从粒子到宇宙

1、观察1：用木炭在纸上画一笔，再用放大镜对笔迹仔细观察，你会看到什么？现象：现象：说明：说明：会看到木炭形成的笔迹是由一会看到木炭形成的笔迹是由一个个小颗粒组成的。个个小颗粒组成的。物质是由小颗粒（微粒）组成的。物质是由小颗粒（微粒）组成的。交流合作总结归纳看一看观察3：向一端封闭的玻璃管中注水至一半位置，再注入酒精，在液面最高处做一标记，然后封闭管口，并将玻璃管反复翻转，使水和酒精充分混合，观察液面的位置，混合后和混合前相比的总体积有什么变化？现象：现象：说明：说明：水与水（小颗粒）之间有空隙，酒精与水与水（小颗粒）之间有空隙，酒精与酒精之间有空隙。酒精之间有空隙。水与酒精混合后的总体积小于混

2、合前的体水与酒精混合后的总体积小于混合前的体积之和。积之和。一一.分子的定义：分子的定义：把保持物质化学性质的最小微粒称把保持物质化学性质的最小微粒称分子分子。水是由有水分子组成的氧气是由氧分子组成的二二.物质微观结构的模型：物质微观结构的模型：分子模型分子模型1、物质是由大量、物质是由大量分子分子组成的，分子间有组成的，分子间有空隙空隙。2、分子、分子非常小非常小，分子直径的数量级为，分子直径的数量级为1010 m.例：水分子的直径：例：水分子的直径：4 41010-10-10mm氢气分子的直径：氢气分子的直径：2.32.31010-10-10mm探测微观世界的工具探测微观世界的工具布朗运动

3、扩散扩散:不同物质相互接触时不同物质相互接触时,彼此进彼此进入对方的现象入对方的现象实验实验1、气体的扩散现象气体的扩散现象实验：把装满空气的瓶子倒着放在装满密实验：把装满空气的瓶子倒着放在装满密度较大的红棕色二氧化氮气体的瓶子上，两度较大的红棕色二氧化氮气体的瓶子上，两瓶中间用玻璃板隔开，如图瓶中间用玻璃板隔开，如图713甲所示。甲所示。抽出玻璃板，观察现象抽出玻璃板，观察现象(如图乙所示如图乙所示)。一、一、 走进分子世界走进分子世界分析与论证：原来装有二氧化氮气体的瓶中颜色变浅，分析与论证：原来装有二氧化氮气体的瓶中颜色变浅，装有空气的瓶子气体颜色由无色逐渐变成红棕色，最终两装有空气的瓶

4、子气体颜色由无色逐渐变成红棕色，最终两个瓶子里的颜色变得均匀了。这是由于密度较大的二氧化个瓶子里的颜色变得均匀了。这是由于密度较大的二氧化氮气体向上运动到装有空气的瓶子里，空气也运动到装有氮气体向上运动到装有空气的瓶子里，空气也运动到装有二氧化氮气体的瓶子中，说明组成物质的分子在不停地运二氧化氮气体的瓶子中，说明组成物质的分子在不停地运动。动。问题问题1 1：分子处在分子处在_ _运动中。运动中。问题问题2 2：扩散现象不仅证明了分子处在扩散现象不仅证明了分子处在_ _中，也证明了分子间存在着中，也证明了分子间存在着_ _，没，没有有_ _就不可能发生彼此进入对方的现象。就不可能发生彼此进入对

5、方的现象。永不停息的无规则永不停息的无规则空隙空隙永不停息的永不停息的运动运动空隙空隙实验实验2、液体的扩散现象、液体的扩散现象实验实验3、固体的扩散现象、固体的扩散现象红墨水滴在水中红墨水滴在水中现象：过一段时间整杯水都变红了长期堆煤的墙角侧壁上用小刀刮开，会看到里长期堆煤的墙角侧壁上用小刀刮开，会看到里面有黑色的煤粒。面有黑色的煤粒。 大量实验证明：分子一直处大量实验证明：分子一直处在在永不停息的无规则运动永不停息的无规则运动中。中。结论：结论：什么会影响什么会影响分子运动快分子运动快慢？慢？探探 究究 两个相同烧杯内分别盛质量相同两个相同烧杯内分别盛质量相同的冷水和热水，同时向两烧杯内滴

6、入一的冷水和热水，同时向两烧杯内滴入一滴红墨水，观察现象。滴红墨水，观察现象。 温度温度影响分子运动快慢；温度影响分子运动快慢；温度越越高高分子运动越分子运动越剧烈剧烈。猜一猜如图如图7-6，将两个表面光滑的铅块，将两个表面光滑的铅块相互紧压后，它们会粘在一起吗？相互紧压后，它们会粘在一起吗？看一看你观察到了什么现象？你观察到了什么现象？想一想这一结果可以说明什么？这一结果可以说明什么？你知道生活中还有哪些现象也可以说明你知道生活中还有哪些现象也可以说明分子间存在吸引力。分子间存在吸引力。分子之间存在吸引力想一想分子间存在吸引力，应该很容分子间存在吸引力，应该很容易压缩任何物体，但为什么固易压

