第十一章小粒子與大宇宙

1、塵土、樹(shù)木、水、火焰、空氣、星辰，我們周圍塵土、樹(shù)木、水、火焰、空氣、星辰，我們周圍的一切，包括有生命的和無(wú)生命的，都是物質(zhì)。的一切，包括有生命的和無(wú)生命的，都是物質(zhì)。從無(wú)限的宇宙到微小的基本粒子，從無(wú)限的宇宙到微小的基本粒子，物質(zhì)以各種各樣的形態(tài)展現(xiàn)著。物質(zhì)以各種各樣的形態(tài)展現(xiàn)著。仰望天空，群星閃爍。宇宙到底有多大呢？人們還在探究。仰望天空，群星閃爍。宇宙到底有多大呢？人們還在探究。在我們的周圍，有潺潺的流水，美麗的鮮花，飛翔在我們的周圍，有潺潺的流水，美麗的鮮花，飛翔的小鳥(niǎo)，嬉鬧的人群。這便是人們熟悉的世界。的小鳥(niǎo)，嬉鬧的人群。這便是人們熟悉的世界。在人們不能直接看到的世界里，同樣奧秘?zé)o窮

2、。在人們不能直接看到的世界里，同樣奧秘?zé)o窮。那里有細(xì)胞、病毒、分子、原子那里有細(xì)胞、病毒、分子、原子目前科學(xué)家目前科學(xué)家的研究已進(jìn)入這樣的微觀世界。的研究已進(jìn)入這樣的微觀世界。自然的尺度自然的尺度1、從微觀世界到無(wú)限的宇、從微觀世界到無(wú)限的宇宙，存在各種各樣的物質(zhì)。宙，存在各種各樣的物質(zhì)?？茖W(xué)家們正在探究著物質(zhì)的科學(xué)家們正在探究著物質(zhì)的奧秘。從本節(jié)課開(kāi)始，我們奧秘。從本節(jié)課開(kāi)始，我們將學(xué)習(xí)小粒子與大宇宙。將學(xué)習(xí)小粒子與大宇宙。第一節(jié)第一節(jié) 走進(jìn)微觀走進(jìn)微觀第十一章第十一章 小粒子與大宇宙小粒子與大宇宙物質(zhì)是由什么組成？物質(zhì)是由什么組成？古希臘人認(rèn)為宇宙萬(wàn)物有古希臘人認(rèn)為宇宙萬(wàn)物有水、火、土、氣

3、水、火、土、氣組成，稱組成，稱為為“四元素說(shuō)四元素說(shuō)”我們的祖先認(rèn)為宇宙萬(wàn)我們的祖先認(rèn)為宇宙萬(wàn)物有物有金、木、水、火、金、木、水、火、土土組成，稱為組成，稱為“五行說(shuō)五行說(shuō)”后來(lái)，人們認(rèn)識(shí)到若物質(zhì)無(wú)限的分下去，所得顆后來(lái)，人們認(rèn)識(shí)到若物質(zhì)無(wú)限的分下去，所得顆粒愈來(lái)愈小，小到這種顆粒能保持化學(xué)性質(zhì)不變粒愈來(lái)愈小，小到這種顆粒能保持化學(xué)性質(zhì)不變?yōu)橹?，通常所說(shuō)的物質(zhì)就是由這種顆粒構(gòu)成的。為止，通常所說(shuō)的物質(zhì)就是由這種顆粒構(gòu)成的。1811年，意大利物理學(xué)家年，意大利物理學(xué)家阿伏加德羅阿伏加德羅第一個(gè)把這第一個(gè)把這種顆粒命名為種顆粒命名為“分子分子”現(xiàn)在，人們認(rèn)為物質(zhì)是由分子或原現(xiàn)在，人們認(rèn)為物質(zhì)是由分

