第十一章小粒子与大宇宙

4、原子是由 原子核 和 电子 组成，原子核是由 质子和 中子 组成；其中 质子 带正电，中子 不带电
请将下列物理学家与其贡献相对应
阿伏加德罗 道尔顿 汤姆孙 卢瑟福 查德威克
质子 电子 中子 分子 原子
2.1 分子间有空隙吗？
2.2 扩散现象
1、定义：不同的物质在相互接触时，彼此 进入对方的现象
第11章 小粒子与大宇宙
从 无垠的宇宙到 微小的粒子
物质以各种形态展现着
1.1 自然的尺度
宇宙到底有多大呢？人们还在探究、、、
目前，人类能观测到的空间尺度
宏观领域：1026m 微观领域：10-15m
1.2 物质的组成
古希腊人：四元素说 水、火、土、气
中国祖先：五行说 金、木、水、火、土
阿伏加德罗：分子说
分子热运动的基本内容
一、物质是由大量分子组成的 二、一切物质的分子都在不停地做无规则运动 三、分子间同时存在着相互作用的引力和斥力
2.4 物质中的分子状态
作用力幻灯片 11
物质中的分子状态
状态 固体 液体 气体
分子间的 分子的运动情况 作用力
比较强 分子在固定点振动， 不能流动
较弱 分子在一定限度内运 动，能流动
分子
物质是由分子或原子组成的
能保持物质的化学性质不变的最小微粒
现代科技可以使人们观察到分子或原子
放大后硅表面的原子图像 DNA生物大分子结构示意图
氢分子是最小的分子，其尺度相当于一根头发丝 的直径的十万分之一，质量只有10-27kg左右
每个组成生命的基本组元DNA分子都含有几百 万个原子。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。
20世纪60年代，科学家发现质子和中子 都是由被成为夸克的更小的粒子组成。
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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，又发现了子， 介子，介子，超子， 超子及子等400 余种粒子。这些粒子是比原子核更深一个层 次的物质存在形式。
2、说明：（1）分子在不停地做无规则运动 （2）分子之间存在间隙
3、温度越高，分子运动越剧烈。
扩散现象
气体和液体的扩散现象：
热
冷
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
水
水
3、分子之间存在作用力吗？
结论：该实验说明了分子之间存在 引 力。
判断下列现象是什么原因产生的： （1）固体、液体不能被压缩；存在斥力 （2）铁丝很难被拉断；存在引力 （3）物体没有分散成一个个分子；存在引力 （4）分子之间有空隙。存在斥力
卢瑟福和“原子核式结构模型”
原子的核式结构： 原子的中心叫原子核，带正电，体积小，
密度大，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。
大家观察一下，这两幅图有哪些相似的地方？
太阳系的运行图
原子的核式结构图
原 子 核 结 构 示 意 图
20世纪初，科学家在探索物质结构历程中，相继发 现原子核可释放出质子和中子，质子带正电，中子不 带电。由此可知原子核是由质子和中子组成的。
太阳系是四十六亿年前伴随着太阳的形成而 形成的。太阳星云由于自身引力的作用而逐渐凝 聚，渐渐形成了一个由多个天体按一定规律排列 组成的天体系统。至今发现太阳系的成员包括1 颗恒星、9大行星、66颗卫星、约一百万颗小行 星、无数的彗星和星际物质等。
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
1.3 微观粒子
农田龟裂成土块，最 后碎为沙尘，沙尘会继续 分裂吗？沙尘随风飘荡， 会消失得无影无踪吗？
龟 裂 的土 地
分子和原子是世界上最小的颗粒吗？ 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
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。
课堂小结
一、物质的组成：物质是由分子或原子组成的 1、能保持物质的化学性质不变的最小微粒。 2、分子的数量多，体积小。
二、微观粒子
分子
单原子
（带正电） 质子 （带正电） 夸克
原子核 中子 （不带电） 电子 （带负电）
多原子
由意大利 的阿伏伽 德罗命名
由英国的汤 姆孙发现
由英国的道尔 顿证明存在
原子的核式结 构模型是由卢
瑟福提出的
考考你 1、我们周围的空气、树木、动物、水等都是 物质 。 2、我们周围的一切物质都是由 分子 或 原子 组成的 3、19世纪初英国科学家道尔顿证明了 原子 的存在；
1897年英国物理学家汤姆孙发现了 电子 ； 1909 年卢 瑟福在进行α 离子散射实验后，提出 了 原子的核式结构 模型。
更弱 分子能自由地沿各个 方向运动，能流动
物质的特征
有一定的体积和形状
没有确定的形状，但 有一定的体积 没有固定的形状，也 没有确定的体积
课堂小结
一、分子动理论： 1、物质是由分子组成的 2、分子间有空隙 3、一切物体中的分子都在不停地做无规则的运动 4、分子之间既存在引力又存在斥力
二、物质中的分子状态
结论： 物体很难被拉开，说明分子间存在 引力 ；物体很难 被压缩，说明分子间存在 斥力 。分子之间既有引 力又有斥力。
2.3 分子间的相互作用力
物体很难被拉开，说明分子间存在引力， 物体很难被压缩，说明分子间存在斥力
当分子间距离小于10-10 m时——表现为斥力 当分子间距离大于10-10 m时——表现为引力 当分子间距离大于10×10-10 m时——作用力可忽略
状态 固体 液体 气体
分子间的 分子的运动情况 作用力
比较强 分子在固定点振动， 不能流动
较弱
分子在一定限度内运 动，能流动
更弱
分子能自由地沿各个 方向运动，能流动
物质的特征
有一定的体积和形状
没有确定的形状，但 有一定的体积 没有固定的形状，也 没有确定的体积
浩瀚的宇宙是什么样子的？ 我们每天抬头看到的星星、星云是什么样子的？
分 单原子分子 分子由单个原子组成 子 多原子分子 分子由多个原子组成
氢原子
氧原子 水分子模型
19世纪70年代，人们通过对气体放电现象 的研究，发现了阴极射线。
1897年，英国物理学家 J.J.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。
原子的结构模型： 汤姆孙与“枣糕模型”