7、缩任何物体，但为什么固体和液体很难被压缩，这是为体和液体很难被压缩，这是为什么？什么？大量的事实和研究证明，分子间不仅大量的事实和研究证明，分子间不仅存在存在吸引力吸引力，而且还存在，而且还存在排斥力排斥力。读一读用分子模型解释固体、液体、用分子模型解释固体、液体、气体的性质。气体的性质。课课 堂堂 小小 结结一、一、 走进分子世走进分子世界界摩擦起电的概念 用摩擦的方法使物体带电，叫摩擦起电带电物体吸引轻小物体 带电的梳子 吸引小物体你说我说两种电荷自然界中只存在两种电荷,正电荷和负电荷同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷叫做正电荷用毛皮摩擦过的硬橡胶棒所带的电

8、荷叫负电荷给你一根玻璃棒、丝绸、毛皮和硬橡胶棒，你能分别使玻璃棒和硬橡胶棒带上电吗？若一个物体得到电子,整个物体就带正电;若一个物体失去电子,整个物体就带负电.问题:我想知道生活中的物理古语古语: :一尺之棰一尺之棰, ,日取其半日取其半, ,万世不竭万世不竭 物质分子分子原子原子？电子电子的发现的发现 18971897年，英国物理学年，英国物理学家家汤姆生汤姆生借助阴极射线管借助阴极射线管发现了比原子小得多的带发现了比原子小得多的带负电的粒子负电的粒子电子电子 。汤姆生汤姆生(1856-1940)(1856-1940)电子的发现，说明原子是可以再分的。电子的发现，说明原子是可以再分的。 卢瑟

9、福卢瑟福 （Rutherford）的原子）的原子行星模型行星模型 科学家比较赞同：卢科学家比较赞同：卢瑟福提出的原子模型：瑟福提出的原子模型： 原子的中央是由很重原子的中央是由很重的带正电的质子构成的带正电的质子构成的原子核。远离这个的原子核。远离这个核的是很轻的带负电核的是很轻的带负电的电子。电子绕着核的电子。电子绕着核高速转动，像行星绕高速转动，像行星绕着太阳转一样。着太阳转一样。原子核与原子相比太小了，将一万多个原子核排成一条直线，也仅有原子核与原子相比太小了，将一万多个原子核排成一条直线，也仅有原子的半径那么长。如果将原子放大一万亿倍，原子就会像一间大厅那么大，原子的半径那么长。如果将

10、原子放大一万亿倍，原子就会像一间大厅那么大，而其中的原子核直径也仅有而其中的原子核直径也仅有1 1毫米，跟一个芝麻差不多大小。而电子却在离它们毫米，跟一个芝麻差不多大小。而电子却在离它们几十米之外的地方绕着它高速旋转。几十米之外的地方绕着它高速旋转。具体地说，原子质量几乎都集中在原子核上，具体地说，原子质量几乎都集中在原子核上， 把原子核看成一把原子核看成一个小球，则小球的半径约为个小球，则小球的半径约为1010-15-15m,m,如果把原子比作一个乒乓球，那么如果把原子比作一个乒乓球，那么原子核只有针尖般大小。原子核只有针尖般大小。 人类认识原子核的结构和它的变化人类认识原子核的结构和它的变

11、化规律，是从发现天然放射现象开始的。规律，是从发现天然放射现象开始的。19191919年，卢瑟福用年，卢瑟福用粒子轰击粒子轰击氮核，打出一种粒子，经测定荷质比知道它是氮核，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、钠等原子核中打出氢原子核，叫做质子。以后又从氟、钠等原子核中打出质子质子，从而断定质子是原子核的，从而断定质子是原子核的组成部分。组成部分。 人们又发现绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核的电荷跟质子电荷之人们又发现绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核的电荷跟质子电荷之比，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，称为比，据

12、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，称为中中子子。这一猜想被他的学生查德威克用实验证实。这一猜想被他的学生查德威克用实验证实。原子核还能分吗原子核还能分吗? ?问题：问题：原子核原子核（带正电带正电）中子中子（不带电不带电）质子质子（带正电带正电）原子核是由什么构成的呢？原子核是由什么构成的呢？质子和中子由夸克组成质子和中子由夸克组成 1964年盖尔曼盖尔曼提出提出夸克夸克的设想，的设想，认为夸克是比强子更深层次的粒子。认为夸克是比强子更深层次的粒子。这是一种理论上假设的构成强子的这是一种理论上假设的构成强子的组成粒子，盖尔曼因此获得了组成粒子，盖尔曼因此获得了19

13、691969年度年度诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖。夸克轨迹图夸克轨迹图问题：问题：质子和中子还能分吗质子和中子还能分吗? ?原子核原子核（带正电带正电）中子中子（不带电不带电）质子质子（带正电带正电）夸克夸克 粒子的家谱粒子的家谱 原子原子原子核原子核质子质子中子中子夸克夸克夸克夸克(不带电不带电) 电子电子 (带负电带负电)(带正电带正电)分子分子1. 1. 夸克还能再分吗？夸克还能再分吗？2. 2. 如果能需要什么条件？如果能需要什么条件？ 应该可以再分，应该可以再分，需要提高粒子的运需要提高粒子的运动速度。动速度。讨论：讨论：加速器加速器工作原理：工作原理：利用磁力加速粒子的运动速度，