4、子或原子組成的，現(xiàn)代科技可以使人們觀子組成的，現(xiàn)代科技可以使人們觀察到構(gòu)成物質(zhì)的分子或原子。察到構(gòu)成物質(zhì)的分子或原子。放大后的硅表放大后的硅表面的原子圖像面的原子圖像DNA生生物大分物大分子結(jié)構(gòu)子結(jié)構(gòu)示意圖示意圖干旱的田龜裂為土干旱的田龜裂為土塊，土塊可碎成細(xì)塊，土塊可碎成細(xì)泥，細(xì)泥又碎為沙泥，細(xì)泥又碎為沙塵，沙塵還能繼續(xù)塵，沙塵還能繼續(xù)分裂嗎？沙塵隨風(fēng)分裂嗎？沙塵隨風(fēng)飄蕩？會(huì)消失得無(wú)飄蕩？會(huì)消失得無(wú)影無(wú)蹤嗎？影無(wú)蹤嗎？平時(shí)我們應(yīng)多植樹(shù)造林，平時(shí)我們應(yīng)多植樹(shù)造林，保護(hù)生態(tài)平衡，避免出保護(hù)生態(tài)平衡，避免出現(xiàn)沙塵暴這些現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)沙塵暴這些現(xiàn)象的發(fā)生。生。分子有多??？分子有多小？氫分子是最小的分子，

5、其尺度相當(dāng)于一根頭發(fā)絲氫分子是最小的分子，其尺度相當(dāng)于一根頭發(fā)絲的直徑的十萬(wàn)分之一，質(zhì)量只有的直徑的十萬(wàn)分之一，質(zhì)量只有10-27kg左右。左右。水的分子的直徑大約是水的分子的直徑大約是410-10m，1cm3的的水中就會(huì)有水中就會(huì)有3.341022個(gè)水分子，一個(gè)水分個(gè)水分子，一個(gè)水分子的質(zhì)量只有子的質(zhì)量只有310-26kg。各種分子的直徑都只有幾萬(wàn)分之一個(gè)納各種分子的直徑都只有幾萬(wàn)分之一個(gè)納米左右，據(jù)估計(jì)一只螞蟻一口水就吞下米左右，據(jù)估計(jì)一只螞蟻一口水就吞下21010個(gè)水分子，個(gè)水分子，10萬(wàn)個(gè)氧分子依次排萬(wàn)個(gè)氧分子依次排列起來(lái)，總長(zhǎng)僅列起來(lái)，總長(zhǎng)僅0.03mm。分子是組成物質(zhì)的最小微粒嗎？

6、分子是組成物質(zhì)的最小微粒嗎？還可以分割嗎？還可以分割嗎？分子不是組成物質(zhì)的最小微粒分子不是組成物質(zhì)的最小微粒,還可以再分還可以再分割割,19世紀(jì)初世紀(jì)初,英國(guó)科學(xué)家英國(guó)科學(xué)家道爾頓道爾頓證明了證明了原子原子的存在的存在,有的分子由單個(gè)原子組成有的分子由單個(gè)原子組成,叫做叫做“單單原子分子原子分子”；絕大多數(shù)分子由多個(gè)原子組成；絕大多數(shù)分子由多個(gè)原子組成,叫叫“多原子分子多原子分子”。20世紀(jì)中葉，人類為世紀(jì)中葉，人類為了探索微觀世界的奧了探索微觀世界的奧秘，制造了各種類型秘，制造了各種類型的離子加速器。借助的離子加速器。借助不斷完善的離子加速不斷完善的離子加速器，還發(fā)現(xiàn)了哪些離器，還發(fā)現(xiàn)了哪些

