宇观世界宏观世界微观世界
1、 宇观世界、宏观世界、微观世界
1、宇观世界、宏观世界、微观世界当今的理论物理学并不缺乏坚深的数学演绎，缺乏的只是理论发展所需要的活力：新视角、新概念、新思想和深刻的洞察力。
新的科学体系的诞生无不是在固有体系的基础上，根据当时所了解的知识，理想化出一系列基本理论，并在这些基本理论基础上发展出来整个体系。
但没有人能保证这些基本理论始终有效。
当我们学习这些科学体系时，对权威的崇拜，对这些科学体系魅力的迷恋，对整个科学体系坍塌的恐惧使得我们的自由意志与既有结论或权威对立时，我们的第一个反应就是逃避。
而作为科学基本的态度和精神的怀疑与批判，则早已被我们置之于脑后。
逐渐地，我们就把这些基本理论看成神圣不可侵犯的"公理"，即使它们已经不合时宜。
在二十一世纪物理学将在三个方向上继续向前发展（1）在微观方向上深入下去；（2）在宏观方向上拓展开去；（3）深入探索各层次间的联系，进一步发展非线性科学。
吴水清先生认为：“在科学研究的路上，我们要以实验为根据，以数学位工具，以实用为目标，以理论为基础，进行开拓和创新。
”李政道教授讲：“地球村人面临第三次物理学革命的挑战。
”【1】宇观世界：指宇宙学和天文学研究的范围。
长度单位使用天文学单位1.496×1011m（等于地球到太阳的距离）或大尺度单位9.5×1015m（即光年）;宏观世界：指现实生活涉及到的经验世界。
长度主单位使用m，大单位用km，小单位用mm；经典物理学就是适用于这一领域的、添加了许多假设和近似的、非常实用的理论；微观世界：指跟非牛顿范式物理学所研究的热、光、电磁现象相关的，辐射能ε从粒子中放出、在空间中传播、或被粒子吸收的整个系统。
长度单位使用纳米10-9m或者埃10-10m。
宏观描述只描述宏观物质体而不追究其内部的微观结构或超微观结构。
微观描述到分子，原子止。
超微观描述则到原子以下范围内。
宇观只是一般意义下的宏观的扩展，本质还是宏观。
所以物质的空间范围应分为：宏观，微观，超微观三大领域。
第四篇微观与宇观世界
第四篇微观与宇观世界通常情况下，线度大于10^-的物质被称作宏观物质。
在宏观世界中，物理现象可以通过经典物理学来解释。
而线度小于10^-的粒子，如分子、原子和原子核等，则被称为微观粒子。
另一方面，线度大于星系的物质可以被称为超宏观或宇观物质。
尽管微观和宇观世界与我们所生活的宏观世界一样丰富多彩，但它们之间的规律性却存在着很大的差异。
20世纪物理学在这两个领域的突破性进展极大地拓宽了人们的视野，提升了人类对自然的认识和利用能力。
本篇中你将初步了解微观和宇观世界中客观物质的某些特性，了解人类对它们的探索历程。
第十二章物质的微观结构导学在本章中，你将学到：●原子的结构式怎样的？●如何探测物质的放射性？●原子核由什么组成？●怎样获得核能？怎样和平利用核能？天然放射性现象的发现，开创了人类探索微观世界的新时代。
利用放射性，可以确定生物体遗骸的年代，这种方法称为放射性鉴年法。
图12-1所示的这块琥珀中的小昆虫，用放射性鉴年法测出它大约生存在5000年前。
为了深入研究物质的微观构造，科学家们设法“撞开”了原子核，经过长期的努力，不仅揭示出原子核内部的奥秘，还发现了新的能量形式——核能。
核能是一种存在于原子核内部的能量。
核电站是利用核能转换为电能的发电厂。
我国自主设计和建造的第一座核电站——秦山核电站(如图12-2所示),总装机容量高达2.9×10^6kW。
秦山核电基地的建设，结束了我国有核无电的历史，并成为我国和平利用核能的典范。
图 12-1图 12-2第十二章A 原子的核式结构人类生活在丰富多彩的物质世界中，享受着大自然的“恩宠”。
同时，人们也在不断地探索：物质究竟是由什么组成的？它的微观结构又是怎样的？在很早以前，人们就开始形成物质是由分子构成的观念：分子是由原子组成的。
希腊文中，“原子”一词意味着“不可分割”。
然而，无论是在古代还是现代，都有人持有相反的观点，他们认为物质是无限可分的。
1897年，英国物理学家汤姆孙(J.J.Thomson)发现了电子，进一步证实了原子并非构成物质的最小单位，它具有内部结构大家谈将如图12-3所示的阴极射线管接通高压直流电源，可以看到管内阴极发射出一束射线，使涂有荧光物质的白色底板上出现一条亮迹。