14、利用磁力加速粒子的运动速度，一般有回旋加速器直线加速器对撞机等一般有回旋加速器直线加速器对撞机等目前，加速器已经被广泛地应用到目前，加速器已经被广泛地应用到科学研究和医疗等领域，随着对微观粒科学研究和医疗等领域，随着对微观粒子的研究，加速器逐渐成为一种必不可子的研究，加速器逐渐成为一种必不可少的工具少的工具道尔顿道尔顿（原子）（原子）汤姆生汤姆生（电子）（电子）卢瑟福（质子）卢瑟福（质子）查德威克（中子）查德威克（中子）盖尔曼盖尔曼（夸克）（夸克）面对宇宙，你们曾想起了什么？有过多少疑问？一、宇宙的结构二、古人探究宇宙的过程二、古人探究宇宙的过程三、宇宙的形成三、宇宙的形成四、中国人实现的飞天

15、梦四、中国人实现的飞天梦思考：宇宙到底是什么样子？它思考：宇宙到底是什么样子？它的结构是一个什么样子的？的结构是一个什么样子的？战国战国淮南子淮南子 . 原道训原道训：“四方四方上下曰宇，古往今来曰宙。上下曰宇，古往今来曰宙。”以喻天以喻天地地宇宙，它是广袤的空间和其中存在宇宙，它是广袤的空间和其中存在的各种天体以及弥漫在其中的物质的各种天体以及弥漫在其中的物质的总称。通过的总称。通过“哈勃哈勃”空间望远镜空间望远镜等精密仪器的观测，我们发现宇宙等精密仪器的观测，我们发现宇宙它像分子一样不停的运动着。它像分子一样不停的运动着。地球和其他的八颗行星以太阳为心，地球和其他的八颗行星以太阳为心，连同

16、连同66颗卫星，彗星素以千计的小颗卫星，彗星素以千计的小行星和无数的流星行星和无数的流星-太阳系宇宙的结构太阳系和其他的太阳系和其他的1000多亿多亿颗恒星组成颗恒星组成-银河系银河系银河系以外的，我们称之为银河系以外的，我们称之为“河外星系河外星系”，每一个河外星系包括了几亿，几百亿甚至几每一个河外星系包括了几亿，几百亿甚至几千亿的恒星和大量的星云与星际物质，而所千亿的恒星和大量的星云与星际物质，而所有的河外星系又构成了一个有的河外星系又构成了一个总星系总星系距离我们地球距离我们地球200亿光年亿光年的的有一种是星非星的有一种是星非星的天体取天体取名为名为“类星体类星体”，这种这种天天体的发

17、体的发现，将我们人类现，将我们人类的的视线扩展视线扩展到了到了200亿亿光年的光年的星际空间。星际空间。宇宙虽大，但适合人类居宇宙虽大，但适合人类居住的，到目前为止，似乎住的，到目前为止，似乎只有地球，地球的人口迅只有地球，地球的人口迅速增长，可地球上的资源速增长，可地球上的资源却是有限的，于是，近些却是有限的，于是，近些年我们的科学家，向太空年我们的科学家，向太空（金星，火星，月球）发（金星，火星，月球）发射了许多探测器，企图在射了许多探测器，企图在那里寻找那里寻找 ，希，希望有一天，寻找到另一个望有一天，寻找到另一个适合我们居住的地方适合我们居住的地方探测水资源水“量天尺”的单位地球到太阳

18、的平均距离为一地球到太阳的平均距离为一个天文单位（个天文单位（AU).1AU=1.4961011m光在真空中行进一年所经过光在真空中行进一年所经过的距离称一光年。（的距离称一光年。（l.y.）1 l.y.=9.4611015m1986年，四川挖掘的年，四川挖掘的青铜面具，距今约有青铜面具，距今约有5000-3000多年的历史多年的历史古人认为，地球是古人认为，地球是平坦的，并不太大平坦的，并不太大的，能看得到边的，的，能看得到边的，而且，在他们眼中，而且，在他们眼中，天空是一个固定的天空是一个固定的原形屋顶，他从不原形屋顶，他从不远处自上而下，和远处自上而下，和周围的地面连为一周围的地面连为一体体古人眼中的宇宙1473年2月19日，哥白尼生于波兰维斯瓦河畔的托伦，18岁时考入克拉科夫大学。14951496年，他在德国几所大学游学。他自制了三分仪、三角仪、等高仪等器具。 哥白尼说：太阳屹立在宇宙的中心，行星围绕着太阳运行。月亮绕着地球运行，是地球的卫星。哥白尼错误地把太阳说成是宇宙的中心，他的宇宙模式是建立在肉眼观测基础上的太阳系构造图。宇宙的传说 传说，天地刚传说，天地刚开