7、離子？子？子、子、介子、介子、 介子、介子、超子、超子、超子、超子、 子等子等這些離子這些離子400余粒是比原子核更深一個(gè)層次的物質(zhì)存余粒是比原子核更深一個(gè)層次的物質(zhì)存在形式。人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)永無(wú)止境，探索永不停在形式。人類對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)永無(wú)止境，探索永不停止，微觀世界的神秘面紗，還有待于同學(xué)們?nèi)ソ议_(kāi)。止，微觀世界的神秘面紗，還有待于同學(xué)們?nèi)ソ议_(kāi)?？伎寄憧伎寄?、我們周圍的空氣、鮮花、樹(shù)木、動(dòng)物、水和石頭等都、我們周圍的空氣、鮮花、樹(shù)木、動(dòng)物、水和石頭等都是是 。2、我們周圍的一切物質(zhì)都是由、我們周圍的一切物質(zhì)都是由 或或 組成的。組成的。3、19世紀(jì)初英國(guó)科學(xué)家道爾頓證明了世紀(jì)初英國(guó)科學(xué)家

8、道爾頓證明了 的存在；的存在；1897年英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了年英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了 ；1909年盧瑟福年盧瑟福在進(jìn)行在進(jìn)行離子散射實(shí)驗(yàn)后，提出了離子散射實(shí)驗(yàn)后，提出了 模型。模型。4、原子是由、原子是由 和和 組成，原子核是由組成，原子核是由 和和 組成；其中組成；其中 帶正電，帶正電， 不帶電。不帶電。 物質(zhì)物質(zhì)分子分子原子原子原子原子電子電子原子的核式結(jié)構(gòu)原子的核式結(jié)構(gòu)原子核原子核電子電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子質(zhì)子質(zhì)子中子中子5、下列選項(xiàng)中，由同種分子或原子組成的是（、下列選項(xiàng)中，由同種分子或原子組成的是（ ）A、黃金、空氣、水、黃金、空氣、水 B、黃金、鐵、銅、黃金、鐵、銅 C、水、酒

9、精、油、水、酒精、油 D、冰、水、水蒸氣、冰、水、水蒸氣6、阿伏加德羅發(fā)現(xiàn)、阿伏加德羅發(fā)現(xiàn)18g的水含有的水含有6.021022個(gè)水分子，由個(gè)水分子，由此我們可以知道每個(gè)水分子的質(zhì)量是多少？每個(gè)水分子的此我們可以知道每個(gè)水分子的質(zhì)量是多少？每個(gè)水分子的體積是多少？體積是多少？D答案：答案：2.9910-23g答案：答案：2.9910-23cm3我們知道物質(zhì)是我們知道物質(zhì)是由大量分子構(gòu)成由大量分子構(gòu)成的，你還想知道的，你還想知道什么？什么？物質(zhì)的分物質(zhì)的分子是如何子是如何排列的？排列的？分子是否分子是否運(yùn)動(dòng)？運(yùn)動(dòng)？分子之間是否分子之間是否有力的作用？有力的作用？第二節(jié)第二節(jié) 看不見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)看不見(jiàn)的

10、運(yùn)動(dòng)你們的猜想你們的猜想是什么？是什么？固體、液體的分子可能是固體、液體的分子可能是一個(gè)挨一個(gè)的擠在一起，一個(gè)挨一個(gè)的擠在一起，氣體分子之間有間隙。氣體分子之間有間隙。固體的分子可能是靜止不動(dòng)的，而液體和固體的分子可能是靜止不動(dòng)的，而液體和氣體具有流動(dòng)性，它們的分子可能是運(yùn)動(dòng)氣體具有流動(dòng)性，它們的分子可能是運(yùn)動(dòng)的的。分子之間有引力的作用，要分子之間有引力的作用，要不然就不會(huì)構(gòu)成物質(zhì)。不然就不會(huì)構(gòu)成物質(zhì)。分子很小，也很輕，肉眼是看不見(jiàn)的，分子有間隙嗎？分子很小，也很輕，肉眼是看不見(jiàn)的，分子有間隙嗎？ 雖然肉眼不能直接看到物質(zhì)內(nèi)的分子，但上述實(shí)驗(yàn)雖然肉眼不能直接看到物質(zhì)內(nèi)的分子，但上述實(shí)驗(yàn)表明：分

