15
<10-19
物质是由分子组成的,分子是由原子组成的,因此分子不是组成物质的最小微粒,故A错误;分子的体积非常小,用肉眼无法直接看到,我们看到的极小的水珠是许多水分子的集合体,把一块铜块锉成极细的铜屑时,仍不能说铜屑是铜分子,故B、C错误,D正确。
解析
题1.下列说法中正确的是( )
A.分子是组成物质的最小微粒
B.我们看到的极小的水珠就是一个水分子
C.把一块铜块锉成极细的铜屑,铜屑就是铜分子
D.分子非常小,人们无法直接用肉眼进行观察
D
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布置作业
原子是由位于中心的原子核和核外电子组成的;原子核由质子和中子组成;质子和中子是由更小的微粒夸克组成的。按照空间尺度由小到大的顺序排列为:夸克、质子、原子核、原子。所以,A正确。
解析
题2.下列组成物质的微观粒子,按照空间尺度由小到大排列的是( )
A.夸克、质子、原子核、原子
B.原子、原子核、质子、夸克
C.夸克、原子核、质子、原子
D.原子、夸克、原子核、质子
A
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课堂小结
布置作业
随堂练习
课堂小结
知识讲解
新课引入
布置作业
走进微观
自然的尺度
物质的组成
微观粒子
作业:
月 日
课堂小结
布置作业
随堂练习
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