第1节模型、符号的建立与作用(上课)

•盖尔曼因此获得了1969年诺贝尔物理学奖
•如果用一种通俗的比喻来讲，原子是一个人体 的话，夸克就是人体的一个细胞。
夸克模型
•盖尔曼起初并没有将夸克当成物质实体，只不过是些 数学模型而已，但由于夸克模型在解释实验事实上越 来越成功，人们开始越来越相信夸克确实就是存在于 更深层次的物质实体。但可惜的是，高能实验中从未 发现有单个的自由夸克，也就是说，虽然人们提出了 这么多的夸克，但实验中从未发现过一个。 •形成质子时要付出很大的结合能。夸克之间靠一种 “粘胶”物质使其强烈地相互束缚在一起，当它们越 是“想”跑出质子时，受到的牵制力就越大；越是不 “想”跑时，受到的牵制力就越小；一点也不“想” 跑出时，则“享”有更多的自由，夸克似乎终身被 “幽禁”在质子内部。由于当前人们还不能有足够高 的能量把重子打碎，所以无法把“幽禁”中的夸克 “解放”出来。即使是“解放”出来了，也会由于它 在极短的瞬间又会与别的夸克结合在一起，而难以探
DNA双螺旋结构模型
1953年，美国生物学家沃森和英国物理学 家克里克提出了DNA双螺旋结构分子模型， 开启了分子生物学时代。分子生物学使生 物大分子的研究进入一个新的阶段，使遗 传的研究深入到分子层次，“生命之谜” 被打开，人们清楚地了解遗传信息的构成 和传递的途径。沃森和克里克因此获得了 1962年诺贝尔生物奖。他们提出了分子生 物学中的重要定理——“中心法则”，说明 了遗传信息传递的途径，是生命信息从基 因单方向传递到蛋白质。
20世纪理论科学中最重要的四大模型
•夸克模型
•DNA双螺旋结构模型
•宇宙大爆炸模型 •地球板块模型
夸克模型
•“夸克”是一个德文词，
•意思是指乳酪的凝乳。
•1962年，世界各地的粒子物理学家在日内瓦聚 会，美国物理学家盖尔曼首次提出了“夸克” 这一名称，并预言这种非凡的粒子不仅存在， 而且正是这种粒子构成了其他一切粒子。
3.有一密封容器储有一定量氧气，上 面有一个不漏气的活塞，慢慢下压活
塞，密封容器内部分子变化模型合理
的是 （
B）
加压
A B C D
4.掌握消防知识对我们来说非常重 要，下列公共标志中，与消防安全
有关的是
（
A
）
①
②
③
④
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
5.二氧化碳是我们熟悉的物质，但我们却无法看到构成 二氧化碳气体的分子，因而人们就用二氧化碳的分子模 型来表示二氧化碳的结构。 右图是一个二氧化碳的分子模型， 其中每一个单元表示的就是一个 二氧化碳分子，而每个单元中的 黑色小球代表碳原子，白色小球 代表氧原子。 (1)根据图中的结构模型，你能 看出一集气瓶的二氧化碳气体其 实是由许许多多个 二氧化碳分子 构 成，而每个二氧化碳分子又是 由2个氧原子和1个碳原子 构成的。
宇宙大爆炸模型
1948年俄裔美国物理学家伽莫夫提出宇宙大爆 炸理论。认为宇宙开始是个高温高密的火球， 物质以基本粒子和辐射形式存在，因为发生剧 烈的核聚变反应，火球爆炸，向各个方向迅速 膨胀，随着密度和温度的降低，逐渐形成今天 宇宙中的各种天体。 大爆炸模型为人们勾画了一幅从相互作用的起 源、基本粒子和化学元素的产生、分子的形成 和生命的出现，直到行星、恒星、星系以至整 个宇宙起源和演化的图景。
知识回顾：
•为什么要用模型法
•符号及作用
•理解液态水和气态水的模型
1.将一只盛有少量水的烧杯放
在空气中，过几天水干了，这
是液态的水分子逐个扩散到空
气中去了。若用小圆圈表示水
分子，用小箭头表示运动方向，
你能否画出这杯水在空气中扩
散的模型？
2.不同的事物可用不同的符号
来表示，下列关于符号特点的
说法不确切是 A.简明性 C.统一性 （B） B.完整性 D.方便性
水分子模型
液态水与气态水的状态模型（
表示水分子）
液态水
气态水(水蒸气)
固 1、液态水温度降低时会变成____态的冰， 气 而温度升高时会变成____态的水蒸气。 2、水在状态变化中，有没有变成其他物 没有 质?______；构成水这种物质的水分子有没 没有 有变成其他分子?_______。 3、在液态水变成气态水的变化中，构成水 之间的距离 的分子_____________发生了变化。
(2)如果用大写字母 “C’’表示碳原子，用 “O’’表示氧原子，原 子的个数表示在字母 的右下角，你能用字 母表示出二氧化碳的 符号吗?