宏观世界和微观世界之间的联系
宏观世界和微观世界之间的联系在我们的日常生活中，宏观世界和微观世界之间的联系是不可
避免的。
宏观世界指的是我们所看到的和感知到的现实世界，而
微观世界则是由微观粒子组成的小世界。
它们之间的联系是怎样
的呢？
首先，宏观世界是由微观粒子组成的。
我们所看到的各种物质，比如桌子、椅子、空气、水等，都是由原子和分子组成的。
因此，无论是我们身边的物品还是大自然中的各种现象，都可以追溯到
微观领域的物理规律。
比如，空气中的氧气和氮气分子碰撞才能
产生气压，地球上的重力也是由微观粒子的引力作用所引起的。
其次，微观粒子也可以影响宏观世界。
量子力学的发展告诉我们，微观领域中的粒子和波动行为常常具有非常奇特的特性，比
如叠加态、纠缠态等等。
这些特性在物理学中被广泛应用，比如
在电子显微镜中观察微观领域中的结构，或是在量子计算机中进
行复杂的计算。
除此之外，生命科学也是微观世界和宏观世界之间联系的一个
重要领域。
我们身体内的细胞、分子和基因也都是由微观粒子组
成的，它们的相互作用和调控形成了我们的生命特征。
比如，癌
症是因为细胞遭受破坏或者突变导致不再遵循正常的生长和分裂
规律，这种突变也是在微观领域内发生的。
总的来说，宏观世界和微观世界之间的联系是多种多样的、非
常复杂的。
微观粒子的性质和相互作用对宏观世界的物理性质和
化学性质有着决定性的影响。
同时，宏观世界的各种现象也在不
断地推动着微观领域的研究和发展。
这个联系是一个互动的过程，让我们更加深刻地理解了自然界的奥秘。
人类科学发展史及当代科学前沿
高中部 李树斌
2011年4月
人类科学发展史及当代科学前沿
人类对我们这个生活着的世界的认 识，经过了漫长探索，从原始的臆测 到当今实证科学，人类对世界的认识 已达到相当的高度，无论是微观还是 宏观、宇观世界，人类已积累丰富知 识，让我们来概览一下这个知识海洋 吧！
人类科学发展史及当代科学前沿
人类科学发展史及当代科学前沿
3.微观结构理论
（1）原子理论 10—8cm米 量子力学 相对论量子力学 （2）核物理学 10—13cm量子力学 核力——量子色动力学 （3）基本粒子物理学 量子电动力学 量子场论 量子弱点理论 夸克模型 层子模型 规范场理论 (4) 弦论、膜理论（M-理论） 普朗克尺度 弦理论基本要点
人类科学发展史及当代科学前沿
二、物理力学
1.伽利略 2.牛顿力学 热力学及统计力学 电动力学 3.相对论（狭义、广义理论） 4.微观理论 量子力学 量子电动力学 量子色动力学 量子场论 规范场论 超弦理论 M-理论
人类科学发展史及当代科学前沿
三பைடு நூலகம்宇观世界
天文学、宇宙学 1.古代 浑天说 起源说——盘古说 2.观测天文学 中国 三垣（紫薇 、太薇、天市） 四象、二十八星宿 、黄道、 白道 西方 88—星座 近代——太阳系、恒星、行星 彗星 星图 3.物理天文学 万有引力定律、恒星发光 、黑洞（中子星，白洞，虫洞） 4.宇宙学 古代、牛顿宇宙学、相对论宇宙学、大爆炸理论、多世界理论 （平行世界） 2010年天文十大发现 5、外星生命 生命起源 地球说、外星说
四、实证科学
实验、科学原则、 迷信
人类科学发展史及当代科学前沿
原始宗教、三大宗教、邪教
一、微观世界 二、物理力学 三、宇观世界
《哲学与人生》期中考试卷含答案)
《哲学与人生》期中考试卷（开卷）答题卷班级学号姓名得分一、二、填空题（30分）1、2、如果说宗教是关于人的死的观念，是讲生前如何痛苦、死后如何升天堂的，那么，哲学就是关于人的生的智慧，是教人如何生活，如何生得有价值和意义的。
2、哲学关注着人的生存方式和发展规律，关注着人生的价值和意义。
3、在空间尺度上，现代科学将整个世界划分为微观世界、宏观世界、宇观世界。
4、事物具有多样化的存在形态：从微观世界的基本粒子到宇观世界的星云系团，从无生命的物质形态到有生命的生物形态，从自然界到人类社会。
5、世界的统一性就在于它的物质性，意识是对客观存在的反映。