11、子之間確實(shí)存在著表明：分子之間確實(shí)存在著 間隙間隙當(dāng)水與酒精混合時(shí)，總體積就比預(yù)計(jì)的要當(dāng)水與酒精混合時(shí)，總體積就比預(yù)計(jì)的要 。 小小將機(jī)油裝入一個(gè)壁將機(jī)油裝入一個(gè)壁很厚相當(dāng)堅(jiān)固的鋼很厚相當(dāng)堅(jiān)固的鋼筒中，然后加上筒中，然后加上2萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的萬(wàn)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的高壓。高壓。結(jié)果鋼筒結(jié)果鋼筒“流淚流淚”了，也就是說(shuō)機(jī)了，也就是說(shuō)機(jī)油從鋼筒里滲透油從鋼筒里滲透出來(lái)。說(shuō)明固體出來(lái)。說(shuō)明固體分子間也存在間分子間也存在間隙。隙。分子之間有分子之間有間隙間隙分子是運(yùn)動(dòng)還是靜止的？分子是運(yùn)動(dòng)還是靜止的？一切物體的分一切物體的分子都在不停地子都在不停地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)動(dòng) 不同的物質(zhì)在互相接觸時(shí)，不同的物

12、質(zhì)在互相接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，叫做彼此進(jìn)入對(duì)方的現(xiàn)象，叫做擴(kuò)散擴(kuò)散。 擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明：擴(kuò)散現(xiàn)象說(shuō)明：分子間存在間隙。分子間存在間隙。分子都在永不停息地作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。分子都在永不停息地作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。 以上現(xiàn)象說(shuō)明：物體的分子之間存在以上現(xiàn)象說(shuō)明：物體的分子之間存在 。（填（填“引力引力”或或“斥力斥力”）實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)：(1)(1)用力拉繩子，繩子不易被拉斷用力拉繩子，繩子不易被拉斷 (2)(2)將兩個(gè)鉛柱的底面削平、削干凈，然后緊緊地將兩個(gè)鉛柱的底面削平、削干凈，然后緊緊地壓在一起，兩塊壓在一起，兩塊鉛鉛就會(huì)結(jié)合起來(lái)，甚至下面吊一個(gè)重物就會(huì)結(jié)合起來(lái)，甚至下面吊一個(gè)重物都不能把它們拉開(kāi)都不能把它

13、們拉開(kāi) 分子間的引力使得固體和液體能保持一定分子間的引力使得固體和液體能保持一定的體積，使它們里面的分子不致散開(kāi)的體積，使它們里面的分子不致散開(kāi)引力引力(3)(3)補(bǔ)車胎時(shí)，修車師傅銼好胎和補(bǔ)丁后分別涂上補(bǔ)車胎時(shí)，修車師傅銼好胎和補(bǔ)丁后分別涂上膠，待膠將干時(shí)用力將補(bǔ)丁打擊擠壓在胎上，補(bǔ)丁和胎膠，待膠將干時(shí)用力將補(bǔ)丁打擊擠壓在胎上，補(bǔ)丁和胎就緊緊粘合在一起就緊緊粘合在一起 實(shí)驗(yàn)：利用針筒抽取半筒水，用食指按住針實(shí)驗(yàn)：利用針筒抽取半筒水，用食指按住針筒嘴，然后用力推入活塞，看看能否將水壓縮。筒嘴，然后用力推入活塞，看看能否將水壓縮。水水 （填（填“容易容易”或或“不容易不容易”）被壓）被壓縮。縮。

