10.1 探索微观（课件）--沪粤版（新教材）八年级物理下册（38页PPT）

沪粤版物理8年级全下培优备课课件（精做课件）
10.1 探索微观
第十章 从粒子到宇宙
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主题情境
图中“一尺之棰，日取其半，万
世不竭……”的思想，是我国古代大
思想家庄子远在古希腊原子论之前就
提出的，人类立足“有限”，却一直相
信“无限”，就像一根砍不完的木头。
自然界中的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”
一、关于物质结构的猜想
做一做：
把一张纸分成两份，再分成四分，一直分下去，最多能分成多少份？
可以分到什么时候为止呢？可以一直分割下去吗？
一、关于物质结构的猜想
了解物质的组成
1.庄子的这句话里面包含了古代关于物质______可分的思想。
无限
2.假如给庄子一台显微镜观察分子。你会给庄子提供一台
______(填“光学”或“电子”)显微镜。
电子
在生活中，我们见过这样的现象：
水滴石穿
铜像被摸多了会产生磨损
一、关于物质结构的猜想
铁铲用久会变薄
花园中四处飘香
以上现象有什么共同特点？
一、关于物质结构的猜想
德谟克里特认为，石块、铁铲、花粉……它们是很微小地一点点散失的。因此他猜想，大块物体是由极小的物质粒子组成的。
德谟克里特把这种物质微粒叫做“原子”，这个词的意思是“不可再分割的颗粒”。(德谟克里特提出的“原子”并非今天科学意义上的原子)
一、关于物质结构的猜想
探索微观粒子
3.工厂伐木时，飞出很多木头屑，一粒木头屑______
(填“是”或“不是”)一个分子。
不是
4.当木头被切割至直径约为___???? 数量级微小木块时就达到原
子大小了。
?
C
A.????????????? B.????????????? C.????????????????? D.?????????????????
?
猜想是经验素材和科学理论之间的一座桥梁，是一种重要的科学研究方法。由于物质微粒非常微小，人们无法用肉眼进行观察，因而，研究物质结构时，经常需要猜想。
一、关于物质结构的猜想
历史的脚步迈过曲折的2000多年
阿伏伽德罗
(1776-1856)
德谟克里特
(前460-前370)
大块物质是由极小的物质微粒组成的“原子”
保持物质化学性质不变的最小微粒“分子”
二、物质是由分子和原子构成的
物理学中，把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子。
二、物质是由分子和原子构成的
DNA(脱氧核糖核酸)大分子结构图
二、物质是由分子和原子构成的
10-10m
数量级
分子很小，用普通的显微镜无法看到，需要用电子显微镜进行观察。
10-26kg
数量级
10-30m3
数量级
直径
质量
体积
算一算分子直径相当于多少nm？
二、物质是由分子和原子构成的
进行实验：
一小滴油酸的体积约为150 cm3，把它滴在水面上散开后，可形成厚度为10-10 m的薄油层。由此可推断，油酸分子的直径为 m。(在水面上形成有自由边界的油膜时，每个分子都是直立的，成为一个单分子层)
?
【实验】想象分子的大小
二、物质是由分子和原子构成的
5．木头被切割至原子大小后还能再分吗？被评为“物理最美实验”之一的α粒子散射实验可以继续探索原子的组成。
(1)在探究微小粒子的过程中，人们认识到“原子是有结构的”，这是源于发现了________。
A．α粒子 B．质子 C．中子 D．电子
(2)进行α粒子散射实验得出原子核式结构模型的科学家是________。
A．卢瑟福　　B．汤姆孙　　C．阿伏伽德罗
D
A
(3)如图所示，α粒子散射实验的结果发现，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数的α粒子偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。根据实验现象，科学家提出：“原子的大部分质量集中到
了一个很小的结构上”，这个“很小的
结构”指的是________。
原子核
(4)原子核式结构模型与下列哪个模型相似( )
D
A.枣糕
B.西瓜
C.苹果
D.太阳系
分子的直径很小，自然它的体积很小。通常1 cm3的空气中，约有2.7×1019个分子，如果在一个容积为1 cm3的小盒子上开一个小孔，每秒让1亿个分子跑出来，要经过9 000 年，容器中的分子才能全部跑出来。假如有这么多数目的砖块，它们不仅能将地球铺满，而且厚度可达120 km。
分子是一种极小的微粒。
二、物质是由分子和原子构成的
分子的发现并没有终止科学家探究物质结构的步伐，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”。
分子非常的小，直径约为10-10m。分子还可以再分吗？
二、物质是由分子和原子构成的
O
H
H
C
O
O
多原子分子
单原子分子
原子还能够再继续分下去吗？
二、物质是由分子和原子构成的
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。1897年，英国科学家汤姆孙进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒组成的，它们是从原子内部发出的，这种微粒叫做电子。
阴极射线经过荧光屏形成一条美丽的光带
阴极射线经过磁铁发生偏转
三、把原子“切开”
信息链接：
电子是比分子、原子更小的物质微粒。 它的质量约为9.11×10-31 kg，约等于氢原子质量的11837，半径小于10-16 m。一个电子所带的电荷量很少，6.25×1018个电子所带的电荷量是才是1 C（库）。
?