6、人生道路的选择，人生境界的高低决定于对客观实际的理解和把握。
7、一切从实际出发，既包括客观实际，也包括人自身条件的实际。
8、尊重客观规律与发挥自觉能动性是辩证的统一。
在实际生活中，要反对两种错误倾向，即宿命论和唯意志论。
9、在人际交往中，一个重要的方面就是要充分尊重他人和理解他人。
在具体的交往实践中，就要遵守交往原则。
10、心态是以情感为主要形式的价值取向。
就这种取向的方向说，一是对待他人和事物的态度，是积极的、肯定的，还是消极的、否定的。
二是内心的体验，是快乐的、幸福的，还是无所谓的、麻木或嫉妒的。
11、实践具有三种基本形式，即物质生产活动、改造社会关系的活动和科学实验活动。
三、四、判断题（10分）（√）1、在我国古代，启蒙教育和哲学教育几乎是同步的。
（√）2、人们通常所具有的世界观是自发的，而不是自觉地。
（√）3、哲学的主题是人。
（×）4、意识是物质世界在人脑中的客观映像。
（×）5、静止的绝对性和运动的相对性是物质运动的两个属性。
（×）6、自然规律是客观的，历史规律是主观的。
（√）7、说一个人不需要实践，不需要学习就可以把自我的潜能发掘出来，这是唯心主义的天才论。
（×）8、“福兮祸所伏，祸兮福所倚”说明矛盾的对立性。
八年级上册物理教科版第一章教案
八年级上册物理教科版第一章教课设计八年级上册物理教科版第一章教课设计：第一章第一节走进物理世界大门一、教课目的要求1.知道基础物原因力学、热学、声学、光学、电学等。
初步认识物质世界有宏观、微观、宇观三个层次。
2.经历阅读、思虑、议论，并着手做一系列简略的实验过程，初步领会学习物理与其余学科的不一样方法。
3.对物质世界产生神奇感，对物理学产生浓重的兴趣和研究的欲望，初步认识“没有物理学就没有现代文明”的道理。
二、重点与难点本节重点是让学生认识物理学的三大社会功能。
难点是使学生领会到物理学在素质教育中的特别性。
三、教课过程1.情形创建让学生自己阅读课文 .2. 议论沟通与实验设计教师再环绕什么是物理学，物理学的研究对象是什么这些问题，宽泛应用生活中的器械睁开实验 :(1) 要求每个学生用纸片和橡皮做落体运动实验。
(2)学生用双手摩擦，或用手往返与铅笔摩擦，感觉机械能变为热能的过程。
(3) 摩擦带电实验。
(4)利用教室中的电器，演示电的现象等。
经过上述身旁实验，引出物理学中力、热、声、光、电的不一样内容。
并为引出物理学宽泛研究领域作准备。
3.介绍宇观世界、微观世界及其基本观察方法联合教材中的教材上图1-1-1 、图 1-1-2 、图 1-1-3 及图 1-1-4进行介绍，主要着眼于说明物理学的研究范围: 力学、热学、电磁学、光学、原子学。
说明 : 宇观世界的观察需要望远镜与探测器，而微观世界的观察与研究使用各样显微镜、粒子加快器即可。
教师也能够针对哈勃太空望远镜、“勇气号”火星探测器等一些较为奇特的内容略作睁开。
4.用图片、资料、多媒体，联系学生身旁的事实以及家居生活的现代化设施，让学生说说对“物理学是改变世界的科学”这一论断的初步认识。
5.介绍一些科学家的事迹6.作业:1.回家与爸爸妈妈一同看物理书，议论什么是物理学 ?议论发生在家里的物理现象和物理学对社会进步的主要作用。
2.写一篇对物理学的初步认识的小论文。
.基础自然科学
四种相互作用的“超统一理论”仍然是当 前理论物理学中的前沿课题之一。
基本作用力的统一
电磁力 ————电弱统一理论 弱 力 ——---大统一理论 强力 ——超统一理论 引力
二、宏观世界的若干新探索
（一） 得天独厚的地球 1、幸运之星 —— 地球
（1）地球在空间上的条件
（2）地球形成在时间上的条件
（3）地球自身的条件
1912年，勒维特发现“周光关系”。
1924年，哈勃发现远在银河系之外 的仙女座大星云中的造父变星。
1924 年 ， 美 国的Ｅ.Ｐ．哈 勃利用造父变 星的周光关系 原理，测定出 仙女座大星云 距离银河系为 220万光年，肯 定了数量众多 的河外星系的 存在。
（二）宇观世界的结构
星系
（星系群）
星系团
对层子或夸克的认识
