新北師大版九年級全一冊初中物理 探索微觀世界的歷程 教學課件

1、第十六章 粒子與宇宙一、探索微觀世界的歷程1、宇宙是由物質組成的，物質是由分子和原子組成的。2、固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的分子組成特點。3、原子的核式結構模型。4、大致了解物質世界從微觀到宏觀的尺度。5、納米科學技術及納米材料的應用和發(fā)展前景。學生活動思維的火花德謨克利特（約公元前460約公元前370）“正像綠墻是由樹干和枝葉組成似的，大自然的萬物都由看不見的微小粒子原子構成。原子不能消失，但也不會無中生有?！钡轮兛死厮季S的火花 走向科學點擊圖片播放視頻思維的火花 走向科學用場離子顯微鏡拍攝的鎢針針尖上的原子圖樣DNA分子結構1811年，意大利科學家阿伏伽德羅進一步指出，物質一般不是直接由原子組成，

2、而是由幾個原子相結合的分子構成的。 一、探索過程1.思維的火花 古希臘學者德謨克里特認為“大自然的萬物都由看不見的微小粒原子構成。原子不能消失，但也不會無中生有?！北M管他的見解缺少科學實驗的基礎，但后來的歷史發(fā)展表明，他的思維閃爍著真理的火花。2.走向科學（1）原子論的確立 人們把物質由原子構成的學說稱為原子論。在17世紀下半葉和18世紀，以玻意耳和道爾頓為代表的科學家復活并確立了原子論。(2)分子論的確立 1811年，意大利科學家阿伏伽德羅指出，無論化合物還是單質,它們一般并不是直接由原子組成的，而是由幾個原子相結合的分子構成的。把物質由分子和原子構成的學說稱為原子一分子論。(3)近代原子一

3、分子論確立的事實:多數(shù)物質可由其他物質通過化學反應合成,這些物質稱為化合物；-些物質不能由其他物質通過化學反應來合成，這些物質稱為單質，也稱為元素；原子是元素保持化學性質不變的不可再分的最小單元，不同元素的原子不同；單質的分子由同種原子構成，化合物的分子由兩種或兩種以上的原子構成。 二、原子結構1.揭開原子的面紗(1)19世紀下半葉，人們發(fā)現(xiàn)了陰極射線。(2)1897年，英國物理學家湯姆孫通過實驗發(fā)現(xiàn)，原來陰極射線是一種帶負電的粒子流，后來人們把這種粒子稱為電子。電子的發(fā)現(xiàn)揭開了原子世界神秘面紗的一角，湯姆孫因此獲得了1906年諾貝爾物理學獎。英國湯姆孫（18561940）電子的發(fā)現(xiàn)，打破了原

4、子不可分的概念，是人類對物質結構認識上的一次飛躍，并掀起了新一輪探索物質微觀結構的熱潮。 2.原子核的發(fā)現(xiàn)(1)散射實驗20世紀初，人們發(fā)展了一種實驗方法:用一些已知的粒子，如電子、a粒子等轟擊很薄的金屬箔，它們與金屬原子會產生相互作用而發(fā)生偏轉。通過觀察這些粒子穿過箔片時的偏轉情況，可以獲得原子內部的信息。這種實驗叫散射實驗。(2)原子核的發(fā)現(xiàn)及核式結構模型1909年到1911年，英國科學家盧瑟福等人無數(shù)次地用高速a粒子流轟擊金箔，發(fā)現(xiàn)原子中帶正電的物質只占很小的體積，但密度很大，幾乎集中了原子的全部質量。后來，人們稱它為原子核。盧瑟福提出的原子核式結構模型指出，原子的中心是原子核，電子在核

5、外繞著原子核高速運動，就像行星繞著太陽運動一樣(如圖所示)。(3)其他粒子的發(fā)現(xiàn)時間人員發(fā)現(xiàn)或提出物質理論1919年至1932年盧瑟福和查德威克發(fā)現(xiàn)質子、中子，確定了原子核就是由質子、中子構成的，如圖所示：1964年蓋爾曼夸克模型：質子、中子、介子、超子等都由三種基礎粒子構成，它們分別為上夸克、下夸克和奇異夸克。質子由兩個上夸克和一個下夸克構成；中子由兩個下夸克和一個上夸克構成1974年丁肇中、里克特發(fā)現(xiàn) 亞粒子，它的存在表明應該還有一種稱為粲夸克的基礎粒子（1）湯姆孫的棗糕模型（2）盧瑟福的有核模型、行星模型3.微觀粒子的空間尺度原子由原子核和核外電子構成，原子核帶正電，電子帶等量的負電，原

6、子核由質子和中子構成，質子帶正電，中子不帶電，質子、中子由夸克組成。1.微觀粒子及其尺度 三、納米科技在物理學中，原子、原子核及其更深層次的客體統(tǒng)稱為微觀粒子，簡稱粒子。微觀粒子的空間尺度如圖所示，從圖中可以看出它們的空間尺度都小于10-9 m2.納米和納米科技(1)納米：10-9 m 是一個長度單位，稱作納米，符號為 nm 。納米這個單位很小，10 個氫原子排列起來的長度約為 1nm，1 nm= 10-9 m。(2)納米科技:納米科技指的是，當人們力圖在納米尺度上了解和控制物質時，所發(fā)現(xiàn)的許多新現(xiàn)象，所發(fā)明的許多新技術。(3)納米科技的發(fā)展及前景納米科技的發(fā)展：今天，納米催化劑大幅度提高了催化作用;用納米顆粒粉體制成的納米材料顯示出比一般材料更為優(yōu)異的性能;納米炸藥也顯示出更大的威力納米科技的前景：展望未來，由于可以通過精確地控制原子或分子來制造產品，生產過程中將不會產生副產品和廢物；利用納米技術，人類還可能在原子和分子尺度上診斷和治愈疾病，甚至修補細胞；人類可以將導線做得更細，開關做得.應用納米技術，必將迎來一場新的技術革命。例：下列事實中,不是近代原子論確立的內容是( )。A.多數(shù)物質可由其他物質通過化學反應合成，這些物質稱為化合物B.一些不能由其他物質通過化學反應來合成的物質稱為元素C.原子是元素保持化學性質不變的不可再分的最小單元，每種元素