八下第七章 7.3探索更小的微粒 课件（37张）

(共37张PPT)
第七章 第三节 探索更小的微粒
学习目标：
1.会用图形、文字或语言描述原子的核式结构模型；
2.了解人类探索微观世界的历程，关注人类探索微观世界的新进展；
3.会用原子的核式模型解释摩擦起电的实质；
4.了解微观粒子的大致尺度.
思考1：物质是由分子组成的，那么分子能不能再分呢？
原子说

公元前514年，古希腊哲学家留基伯( Leucippus)和德谟克里特( Democritus)认为，万物皆由大量不可分割的微小物质粒子组成，这种粒子称为原子(希腊文 atomos”，即“不可分割”之意) .
18世纪未至19世纪初，英国的道尔顿和意大利的化学家阿伏伽德罗建立了原子-分子学说．道尔顿认为，纯粹的物质是由具有一定质量的原子组成的，化合物则是由不同原子按一定比例结合而成的．阿伏伽德罗在道尔顿原子论的基础上引入了“分子”的概念，认为无论是单质还是化合物，最小的构成单位都是由原子结合而成的分子. 使人们认识到分子和原子是两个不同的层次．
费曼：世界是由原子构成的.
1米
0.1米 一米的十分之一，也叫分米，我们手所能把握的尺度。相信人类所接触的大部分物体都是在这样一个数量级的。
1厘米 这是他手上的皱纹细部。
1毫米 手上的毛孔。
100微米 再放大十倍，依稀可见皮肤的组织结构。
10微米 一个细胞的数量级就是10微米。
1微米 疑似生物课上学过的细胞核膜，细部。
0.1微米 螺旋的结构就是染色体了。但凡人类的细胞，里面都会有23对染色体（46条）。
100埃 埃是一种长度单位，指10的－10次方米。用字母“A”顶上加个小圆圈来表示。100埃的数量级就能度量某些有机大分子的物质。 看到这个规则的等距双螺旋结构，我想你一定能够脱口而出了。没错，这种物质就叫做脱氧核糖核酸，也就是常说的DNA。分子结构清晰可见。
1纳米 10的－9次方米叫一纳米。在纳米这样的数量级下，我们连原子都可以数清了。因此，纳米级又叫原子级。 它们以共价键和氢键彼此结合成庞大的有机分子。生命就在这种复杂的结合中得以体现。
118种元素，118种不同的原子
思考2：分子是由原子构成的．那么，原子是否 可以再分呢？
1897年，英国科学家汤姆生发现电子．之前人们认为原子是组成物体的最小微粒，是不可再分的．汤姆生对阴极射线等现象研究中发现了电子，从而敲开了原子的大门．
洛仑兹的弹性束缚电子模型
开尔文的包含电子的正电子云模型
汤姆生面包夹的葡萄干原子模型
长冈半太郎土星系原子模型
里兹的磁原子模型