1949 年 ， 美 国 的 E．费米和杨振宁提出： 基本粒子不是“点粒 子”。1964年，美国的 Ｍ．盖尔曼提出三种夸 克（Quark）与三种反 夸克为基础的“夸克模 型”。目前，公认的层 上夸克、下夸克、顶夸 子（夸克）空间尺度的 克、底夸克、奇夸克、 -16厘米。 上限为 10 粲夸克，每种又分红、 绿、蓝三种色。
第三章 基础自然科学的主要成果 一．微观世界的若干新探索
1 .微观物质层次的探索不断深入
原子 —— 原子核 —— 基本粒子 —— 夸克
微观物质结构层次
对原子的认识
从1897年汤姆逊 确认电子的存在， 到1912年Ｎ．玻尔 绕核式模型。 分子和原子的直 径就在10-6 －10-8 厘米之间，通常都 把 10-8厘米作为原 子的典型尺度。
相互作用理论
a.引力相互作用－牛顿（1666年），其作用距离 无限大、作用强度却非常小。只有在宏观天体运动中， 它的作用才显出重要性，而在微观领域却往往被忽略 不计。 b.电磁相互作用－麦克斯韦（1864年），两种带 异性电荷的系统，一个发射光子，一个接收光子，发 射者与接收者之间就发生了电磁相互作用。其作用强 度较大，作用距离也是无限大。 c.弱相互作用－费米（1933年），强度较小，是 一种短程力，仅在一些粒子的衰变过程中起作用。 d.强相互作用－汤川秀澍（1935年），作用距离 不超出原子核的范围，但其作用强度很大。
宇宙基本层套结构简介
宇宙基本层套结构简介
哲学与科学的不断革命，使人类对宇宙的认识又向前推进了一点点。
随着理论研究的进步、科学观测的深入，宇宙的层套结构变得越来越明显、清晰。
从物质的超微观世界、微观世界、宏观世界、宇观世界、超宇观世界等，无不遵从宇宙的层套结构，生命也是如此，是物质世界存在的形式之一。
层是宇宙的平行结构，套是宇宙的纵向结构。
宇宙是分层的，分套的，物质所在空间的层套是又其所在层套的基本物质单位构成的。
生命被看做一个个自适应循环系统随宇宙的层套而存在。
相对层的基本物质单位构成了该层丰富的物质世界,如原子是原子物质层的基本结构单位,其构成了从原子到超星系团的基本物质。
宇宙是由一系列的分层的基本物质单位所构成的。
所谓基本物质单位是由一个核及围绕核运动的物体所构成的不再围绕相当于该核直径1010倍的物体运动的稳定的运动系统。
由该基本物质单位所构成的物质层称为该基本物质单位物质层，如原子物质层、超星系团物质层等。
在该物质层中，整个宇宙看上去都布满了该基本物质单位。
两个物质层中的基本物质单位相差1050米左右的尺度结构。
上一层的基本物质单位由下一层的基本物质单位所构
成，也就是说下一层的基本物质单位所构成了上一层的基本物质单位。
宇宙宏观与微观解读
10皮克米 在这个迷你世界里，我 们能观察到电子围绕原子运行
1皮克米核子和电子运行轨道之 间是一个无限的空阔的世界...
100飞米从这个难以置信的微观世 界里，我们可以观察到原子核.
10飞米现下我们可以观察到碳 原子核
1飞米现下我们进入科学想象的 领域，与质子面对面了.
1/10飞米仔细研究一下夸克粒子， 现在我们没办法再走近了...我们已 经处于目前的科学能到达的边界 了。但它肯定还不是真理的边界
1000亿公里太阳系看起来变得有点 小了...
1万亿公里此刻，太阳看起来就 是众多恒星中的一颗...
1光年（10万亿公里）从1光年的距 离看，太阳看起来很小了
10光年在这个无穷大的宇宙里， 我们几乎看不到太阳系....
100光年“什么也没有＂看到的仅剩 下恒星和星云...
1000光年从这个距离，我们开 始在银河和银河系旅行了.
1米 花园里，从1米的距离看一束树叶
10米将我们的视线向上移，我 们看到的是一片植物
100米在这个距离，我们看到了 树林的边界
1公里现在我们将从米进入到公 里..有可能需要降落伞了
10公里我们由此可以看到整个城 市的面貌，但是我们确实已经看 不清每栋房子了
100公里从这个高度，可以看到美国 佛罗里达州
1米现下我们回到了本次旅行的起 点，这个距离我们能用我们的手 臂够到
10cm逐渐靠近直到10cm的距离， 我们能描绘树叶的样子了。
1cm从这个距离，我们能观察到树叶 的结构
1mm细胞组织开始得以展现...
