物质的微观结构

1、LOGO神奇的微观世界神奇的微观世界中卫职业技术学校 张涛探索与发现认识奇妙的微观世界回顾历史宏观、微观运动的区别物质的结构及形态物质的数量级原子结构模型的演变原子结构模型的演变英国物理学家卢瑟福的带核原子结构模或英国物理学家卢瑟福的带核原子结构模或“行星式行星式”原子结构模型原子结构模型参考参考-粒子的散射现象粒子的散射现象丹麦物理学家玻尔的原子轨道模型丹麦物理学家玻尔的原子轨道模型运用量子论观点研究氢原子光谱运用量子论观点研究氢原子光谱现代量子力学原子结构模型（电子云模型）现代量子力学原子结构模型（电子云模型）微观粒子的波粒二象性微观粒子的波粒二象性原子演原子演变及模变及模型结构型结构 1

2、911年年 1913年年 20世纪初世纪初宏观、微观运动的区别宏观物体宏观物体微观粒子微观粒子质量质量很大很大很小很小速度速度较小较小很大（接近光速）很大（接近光速）位移位移可测可测位移、能量位移、能量不可同时测定不可同时测定能量能量可测可测轨迹轨迹可描述可描述（画图或函数描述（画图或函数描述）用电子云描述用电子云描述（用出现机会的大小描述）（用出现机会的大小描述） 物质的结构及形态物质的结构及形态一、物质世界的结构层次一、物质世界的结构层次小到小到10-18 m 10-17 m 的的亚原子粒子亚原子粒子到大至到大至1026 m 的的宇宙半宇宙半径径，跨越了大约，跨越了大约4243个数量级。个

3、数量级。10-4灰尘线度灰尘线度10-10原子线度原子线度10-15原子核线度原子核线度103无线电波波长无线电波波长10-17基本粒子线度基本粒子线度6106地球半径地球半径1.51011日地距离日地距离7.61022银河系半径银河系半径1026（单位：（单位：m）已观测到的宇宙范围极限已观测到的宇宙范围极限E- -15E- -12E- -09E- -06E- -031mE+03E+06E+09E+12E+15E+18E+21E+24E+27最小最小 的细胞的细胞原子原子原子核原子核基本粒子基本粒子DNA长度长度星系团星系团银河系银河系最近恒最近恒星的距离星的距离太阳系太阳系太阳太阳山山哈勃

4、半径哈勃半径超星系团超星系团人人蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次蛇吞尾图，形象地表示了物质空间尺寸的层次微观系统微观系统介观系统介观系统宏观系统宏观系统宇观系统宇观系统依照物质的运动规律做了依照物质的运动规律做了系统性系统性划分划分 渺观系统渺观系统原子尺度数量级的客体，用原子尺度数量级的客体，用量子力学量子力学处理处理接近人体尺度附近几个数量级的物体，用接近人体尺度附近几个数量级的物体，用经典力学经典力学处理处理把由十几个到数百个原子组成的团簇及同量级的物体把由十几个到数百个原子组成的团簇及同量级的物体物理学以及物理学与其他学科交叉的边缘学科在物质世物理学以及物理学与其他学科交叉的边

5、缘学科在物质世界中许多层次都有研究。界中许多层次都有研究。固体物理学固体物理学固体固体等离子体物理学等离子体物理学等离子体等离子体高分子化学高分子化学10-9分子分子分子物理学分子物理学10-10原子原子化学物理、化学化学物理、化学10-14原子核原子核相关专业学科相关专业学科空间尺度数量级空间尺度数量级(单位：单位：m)层次名称层次名称原子、原子核、粒子物理学原子、原子核、粒子物理学液体动力学液体动力学气体动力学气体动力学介观物理学介观物理学凝聚态物理学凝聚态物理学地球、生物物理学地球、生物物理学天体物理学天体物理学天文学天文学宇宙学宇宙学10-610-8介观物质介观物质气体气体液体液体10610-3凝聚态物质凝聚态