14、 上述試驗(yàn)說(shuō)明分子之間存在上述試驗(yàn)說(shuō)明分子之間存在 力的作用。力的作用。不容易不容易斥斥物體很難被拉伸，說(shuō)明分子間存在物體很難被拉伸，說(shuō)明分子間存在 ；物體很難被壓縮，說(shuō)明分子間存在物體很難被壓縮，說(shuō)明分子間存在 。（填（填“引力或引力或”斥力斥力”）引力引力斥力斥力分子間存在引力和分子間存在引力和斥力斥力物質(zhì)中的分子狀態(tài)物質(zhì)中的分子狀態(tài)狀狀態(tài)態(tài) 特征特征 分子間分子間距距 分子間作用分子間作用力力 固固態(tài)態(tài) 液液態(tài)態(tài) 氣氣態(tài)態(tài) 具有一定的體積和形具有一定的體積和形狀狀沒(méi)有確定的形狀，具沒(méi)有確定的形狀，具有流動(dòng)性有流動(dòng)性具有很強(qiáng)的流動(dòng)性具有很強(qiáng)的流動(dòng)性很小很小較小較小很大很大很大很大較大較大很

15、小很小閱讀課本并完成下面表格：四、固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的微觀模型和宏觀特征四、固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的微觀模型和宏觀特征分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)1、一切物質(zhì)都是由大量分子組成的2、一切物質(zhì)的分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)。3、分子間同時(shí)存在相互作用的引力和斥力分子動(dòng)理論的基本觀點(diǎn)1、“八月桂花香八月桂花香”，很遠(yuǎn)就能聞到桂花的芳香，這是一，很遠(yuǎn)就能聞到桂花的芳香，這是一種擴(kuò)散現(xiàn)象；它說(shuō)種擴(kuò)散現(xiàn)象；它說(shuō)明明 ；一根鐵棒很難；一根鐵棒很難被壓縮是因?yàn)榉肿娱g存在被壓縮是因?yàn)榉肿娱g存在 ；膠水能把兩張紙粘在；膠水能把兩張紙粘在一起，這是由于分子間存在一起，這是由于分子間存在 。2、下列、下列 現(xiàn)象中，能說(shuō)明物體的分子

16、在不停地運(yùn)現(xiàn)象中，能說(shuō)明物體的分子在不停地運(yùn)動(dòng)的是動(dòng)的是 （ ）A、臟水中有許多小蟲(chóng)在亂動(dòng)，毫無(wú)規(guī)律、臟水中有許多小蟲(chóng)在亂動(dòng)，毫無(wú)規(guī)律 B、衣箱里放樟腦丸，過(guò)些日子衣服上也有了樟腦味、衣箱里放樟腦丸，過(guò)些日子衣服上也有了樟腦味 C、教室里大掃除時(shí)，灰塵滿屋飛揚(yáng)、教室里大掃除時(shí)，灰塵滿屋飛揚(yáng) D、洗過(guò)的濕衣服，過(guò)些日子變干了、洗過(guò)的濕衣服，過(guò)些日子變干了分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)分子在永不停息地做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)斥力斥力引力引力B3、下列現(xiàn)象說(shuō)明分子間有斥力作用的是、下列現(xiàn)象說(shuō)明分子間有斥力作用的是 （ ）A、煤堆在墻角時(shí)間長(zhǎng)了，墻內(nèi)部變黑了、煤堆在墻角時(shí)間長(zhǎng)了，墻內(nèi)部變黑了 B、打開(kāi)醋瓶后，很

17、快嗅到醋味、打開(kāi)醋瓶后，很快嗅到醋味 C、有手壓面包，面包體積變小了、有手壓面包，面包體積變小了 D、封閉在容器中的液體很難被壓縮、封閉在容器中的液體很難被壓縮4、將兩塊光滑的干玻璃放在一起，很容易把它們分開(kāi)，、將兩塊光滑的干玻璃放在一起，很容易把它們分開(kāi)，但是如果在玻璃上灑些水后再將它們放在一起，就很難把但是如果在玻璃上灑些水后再將它們放在一起，就很難把它們分開(kāi)。這一現(xiàn)象說(shuō)明它們分開(kāi)。這一現(xiàn)象說(shuō)明 （ ）A、固體分子間沒(méi)有作用力，而液體分子間有作用力、固體分子間沒(méi)有作用力，而液體分子間有作用力 B、同種分子沒(méi)有作用力，而異種分子間有作用力、同種分子沒(méi)有作用力，而異種分子間有作用力 C、任何分

