11.1走进微观 课件2020-2021学年沪科版物理八年级(共27张PPT)

第十一章 小粒子与大宇宙
第一节 走进微观
沪科版八年级物理（全一册）
尘土
树木
流水
我们周围的一切，包括有生命的和无生命的，都是物质。
火焰
空气
星辰
浩瀚的星空
太阳系
目前，人类能观测到的空间最远已到达1026m的宇宙深处。
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。
潺潺流水
鲜花盛开
鸿雁南飞
热闹的街市
我们周围熟悉的世界
用电子显微镜观察到的病毒
在人们不能直接看到的世界里，例如：细胞、病毒、分子、原子……目前科学家的研究已深入到了1 0-15m的微观领域。
SARS 病毒
从微观世界到无垠的宇宙，存在着各种各样的物质。它们的组成，引发了我们无限的遐想，激发了一代代科学家孜孜不倦的观察和研究。这绚丽的宇宙万物都是由什么组成的呢?
物质是有什么组成？
古希腊人认为万物是由水、火、土、气四种基本元素组成的，称为“四元素说”。
我们的祖先认为万物由金、木、水、火、土五种基本元素组成，称为“五行说”。
由
于
人
眼
无
法
直
接
观
测
到
物
质
内
部，
所
以
古
人
的
探
索
更
多
是
臆
想
出
来
的
古人的思索…
古希腊——四元素说
水、火、土、气
中国古代——五行说
金、木、水、火、土
如果我们将物质不断地分割，颗粒会越来越小，研究发现，当小到某种程度后，如果再分，物质的性质就会发生改变，就不再是原来的这种物质了。
能保持物质的性质不变的最小颗粒，就是组成该物质的最小微粒，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加德罗第一个把这种最小的颗粒命名为“分子”。
意大利物理学家、化学家。阿伏加德罗出生于意大利都灵，是当地的望族。阿伏伽德罗30岁时，对研究物理产生了浓厚的兴趣。1811年发表了阿伏伽德罗假说，阿伏伽德罗定律。1832年，出版了四大册理论物理学。阿伏伽德罗在化学领域也做出了很多突出的贡献。
阿伏加德罗
分子：能保持物质化学性质不变的最小微粒。
后来，人们又发现分子也有结构，它们是由原子组成的。
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。
DNA生物大分子结构示意图
水分子模型
分子有多小？
分子质量很小
你流的一滴汗里，大约有1×1027个水分子，
分子数目很多：一滴水里含有1.5万亿亿个水分子,如果每人每分钟数100个则需要9000年.
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10-27kg左右。
水分子的直径大约是4×10-10m，1cm3的水中就含有3.34×1022个水分子，一个水分子的质量只有3×10-26kg。
分子这么小，还能不能再分呢？
大约在2400年前，古希腊哲学家德谟克里特就相信一切东西都是微小的粒子组成的。
19世纪初,英国科学家道尔顿证明了原子的存在。
有些物质是由原子组成的。
碳结构示意图
硅表面结构示意图
水滴
氢原子
氧原子
氢原子
有的分子是单原子分子，有的是多原子分子。
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”。
J. J. Thomson
汤姆孙与枣糕模型
获得1906年的诺贝尔物理奖。
电子的发现说明原子是可再分的
原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，电子则镶在球里。
— 枣糕模型
该模型能解释一些现象，但在解释α粒子散射实验时出现了困难。
汤姆孙提出的原子模型
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。
散射实验
原子的中心叫原子核，带正电，占很小体积，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。
原子核有多小？
原子的大小约为10-10 m，
原子核大小则约为10-15 m
将原子比喻为一个标准的足球场，原子核就好比是足球场中的一个小蚂蚁。
原子核还能再分吗？
原子核式结构模型
原子核组成
原子
原子核
质子
中子
电子
20世纪初，科学家相继发现原子核可以释放出质子和中子，原子核是由带正电质子和不带电中子组成的.
20世纪初，人们相继发现了原子核包括质子和中子，质子带正电，中子不带电。由此可知：原子核是由质子与中子组成的。
20世纪60年代，科学家发现质子和中子都是由称为夸克的更小的粒子组成。
微观粒子的空间尺度
20世纪中叶起，人类为了探索微观世界的奥秘，制造了各种类型的粒子加速器。
借助于不断完善的粒子加速器，又发现了μ子、π介子、K介子、∧超子、∑超子及τ子等400余种粒子，这种粒子是比原子核更深一个层次的物质存在形式。
1989年建成的北京正负电子对撞机直线加速器
费米实验室的同步加速器主环，直径达二公里
直线重离子加速器
微观世界
中观世界
宏观世界
人类对自然界的认识永无止境
探索永不停止！
分子由原子构成
从大到小排序：分子，原子，原子核，夸克
注意：所有这些微观粒子用肉眼是看不见的。
可看见的都是物体，如灰尘是物体不是分子。
原子
原子核
电 子
质子
中子
由夸克组成
宇宙由物质构成，物质由分子或原子组成。