7.3 探索更小的微粒

一、粒子探索的历程
【回顾】 人类是如何一步步揭开物质结构之谜的？
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墨子
Hale Waihona Puke Baidu
道尔顿
德漠克利特 J.J.汤姆生
“端”说 “分子” “原子” “原子核+电子”
一、粒子探索的历程
【J.J.汤姆生】 【简介】 1856年出生于英格兰。学习于 曼彻斯特欧文学院，1884年搬到了剑 桥大学担任卡文迪许实验室主任。他 的学生之一是欧内斯特· 卢瑟福，卢瑟 福于1919年接替汤姆生就任卡文迪许 实验室主任。因为X射线的发现，他发 现原子内带负电的粒子命名为电子。 因这一发现获得1906年诺贝尔物理学 奖。极富戏剧性的是，他的儿子J.P. 汤姆生后来因证实电子是一种波而被 授予诺贝尔物理学奖。 【质疑】汤姆生的葡萄干蛋糕原子结构模型合理吗？
三、探索更小的粒子
【原子核结构模型】
1.原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。 2.原子核内质子数和核外电子数相等。 3.原子核内质子和中子质量相当,依靠核力结合。 4.不是所有的原子核内都有中子，例如氢。
三、探索更小的粒子
【查德威克】【简介】 1891年出生在英国，中学时代成 绩平平，但坚持自己的信条：会做则必 须做对，一丝不苟；不会做又没弄懂， 绝不下笔。他这种不骛虚荣、实事求是 的精神，使他在科学研究事业中受益一 生，大学时被卢瑟福看中。第一次世界 大战被投入了平民俘虏营。1932年发现 “中子”。中子的发现完成了原子物理 研究上的一项突破性进展，开创了人类 利用原子能的新时代。查德威克因发现 中子的杰出贡献，获得1935年诺贝尔物 理学奖。
二、原子核式结构
【 α粒子散射实验】
【思考】1、你觉得该现象与汤姆生模型有什么矛盾？ 2、你觉得应该构建一个怎样的模型？
二、原子核式结构
【 核式结构模型】
1.原子核带正电，核外电子带负电，绕核高速运动。 2.原子核很小，但原子的质量几乎集中在原子核里。 3.原子内部很空，电子非常小，质量可忽略不计。 4.原子核带正电量与核外电子带负电量相等。
三、探索更小的粒子
【思考】 质子和中子还能分吗?
1964年盖尔曼提出夸克的设想，认为质子和中子由 一种理论上假设的“夸克”构成。他因此获得了19 69年度诺贝尔物理学奖。 【讨论】 夸克还能再分吗？怎么分？
三、探索更小的粒子
【归纳】 各级微小粒子的发现过程有什么共同特点? 利用粒子相互撞击，破坏粒子结构，观测粒 子内部是否有新粒子出现。
二、原子核式结构
【卢瑟福.E】【简介】新西兰著名物理学家，被称为 核物理之父，开拓了原子的轨道理论， 还发现了以他名字命名的元素“鑪”。 他就学尼尔森学院和坎特伯雷大学， 得到三个学位，1895年，卢瑟福到卡 文迪许实验室做博士后研究。1898年， 卢瑟福被指派担任麦吉尔大学物理系 主任，在那里的工作使他获得了1908 年的诺贝尔化学奖。他证明了放射性 是原子的自然衰变。他的一个名言是， “科学只有物理一个学科，其他不过 相当于集邮活动而已”。
三、探索更小的粒子
【思考】 原子核还能分吗? 人类认识原子核的结构和它的变化规律，是从 发现天然放射现象开始的。1919年，卢瑟福用α粒 子轰击氮核，打出一种粒子，经测定荷质比知道它 是氢原子核，叫做质子。以后又从氟、钠等原子核 中打出质子，从而断定质子是原子核的组成部分。 人们又发现绝大多数原子核的质量2倍于质子质 量，但原子核所带电荷跟质子电荷相等，据此卢瑟 福猜想原子核内还存在另一种质量跟质子差不多、 不带电的粒子，称为中子。这一猜想被他的学生查 德威克用实验证实。
【思考】 如何提高粒子的撞击能量? 【粒子加速器】（提高粒子的运动速度）
例、说出下图中各种粒子的名称和带电情况。
例、已知钠原子的质量是氢原子的23倍，内部 有11个电子，那么原子核内有 个质子， 有 个中子。如果钠原子带1个正电荷， 那是因为 。