(共30张PPT)
第十一章 小粒子与大宇宙
第一节 走进微观
尘土、树木、水、火焰、空气、星辰,我们周围的一切,包括有生命的和无生命的,都是物质。
从无限的宇宙到微小的基本粒子,物质以各种各样的形态展现着。
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进入这样的微观世界。
在我们的周围,有潺潺的流水,美丽的鲜花,飞翔的小鸟,嬉闹的人群。这便是人们熟悉的世界。
仰望天空,群星闪烁。宇宙到底有多大呢?人们还在探究。
从
微小的粒子
无垠的宇宙
到
物质以各种形态展现着
自然的尺度
远飞的大雁
电子显微镜下的SARS病毒
物质的组成
古希腊——四元素说
水、火、土、气
中国古代——五行说
金、木、水、火、土
后来,人们认识到若物质无限的分下去,所得颗粒愈来愈小,小到这种颗粒能保持化学性质不变为止,通常所说的物质就是由这种颗粒构成的。1811年,意大利物理学家阿伏家德罗第一个把这种颗粒命名为“分子”。
现在,人们认为物质是由分子或原子组成的,现代科技可以使人们观察到构成物质的分子或原子。
分子很小,要用电子显微镜才能观察。
大多数分子直径尺度,其数量级
为10-10m(0.1nm)。
0.1nm=10-10m
10-1=0.1
10-10=0.0 000 000 001
10-2=0.01
10-3=0.001
1nm=10-9m
1.5× 10-10 m
放大后的硅表面的原子图像
DNA生物大分子结构示意图
干旱的田龟裂为土块,土块可碎成细泥,细泥又碎为沙尘,沙尘还能继续分裂吗?沙尘随风飘荡,会消失得无影无踪吗?
微观粒子
平时我们应多植树造林,保护生态平衡,避免出现沙尘暴这些现象的发生。
分子有多小?
氢分子是最小的分子,其尺度相当于一根头发丝的直径的十万分之一,质量只有10-27kg左右。
水的分子的直径大约是4×10-10m,1cm3的水中就会有3.34×1022个水分子,一个水分子的质量只有3×10-26kg。
各种分子的直径都只有几万分之一个纳米左右,据估计一只蚂蚁一口水就吞下2×1010个水分子,10万个氧分子依次排列起来,总长仅0.03mm。
分子是组成物质的最小微粒吗?还可以分割吗?
分子不是组成物质的最小微粒,还可以再分割,19世纪初,英国科学家道尔顿证明了原子的存在,有的分子由单个原子组成,叫做“单原子分子”;绝大多数分子由多个原子组成,叫做“多原子分子”。
比分子更小的粒子称为原子。
金原子分布照片
金属分子是由一个金属原子组成的。一个金原子就是一个金分子。
19世纪70年代,人们通过对气体放电现象的研究,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。
汤姆孙与
枣糕模型
卢瑟福与原子核式结构模型
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。由此可知原子核是由质
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成为夸克的更小的粒子组成。
微观世界的尺度
?
病毒
10-7m
分子
10-10m
原子
10-10m
原子核
10-14m
夸克
<10-17m
质子
10-15m
20世纪中叶,人类为了探索微观世界的奥秘,制造了各种类型的粒子加速器。
μ子、π介子、 к介子、Λ超子、Σ超子、 子 …
这些粒子是比原子核更深一个层次的物质存在形式。人类对自然界的认识永无止境,探索永不停止,微观世界的神秘面纱,还有待于同学们去揭开。
1、我们周围的空气、鲜花、树木、动物、水和石头等都是 。
2、我们周围的一切物质都是由 或
者 组成的。
3、19世纪初英国科学家道尔顿证明了 的存在;1897年英国物理学家汤姆生发现了 ;1909 年 卢 瑟 福 在 进 行 α 离 子 散 射实验后,提出了
模型。
4、原子是由 和 组成,原子核是由 和 组成;其中 带正电, 不带电。
物质
分子
原子
原子
电子
原子的核式结构
原子核
电子
质子
中子
质子
中子
课时作业优化设计
5、下列选项中,由同种分子或原子组成的是( )
A、黄金、空气、水 B、黄金、铁、铜
C、水、酒精、油 D、冰、水、水蒸气
6、阿伏加德罗发现18g的水含有6.02×1022个水分子,由此我们可以知道每个水分子的质量是多少?每个水分子的体积是多少?
D
=2.99×10-23g
=2.99×10-23cm3
解:m=
18g
6.02×1022
V=
2.99×10-23g
m
ρ
=
1.0×103kg/m3