100微米此时，细胞得以清晰的展 现。你可以看到细胞之间是怎样 结合起来的。
10微米我们的旅行将进入到细胞内 部...
1万光年我们继续在银河系中遨 游.
量子力学中的微观世界与宏观世界
量子力学中的微观世界与宏观世界量子力学是物理学中的一门重要学科，研究微观世界的行为规律。
与之相对应的是宏观世界，即我们日常生活中所能观察到的现象和物体。
量子力学中的微观世界与宏观世界存在一系列的差异和联系，这些差异和联系给我们带来了许多有趣的思考和研究方向。
首先，量子力学中的微观世界与宏观世界在物质的性质上存在差异。
在微观世界中，物质的性质被量子力学的基本原理所描述，其中最重要的原理是波粒二象性。
根据波粒二象性，微观粒子既可以表现出粒子的特性，如位置和动量，又可以表现出波的特性，如干涉和衍射。
这种双重性质在宏观世界中并不常见，我们所熟知的物体通常只表现出粒子的特性。
其次，量子力学中的微观世界与宏观世界在物理量的测量上存在差异。
在经典物理学中，我们可以准确地测量物体的位置和动量，而在量子力学中，由于不确定性原理的存在，我们无法同时准确地测量一个微观粒子的位置和动量。
这种不确定性的存在限制了我们对微观世界的认识和理解。
然而，在宏观世界中，由于物体的质量和速度相对较大，不确定性的影响可以忽略不计，我们可以准确地测量物体的位置和动量。
此外，量子力学中的微观世界与宏观世界在物质的行为上存在差异。
在微观世界中，微观粒子之间的相互作用主要通过量子力学中的相互作用力来描述。
这些相互作用力包括电磁力、强相互作用力和弱相互作用力。
这些力的作用使得微观粒子之间的行为变得复杂且难以预测。
而在宏观世界中，物体之间的相互作用主要通过经典物理学中的力来描述，如重力和摩擦力。
这些力的作用使得宏观物体之间的行为相对简单且易于预测。
此外，量子力学中的微观世界与宏观世界在能量的量子化上存在差异。
根据量子力学的基本原理，微观粒子的能量是量子化的，即只能取离散的特定值。
这种能量的量子化现象在微观世界中非常显著，例如电子在原子中的能级结构。
而在宏观世界中，物体的能量通常是连续的，可以取任意值。
这种能量的连续性使得宏观物体的行为更加连续和平滑。
宏观和微观世界的结合与探索
宏观和微观世界的结合与探索宏观和微观世界的巨大差异一直是人们关注的焦点。
在宏观世界，大自然呈现出壮观的景象，例如太阳系、星系、地球上的山川河流、动植物等，我们可以用肉眼看到它们的形象。
而微观世界则是人类以极为先进的科技手段方能进入的境地，如原子、分子、细胞、DNA等。
尽管表现形式截然不同，宏观世界和微观世界实际上在一定程度上是相通的，一些深度的科学研究更需将两者有机地结合起来。
在物质构成方面，宏观世界和微观世界有很大的共同点。
宏观世界上的物体是由分子、原子和离子等微观粒子构成的，而微观世界中的物体也是由这些微小物质粒子组成的。
微观世界的研究从某种意义上来说，也就是研究宇宙的本质。
与此相对的是，宏观世界研究的则更侧重于种族、类别、数量等等方面。
但是，宏观世界和微观世界的工具和测量方法完全不同，这也就为它们各自的研究带来了独特的问题。
在宏观世界中，万物具有很明确的物理性质，如重力、电磁性和惯性等等。
而在微观世界中，物理性质则变得异常复杂，微观世界的研究主要涉及到量子力学等领域。
在微观世界中，粒子往往是以某种量子态存在的，它们的粒子性和波动性可能会相互转换。
这意味着在微观尺度下，我们不能准确描述粒子的位置和速度，而只能陈述可信度的范畴。
然而，微观世界中，量子力学高度斯瓦希手段（如测量结果影响系统态的状态）的出现，让科学家们得以更深入地探究微观世界。
并不是说宏观世界跟微观世界毫不联系，实际上恰恰相反的，宏观世界及其表现现象与微观世界之间有无数的联系。
比如，在天文学上我们可以用望远镜来观察宏观世界的物质，而在化学上，常常会考量分子级别的互作用。
这些细微的联系不但加深了我们对微观世界的印象，也让我们更愿意将宏观世界和微观世界看做是一个整体。
今天，微观世界的研究对我们社会的许多领域都产生了深远的影响。
例如，纳米技术，其研究挑战了物理学、化学和生物学等各个领域的科学家，并产生了许多巨大的应用前景。
