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第十一章 小粒子与大宇宙
第一节 走 进 微 观
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1.知道宇宙是由物质组成的,物质是由分子和原
子组成的
2.初步了解原子的核式模型
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
4.大致了解人类对物质世界的探索经历了漫长的
过程,并认识到将不断深入探索
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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。
仰望天空,群星闪烁。宇宙到底有多大呢?人们还在探究。
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。
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。
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从微观世界到无限的宇宙,存在各
种各样的物质。科学家们正在探究
着物质的奥秘。
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物质是由什么组成的?
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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后来,人们认识到若将物质无限地分下去,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
理学家阿伏加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。
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放大后的硅表面
的原子图像
DNA生物
大分子结
构示意图
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干旱的田地龟裂为土
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?
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平时我们应多植树造林,保
护生态平衡,避免沙尘暴这
种现象的发生。
分子有多小?
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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。
各种分子的直径只有几万分之一纳米左右,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。
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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”。
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汤姆孙与枣糕模型
枣糕模型
原子核式结构模型
卢瑟福与原子核式结
构模型
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物质的微观层次图
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20世纪中叶,人类为了探索
微观世界的奥秘,制造了各
种类型的加速器。借助不断
完善的粒子加速器,还发现
了哪些粒子?
μ子、介子、к介子、
Λ超子、Σ超子、子等
这400余种粒子是比原子核更深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。
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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 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孙发现了__________;1911年卢
瑟福在进行α离子散射实验后,提出了______________模型。
物质
分子 原子
原子
电子
原子的核式结构
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4.原子是由_________和________组成的,原子核是由
_______和_____组成的;其中______带正电,______不
带电。
原子核 电子
质子 中子 质子 中子
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
D
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6.阿伏加德罗发现18g的水含有6.02×1023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?
答案:2.99×10-23g 2.99×10-23cm3
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原子 原子核
核外电子
质子
中子
2上夸克
1下夸克
1上夸克
2下夸克
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在世界上我们只活一次,所以应该爱惜光
阴。必须过真实的生活,过有价值的生活。
——巴甫洛夫