18、子間均有作用力，距離越小，作用力越大、任何分子間均有作用力，距離越小，作用力越大 D、水具有黏性，分子間是否具有作用力與此無(wú)關(guān)、水具有黏性，分子間是否具有作用力與此無(wú)關(guān)DC5、吸煙有害健康，國(guó)際衛(wèi)生組織規(guī)定了、吸煙有害健康，國(guó)際衛(wèi)生組織規(guī)定了“世界戒煙日世界戒煙日”，無(wú)煙場(chǎng)所的標(biāo)志也處處可見(jiàn)。因?yàn)樵诠矆?chǎng)所一個(gè)人抽煙，無(wú)煙場(chǎng)所的標(biāo)志也處處可見(jiàn)。因?yàn)樵诠矆?chǎng)所一個(gè)人抽煙，其他人也會(huì)其他人也會(huì)“被動(dòng)抽煙被動(dòng)抽煙”，試用分子動(dòng)理論解釋導(dǎo)致這種，試用分子動(dòng)理論解釋導(dǎo)致這種結(jié)果的原因。結(jié)果的原因。6、在建材市場(chǎng)上有一種用鋸末壓制成的板壯或塊壯的材、在建材市場(chǎng)上有一種用鋸末壓制成的板壯或塊壯的材料，它是在

19、劇末中加黏劑，使劇末和黏劑分子間距離接近料，它是在劇末中加黏劑，使劇末和黏劑分子間距離接近相互吸引的范圍，再加以壓制而成，這種制造方式利用了相互吸引的范圍，再加以壓制而成，這種制造方式利用了分子動(dòng)理論的哪個(gè)觀點(diǎn)？分子動(dòng)理論的哪個(gè)觀點(diǎn)？答：氣體分子是在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，答：氣體分子是在永不停息地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)， 它能到達(dá)它所能到達(dá)的空間。它能到達(dá)它所能到達(dá)的空間。答：利用了不同物質(zhì)的分子間答：利用了不同物質(zhì)的分子間 也有相互作用力。也有相互作用力。形成于7000年前的古代中國(guó)星象觀念公元90年168年 14731543太陽(yáng)能談一談能談一談今天今天的你的你對(duì)宇宙的對(duì)宇宙的了解嗎？了解嗎？我們生

20、活的地球我們生活的地球我我們們的的鄰鄰居居- -月月球球月亮圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)月亮圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)地球等八大行星圍地球等八大行星圍繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，恒星也在運(yùn)動(dòng)。恒星也在運(yùn)動(dòng)。太陽(yáng)系的最大范圍約可延伸到一光年以外太陽(yáng)系的最大范圍約可延伸到一光年以外.7-動(dòng)畫-02太陽(yáng)-地球-月球.swf 1 1光年光年(l.y.)(l.y.)表示表示 ，它是它是_單位單位光在一年中行進(jìn)的路程光在一年中行進(jìn)的路程長(zhǎng)度長(zhǎng)度這張混合圖顯示了太陽(yáng)和其余這張混合圖顯示了太陽(yáng)和其余5個(gè)最大的行星個(gè)最大的行星的比例關(guān)系。（地球就是其中最小的星球。）的比例關(guān)系。（地球就是其中最小的星球。） 射電望遠(yuǎn)鏡射電望遠(yuǎn)鏡銀河系全景銀河系全景群星和彌漫物質(zhì)群星和彌漫物質(zhì)集合成一個(gè)龐大的天體系統(tǒng)集合成一個(gè)龐大的天體系統(tǒng)太陽(yáng)是銀河系中數(shù)以太陽(yáng)是銀河系中數(shù)以千億千億計(jì)恒星計(jì)恒星中的一顆