纳米科技已经被广泛地应用于化学和材料科学、药学和医学等多个领域。
微观世界、宏观世界
这张照片显示的是血管 从黑色视盘中伸出。视 盘是个盲点，因为视网 膜的这个区域没有光感 细胞，视神经和视网膜 血管从眼睛后面的这个 部位伸出去。
微观世界
IBM公司的科学家 宣称首次拍到单个 分子的清晰照片， 照片中可看见把分 子结构紧密连在一 起的原子键。
• 无数原子彩球是这 个作品的基本元素， 视觉冲击力极强。
阿基米德
古希腊哲学家、数学家、 物理学家、力学家。 阿基米德成为兼数学家 与力学家的伟大学者， 并且享有“力学之父” 的美称。是静态力学和 流体静力学的奠基人。
从小就善于思考，喜欢辩 论。早年游历过古埃及， 曾在亚历山大城学习。据 说他在亚历山大里亚时期 发明了阿基米德式螺旋抽 水机。第二次布匿战争时 期，罗马大军围攻叙拉古， 最后阿基米德不幸死在罗 马士兵之手。他一生
美丽的 微观世界
量子力学
描写微观物质的一种物理学理论。
量子力学
量子力学是研究微观粒子的运动规律的 物理学分支学科，它主要研究原子、分 子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒 子的结构、性质的基础理论，它与相对 论一起构成了现代物理学的理论基础 。
量子力学
量子力学的预言和经典物理学运动方程 (质点运动方程和波动方程)的预言在性 质上是不同的。在经典物理学理论中， 对一个体系的测量不会改变它的状态， 它只有一种变化，并按运动方程演进。 因此，运动方程对决定体系状态的力学 量可以作出确定的预言。
微观世界 ---
难得一见的人体微观世界
要有一口亮丽牙齿， 经常刷牙非常有必 要，因为牙齿表面 的牙釉质看起来就 像“混乱的丛林”。
微观世界 ---
难得一见的人体微观世界
这是对耳毛细胞进行 近距离拍摄的。耳毛 细胞的主要功能是发 现对声震作出反应时 产生的机械运动
中科大天文学史课件02宇宙概观
NGC7000、IC5067北美星云和塘鹅星云
位于天津四东方的弥漫星云
IC434和马头星云
在猎户的“三星”内，位于δ星南侧的弥漫星云
马头星云
猎户座KL星云
NGC2238玫瑰星云
位于麒麟座内的弥漫星云
B68暗星云
位于蛇夫座
M8潮滩星云
位于人马座内的弥漫星云
M20三裂星云
M8北3度位置上的弥漫星云
三、 宇宙的层次结构
宇宙 超星系团 星系团 星系
星云 行星系统 卫星系统
恒星 彗星
星团 星际物质 流星体
哈勃太空望远镜
金星的大气
太空中的地球和月球
伽利略飞船拍摄
月球正面
伽利略飞船拍摄
月球背面
阿波罗飞船拍摄
月球的南极
小行星在太阳系中的分布
海王星的卫星特里顿（海卫一）
太阳系的范围：引力范围－1光年
大行星区域－40天文单位
1．太阳
2．地球
3．月球
4．大行星
水星、金星、地球、火星——类地行星
木星、土星
——巨行星
天王星、海王星——远日行星
5、矮行星：冥王星
6．小行星
7．彗星和流星体
8．卫星和行星环
四、银河系概况
由恒星、星团、星云和弥漫物质集合成的系统。 形状为扁平的铁饼形，绕自身的对称轴旋转， 有旋臂成旋涡状，直径约10万光年，厚度最大约 1万光年，包含约2000亿颗恒星。
3．当前观测宇宙的尺度 137亿光年
微观世界和宏观世界
巴 黎 协 和 广 场 方 尖 碑
微观世界和宏观世界
宇观世界
宇宙的历史
宇 宙
演
化
历 程
宇宙的历史（续）
初中物理专题12：微观世界与宏观宇宙
专题十二：微观世界与宏观宇宙一、考纲要求（分值范围0～4分）1、知道常见的物质是由分子、原子构成。
（11年考了1次）2、知道原子是由原子核和电子构成的，了解物质世界从微观到宏观的大尺度。
（11年考了1次）3、经历物态变化的实验探究过程，知道物质的熔点、凝固点和沸点。
（11年考了2次）4、了解人类探索微观世界和宏观宇宙的历程，关注人类探索世界的一些重大活动。
（11年考了0次）二、中考考点1、宏观物体的运动：自然界一切物体都在运动，物质世界是个运动的世界。
物理学中，把物体位置的变化叫做机械运动（简称运动）。