CO2
6.唐诗《咏梅》中写到“遥知不是雪，为有暗香 来”，请建立模型（香精分子运动过程）表述 该诗句。香精分子用○表示。
7.在烧杯中先加入一定量水，然后再加入2块蔗糖，观 察液面刻度。待完全溶溶解后，发现液面刻度降低。 试用分子的观点绘图解释。水分子用●表示，蔗糖分 子用○表示。
在自然科学研究中，人们通过一 定的科学方法，建立一个适当的模型 来反映和代替客观对象，并通过研究 这个模型来揭示客观对象的形态、特 征和本质，这样的方法就是模型方法。
一个模型可以是某种物体放大或缩小的复制品
一个模型可以是 一幅画
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
一个模型可以是 一张表
物质 铅 铜 纯铁 密度(千克/米3) 11.3×103 8.9×103 7.9×103
计算机图像
长度 （mm） 15 15 15
横截面积 （mm2）
材料 铁丝
镍铬合金线 镍铬合金线
0.18 0.18
0.35
一个模型可以是 一个复杂的过程的示意
细胞分裂过程
细胞分化过程
一个模型可以是 一个复杂的对象的示意
我们为什么要用细胞模型呢？ 因为细胞太小，难以观察。
动物细胞
借助眼球模型来认识和研究眼球的基本 结构和功能
我们为什么要用眼球模型呢？ 因为眼球结构复杂，难以表达。
为什么要建立模型？
人们认识客观世界主要有三种方法：
逻辑推理法、 实验法、 模型法
模型法是我们了解和探索客观世界 的最有力、最方便、最有效的方法。
液态水
气态水
水分子之间的距离变大
你知道它是如 何使用的吗？
你怎么知道 它的使用方 法？
通过符号
谁知晓的符号多？
列举你所知道的符号及所表示的意义： 符号 意义 ； 符号 意义 ； 符号 意义 ； 符号 意义 ； ……
二、符号：
1、例子：
速度_____；暖锋_____；冷锋_____；……
科学符号
地球板块模型
•1967年，法国人勒皮雄、美国人摩根和英 国人麦肯齐等建立了“地球板块构造模 型”。他们将地球的岩石圈分为欧亚、美 洲、非洲、太平洋、澳洲和南极洲等六大 板块和若干小板块。
•大陆漂移学说与地球板块构造学说不仅可 以解释地球大陆的变迁历史，而且可以预 测其未来的发展，堪称 20世纪地球科学最 伟大的成就。
厕所符号、电源符号、交通标志标线等……
生活符号
紧急出口
公园
残疾人 设施
停车场 自然保护区 中雨
想一想
公共场所的上述符号表示什么呢？
符号有什么作用？
禁止机动车 通行
用符号能简 单明了地表 示事物
禁止向左转弯
这些标记表示什么意义? Zeit (德文） 这些标记对我们生活带 Temps (法文) 来哪些不便?用哪些方法 可以避免这些不便? Time (英文)
（日文） 时间（中文）
都用 来表示
t
用符号可避免表达的 文字语言不同而引起 的混乱
电池
用符号可避免由 于外形不同引起 的混乱
电流表
A
符号的作用
能简单明了表示事物
可避免由于事物外形不同而引 起的混乱 可避免由于表达事物的文字语 言不同而引起的混乱
注意危险
禁止驶入
禁鸣喇叭
加油站内的标志
包装箱上的标志
8.下列选项不属于模型的是（
A B s=vt C D
C ）
9.下列符号与所表示事物不一致的是（ D ）
A、A 电流表 B、 电阻 C、 禁止驶入 D、℃ 度
10.碘是紫黑色固体，它由碘分子 构 成，请你画一个碘升华（固态变气态）的 模型图。
1、收集交通、食品有关的符号。 2、作业本上的练习
拓展材料
第1节
模型、符号的建立与作用
一、模型 •你们接触过哪些模型?
车模(汽车模型),航模,船模, 宇宙飞船模型,建筑模型, 微缩景观,地球仪,细胞模式图, 眼球模型
用地球仪来观察地球的全貌和运动状态
我们为什么要用地球仪呢？ 因为地球太大了，难以认识。
通过细胞模式图来了解不同生物细胞的基本结构
植物细胞
U Iቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ R
一条曲线 一段动画 都是一个模型
一个公式
模型可以是： 复制品 图 表 计算机图像 复杂对象的示意 复杂过程的示意
很大 很小
具体 抽象
比如:学校平面图,流程图,中国吉祥物“龙” 的形象,某个规律的数学公式,宇宙大爆炸 模型等.
模型的作用
方便研究
简化
理想化 …… 帮助人们认识和理解一些不能直接 观察到的或复杂的事物。