汤姆孙
(1856-1940)
三、把原子“切开”
原子内部既然有带负电的电子，但是原子却不对外显示电性，并且十分稳定，这是为什么呢？
汤姆孙原子模型的切面图
汤姆孙认为，原子像一个实心球体，均匀分布着带正电的粒子，电子镶嵌在其中，犹如糕中的枣儿，因此被称为“枣糕模型”。
四、原子结构的两种模型
建立物理模型是物理学研究中的一种重要方法。物理模型是在一些事实的基础上，经过想象、类比等论证提出的。模型是否正确，需要实验的检验。
四、原子结构的两种模型
汤姆孙提出的原子模型并没有实验结果的支撑。1911年，其学生卢瑟福基于 α 射线（带正电的粒子流）轰击金箔的实验，提出了他的原子核式结构模型。
卢瑟福
(1871-1937)
α粒子散射实验示意图
若原子结构与汤姆生模型相似，会发生什么现象？
四、原子结构的两种模型
α 粒子散射实验
根据汤姆孙模型计算的结果：电子质量很小，对 α 粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，α 粒子所受库仑力也很小，故 α 粒子偏转角度不会很大。
卢瑟福的原子模型图
四、原子结构的两种模型
卢瑟福的“核式模型”否定了汤姆孙的“枣糕模型”，但是它也并不是完美的。
现代社会更认可的“电子云模型”
四、原子结构的两种模型
根据卢瑟福的“核式模型”的原子结构，很自然会提出问题：原子核内有些什么？
科学家发现，氢原子结构最简单，核外只有一个电子。如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量，则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核叫做质子。实验表明，质子是原子核的组成部分。
五、原子核的构成部分
氢原子结构图
原子核
1932年，卢瑟福的学生，英国物理学家查德威克（1891—1974）从实验中发现，原子核中还有一种不带电的粒子，它的质量跟原子差不多，这种粒子叫做中子。
质子和中子统称核子。原子核中的质子和中子的数目称作核子数。各元素原子核的核子数一般是不同的。
五、原子核的构成部分
经过科学家们的一步步探究，如今我们也知道了原子的结构是怎样的。
原子结构示意图
原子核
质子(带正电)
中子(不带电)
核外电子（带负电）
“核子”
五、原子的结构
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，举一个简单的例子：
原子
原子核
五、原子的结构
下图是根据卢瑟福模型画出的氢、氦、锂原子的示意图，能从图中看出它们的核内各有几个质子和中子吗？
五、原子的结构
原子核也是有结构的，那么质子和中子能不能再分呢？
到目前为止，科学界已普遍确认质子、中子等也有内部结构，它们是由一种叫做夸克的更小微粒组成的。
质子由两个上夸克和一个下夸克组成
中子由两个下夸克和一个上夸克组成
五、原子的结构
从17世纪开创近代物理后的几百年来，人们对物质结构的探索日益深入。
人们认识到的微观世界的尺度
五、原子的结构
(5)如图所示是用来说明原子及原
子核结构情况的示意图。图中????
指的是______，???? 指的是______。
原子核内的______带正电，
_______不带电。由此图提供的
?
电子
质子
质子
中子
可以
信息可知：原子核内中子______ (填“可以”或“不能”)再分。
知道自然的尺度
6.在木头、原子、夸克、质子、分子、???? 粒子等微观粒子中，
空间尺度最小的是______。
?
夸克
探索微观
分 子
大块物体是由极小的物质粒子组成的，这种物质微粒叫做“原子”
构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒
大多数分子直径的尺度，其数量级为10－10m(0.1nm)
德谟克里特的猜想
课堂小结
分子由原子组成
汤姆孙“枣糕模型”
汤姆孙发现电子
原子结构的两种模型
卢瑟福“核式模型”
原子核
质子(带正电)
中子(不带电)
原子的结构
质子、中子等由夸克组成
核外电子（带负电）
阴极射线实验