2、微观世界的运动：（1）物质是由肉眼看不见的微粒分子组成的。
物质里的分子在永不停息的做无规则运动。
例：八月桂花香、墨水滴在清水中一会水变成墨水的颜色等说明：分子在永不停息的做无规则运动，这种现象时扩散现象。
物质有固、液、气三种状态，而物质所处的不同状态与分子的运动情况有关。
（2）分子是由原子组成的。
原子的中心有原子核，其周围有电子在绕着运动。
（3）原子核是由质子和中子构成的，质子和中子都是由夸克构成的。
三、中考真题（一）、填空题1、(★2015)人类对原子结构的认识始于对静电现象的研究，下列有关说法中正确的是（）A．摩擦起电创造了电荷B．自然界只存在正、负两种电荷C．同种电荷相吸引，异种电荷相排斥D．从静电现象认识到原子核是可分的1、（★2014年）哈勃望远镜使我们感觉到宇宙的浩瀚，电子显微镜使我们认识到微观世界的深邃，关于宇宙和粒子下列说法错误的是（）A.天体之间和分子之间都存在着相互作用力B. 电子绕原子核运动和地球绕太阳运动相似C.人类对宇宙和微观世界的认识必将不断深入D.用光年表示宇宙的时间用纳米量度分子的大小（二）、选择题（三）、实验题1、(★★★2010)小凡同学在实验室做“观察水的沸腾”实验，当水温为820C时开始记录数据，以后每隔lmin读一次温度计的示数，直到水沸腾一段时间后停止读数，其数据记录如下表所示(1)在记录第四次数据时，温度计的示数如图7所示，请将读数填在表内空格中。
什么是微观和宏观世界？
什么是微观和宏观世界？当我们观察到周围的世界时，我们固然能看到一些物体和事物的表象，但是，这个世界其实有着更为深刻和微妙的另一层面，即微观和宏观。
下面将详细介绍微观和宏观的概念以及两者之间的关系。
一、微观世界微观世界指的是所有我们肉眼无法看到的东西和现象，主要包括原子、分子、原子核、电子等。
这些微观粒子虽然微小，但其行为和互动却对我们的日常生活产生着重要的影响。
1. 原子和分子原子是一切物质的基本单位，由原子核和电子构成。
而分子则是由两个以上原子组成的最小化合物。
由于原子和分子在空间上非常小，所以我们肉眼无法直接观测到它们的存在。
但是，它们却是化学反应和材料性能的基础。
2. 原子核和电子原子核包含质子和中子，其中质子带有正电荷，而中子则没有电荷。
电子则是带有负电荷的粒子，它绕着原子核旋转。
原子核和电子之间的互动是物质性质的一个决定性因素。
3. 基本粒子在更微观的层面上，还有一些基本粒子，包括夸克、轻子和玻色子等。
这些粒子的互动和组合形成了不同的物质。
二、宏观世界宏观世界是指我们平常能够看到和触摸到的物体和现象。
在这个层面上，物体的尺寸和互动规律就比微观世界更加明显和易于观察。
1. 物质状态物质的状态主要分为固体、液体和气体三种形态。
我们平常所接触到的物体都处于其中一种状态之下。
2. 能量转化在宏观层面上，能量的转化也是一个重要的现象。
能量可以从一种形式转化为另一种形式，比如化学能转化为热能，热能可以转化为运动能等。
3. 力的作用在宏观世界中，力是物体能够相互作用的关键要素。
力的大小和方向决定了物体在空间中的运动轨迹。
三、微观和宏观的关系微观和宏观世界之间密切相关，尽管我们肉眼无法看到微观层面的粒子，但是它们却决定着整个物质世界。
微观粒子不同的结构和互动方式决定了物质的基本性质和行为，这些性质和行为在宏观层面上变得更加明显和易于观测。
1. 原子和分子的互动物质的状态和性质是由原子和分子之间的互动决定的，这些互动方式包括化学键、核力等。
大学物理 第八章 物理学对物质世界的基本认识
2.关于反粒子
按照狄拉克理论，真空并非“空无所有”，而是一种 负能粒子海。狄拉克预言，每一种粒子都会有相应的反粒 子。1932年，安德森在研究宇宙射线时发现了正电子。 1955年，美国的张伯伦—塞格雷小组发现了反质子，不 久又发现了反中子。1961年，美国布鲁克海汶实验室发 现了反氘核。1956年，我国著名物理学家王淦昌发现了 反西格玛超子。以后其他许多基本粒子的反粒子也陆续被 发现。反粒子与其对应的粒子的质量、自旋、平均寿命、 磁矩的大小都相等。如果带电，则两者的电荷相反。磁矩 和自旋方向也相反。各种粒子与反粒子相遇会发生湮没而 而转化为其它粒子，如正负电子对湮没产生2个γ光子， 不同能量下的质子和反质子相遇湮没可转化为π介子或γ 光子等各种各样的粒子。