电子发现之后，物理学家提出了各种各样的原子模型：
英国物理学家卢瑟福用一束带正电荷α粒子的微粒轰击金箔时，发现大多数α粒子能穿透金箔，而且不改变原来的前进方向，但是也有一小部分α粒子改变了原来的运动路径，甚至有极少数的α粒子好像碰到了坚硬不可穿透的质点而被弹了回来．根据以上实验现象能得出的关于金箔中金原子结构的一些结论吗？
大多数α粒子能穿透金箔，而且不改变原来的前进方向，说明原子核很小．有一小部分α粒子改变了原来的运动路径，说明原子核带正电．有极少数的α粒子好像碰到了坚硬不可穿透的质点而被弹了回来，说明金的原子核质量远大于a粒子的质量．由此，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构模型．
卢瑟福提出的原子模型：
原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，像行星绕着太阳转一样．
物质
分子
原子
电子（带负电）
原子核（带正电）
思考3：玻璃棒与丝绸摩擦，玻璃棒为什么带正电？丝绸为什么带负电？相互摩擦的物体带何种电荷，取决于什么？
点拨 原子由带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成．原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷在数量上相等，因此原子呈电中性，由原子组成的物体也呈电中性．当丝绸与玻璃棒摩擦时，丝绸中原子核束缚电子的能力强，因得到电子带负电，玻璃棒中原子核束缚电子的能力弱，因失去电子带正电．可见，相互摩擦的物质带什么电荷，取决于该物质中原子核束缚电子能力的强弱．由此可知，摩擦起电并不是产生了电荷，而只是将电子由一个物体转移到另一个物体．
埃 图中所表示的是密布的电子云，我们能看到原子核外围的电子云比较浓。 离核近的地方出现的几率大些，云就密；离核远的地方出现的几率小些，云就稀。
10皮米 原子核外围的浓密电子云。仿佛到了浩瀚无边的宇宙。这样来看每个原子都像是个小宇宙，我们的世界就这样的周而复始着……
1皮米 穿过最浓的电子云，发现更近核的地方反倒清净。
人类认识原子核的结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的． 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，打出一种粒子，经测定荷质比知道它是氢原子核，叫做质子．以后又从氟、钠等原子核中打出质子，从而断定质子是原子核的组成部分．
人们又发现绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核的电荷跟质子电荷之比，据此卢瑟福猜想原子核内还存在另一种质量跟质子差不多、不带电的粒子，称为中子．这一猜想被他的学生查德威克用实验证实．
思考4：原子核还能分吗?
0.1皮米 走近点，这就是传说中的原子核。10的－12次方米叫做一皮米。在0.1皮米的数量级下看原子核就可以看出很多个球球来，它们是带正电的质子和不带电的中子。
10飞米 原子核的特写
1飞米（10的－15次方米） 质子（也可能是中子）的细部，乱七八糟一大片。未知的结构，未知的领域。
1964 年，美国科学家盖尔曼提出夸克模型，他认为大多数基本粒子都是由更新的粒子夸克组成．该理论后被丁肇中等科学家以实验事实证明是正确的，他也因此获1969年诺贝尔物理学奖．
夸克轨迹图
夸克
思考5：质子和中子还能分吗?
夸克是怎样发现的？是否可以再分？需要什么条件？
应该可以再分，需要提高粒子的运动速度．
讨论：
总结探索微粒的历程，各级微小粒子的发现过程有什么共同特点?
利用粒子相互撞击，破坏粒子结构，观测粒子内部是否有新粒子出现.
加速器
工作原理：利用电磁力加速粒子的运动速度，一般有直线加速器、回旋加速器对撞机等.
目前，加速器已经被广泛地应用到科学研究和医疗等领域，随着对微观粒子的研究，加速器逐渐成为一种必不可少的工具.
粒子的家谱
原子
原子核
质子
中子
夸克
(不带电)
电子 (带负电)
(带正电)
分子
本节小结
道尔顿
（原子）
汤姆逊
（电子）
卢瑟福
（质子）
查德威克（中子）
盖尔曼
（夸克）
请同学们将下列物质按照从大到小顺序排列：
(1)一杯水 (2)细 菌 (3)小水滴 (4)氢原子
(5)水分子 (6)原子核 (7)质 子 (8)电 子
(1)>(3)>(2)>(5)>(4)>(6)>(7)>(8)
【例1】2011年11月9日，俄罗斯“福布斯－土壤”火星探测 器在地球近地轨道上因主发动机启动失败而无法变轨．经查是太空中的带电粒子对机载计算机系统产生影响导致程序出错．下列粒子中，因不带电首先可以排除的是（? ?）
A．电子? ? ? ? ? B．原子核 C．中子? ? ? ? ? ? D．质子
【例2】用塑料梳子在干燥的头发上梳几下. 梳子上会带电，经检验梳子带的是负电荷．下列说法中正确的是（? ? ? ）
A．梳子得到了一些电子? ? ? B．梳子失去了一些电子
C．梳子失去了一些原子核? ? D．摩擦创造了电荷
C
A
【例3】关于物质的组成，下列说法中错误的是（　 ）
A．物质是由大量分子组成的
B．原子是由原子核和中子构成的
C．原子核是由质子和中子构成的
D．质子和中子是由更小的微粒组成的
【例4】下列说法正确的是（　　）
A．原子由原子核和核外电子构成
B．通过摩擦的方法可产生电荷
C．分子是微观世界中的最小微粒
D．组成物质的分子都是完全固定不动的
B
A