(3).强相互作用。存在于质子、中子、介子等强子之间 的作用力称为强力（强力作用占压倒优势的粒子叫强子）， 表现的是强子之间很强的相互吸引。这种力把中子和质子 结合成核。轻子如电子之间不会有这种作用。强力是短程 力，作用范围小于10-15米。在原子核内，强力占支配地 位。夸克是组成质子和中子等粒子的更基本的粒子，强相 互作用是使夸克结合成质子和中子等粒子.强相互作用是 通过一种称为胶子的媒介粒子来传递的。
图8-1-1
微观系统—分子、原子尺度以下的物质客体。宏观 系统—人体尺寸上下几个数量级范围内的物质客体。 介观系统—介于宏观与微观之间的物质层次。宇观系 统—大于宏观层次的物质客体。从宏观角度看，物质 内部结构连续、而宇宙不连续。从宇观角度看，整个 宇宙的物质密度均匀。从微观角度看，物质内部结构 则不连续。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
力的类型
发生作用的距离
力的强度(以强力为1)
传递此力的粒子
粒子的引力质量
引力
延伸到非常大的距离
10-38
没有发现
不知道
弱力
约小于10-17cm
10-13
中间玻色子W+、W-和Z0
约90吉电子伏
电磁力
延伸到非常大的距离
10-2
光子
0
强力
约小于10-13cm
1
胶子
假定为0
注：1吉＝10亿
玻尔的对应原理在某种意义上应该看作是一种物理学思想,它表明在原子范围内的微观现象和宏观现象，各自遵循本范围的规律，但微观范围内的规律和宏观范围内的规律间存在对应关系，当把微观范围内的规律延伸到宏观范围时，应与宏观规律一致.
宇观世界：指宇宙学和天文学研究的范围.长度单位使用天文学单位1.496×1011m（等于地球到太阳的距离）或大尺度单位9.5×1015m（即光年）;宏观世界：指现实生活涉及到的经验世界.长度主单位使用m，大单位用km，小单位用mm；经典物理学就是适用于这一领域的、添加了许多假设和近似的、非常实用的理论；微观世界：指跟非牛顿范式物理学所研究的热、光、电磁现象相关的，辐射能ε从粒子中放出、在空间中传播、或被粒子吸收的整个系统.长度单位使用纳米10-9m或者埃10-10m.宏观描述只描述宏观物质体而不追究其内部的微观结构或超微观结构.微观描述到分子，原子止.超微观描述则到原子以下范围内.宇观只是一般意义下的宏观的扩展，本质还是宏观.所以物质的空间范围应分为：宏观，微观，超微观三大领域.宏观现象、宇观现象和微观现象中都有许多是人们已有的观念和理论所无法解释，这就要求我们修改旧有的观念和理论，甚至创立新的观念和理论.客观世界永远是人类不可超越的老师！我们能够做的是用一个改善的观念和理论去取代旧有的观念和理论，一代接一代地进行下去.这一切不能仅仅靠理论思索，更重要的是科学的实践.经得起客观实践检验的观念和理论才是有生命力的.
宇观世界、宏观世界、微观世界
当今的理论物理学并不缺乏坚深的数学演绎，缺乏的只是理论发展所需要的活力：新视角、新概念、新思想和深刻的洞察力.新的科学体系的诞生无不是在固有体系的基础上，根据当时所了解的知识，理想化出一系列基本理论，并在这些基本理论基础上发展出来整个体系.但没有人能保证这些基本理论始终有效.当我们学习这些科学体系时，对权威的崇拜，对这些科学体系魅力的迷恋，对整个科学体系坍塌的恐惧使得我们的自由意志与既有结论或权威对立时，我们的第一个反应就是逃避.而作为科学基本的态度和精神的怀疑与批判，则早已被我们置之于脑后.逐渐地，我们就把这些基本理论看成神圣不可侵犯的"公理"，即使它们已经不合时宜.
在二十一世纪物理学将在三个方向上继续向前发展（1）在微观方向上深入下去；（2）在宏观方向上拓展开去；（3）深入探索各层次间的联系，进一步发展非线性科学.吴水清先生认为：“在科学研究的路上，我们要以实验为根据，以数学位工具，以实用为目标，以理论为基础，进行开拓和创新.”李政道教授讲：“地球村人面临第三次物理学革命的挑战.”【1】