第一节：走进微观

1、一、自然的尺度一、自然的尺度尘土、树木、水、火焰、空气、星辰，我们周围的尘土、树木、水、火焰、空气、星辰，我们周围的一切，包括有生命的和无生命的，都是物质。一切，包括有生命的和无生命的，都是物质。1 1、一切物体都是由物质组成的。、一切物体都是由物质组成的。从无限的宇宙到微小的基本粒子，物质以各种各样的从无限的宇宙到微小的基本粒子，物质以各种各样的形态展现着。形态展现着。第一节：第一节： 走进微观走进微观茫茫宇宙茫茫宇宙我们熟悉的世界我们熟悉的世界用电子显微镜观察用电子显微镜观察到的到的SARSSARS病毒病毒2 2、宏观领域宏观领域中的物质中的物质尺度大尺度大，一般能被，一般能被 肉眼直接看

2、到；肉眼直接看到；微观领域微观领域中的物质中的物质尺尺 度小度小，不能直接看到，必须借助，不能直接看到，必须借助电子电子 显微镜显微镜才能看到。才能看到。3 3、目前，人类能观测到的空间最远已到达、目前，人类能观测到的空间最远已到达 10102626m m的宇宙深处。的宇宙深处。 科学家的研究已深入到了科学家的研究已深入到了1010-15-15m m的微观的微观 领域。领域。二、物质的组成二、物质的组成1 1、物质组成的两种假说：、物质组成的两种假说：a a、古希腊人的、古希腊人的“四元素说四元素说：b b、我国古代的、我国古代的“五行说五行说”古希腊人认为宇宙万物由古希腊人认为宇宙万物由水、

3、火、土、气水、火、土、气组成，称组成，称为为“四元素说四元素说”我们的祖先认为宇宙万我们的祖先认为宇宙万物由物由金、木、水、火、金、木、水、火、土土组成，称为组成，称为“五行说五行说”物质是由什么组成？物质是由什么组成？后来，人们认识到若将物质无限的分下去，所得颗粒越分越小，小后来，人们认识到若将物质无限的分下去，所得颗粒越分越小，小到这种颗粒能保持物质的性质不变为止，通常所说的物质就是由这到这种颗粒能保持物质的性质不变为止，通常所说的物质就是由这种颗粒构成的。种颗粒构成的。18111811年，意大利物理学家阿伏家德罗最早把这种颗年，意大利物理学家阿伏家德罗最早把这种颗粒命名为粒命名为“分子分

4、子”2 2、物质是由分子组成的。、物质是由分子组成的。a a、什么叫分子？、什么叫分子？ 组成物质的，能保持组成物质的，能保持物质的性质物质的性质不不变变 的最小颗粒叫分子。的最小颗粒叫分子。b b、分子的命名者、分子的命名者-阿伏伽德罗阿伏伽德罗分子有多小？分子有多小？C C、分子很小，分子直径的数量级为、分子很小，分子直径的数量级为1010-10-10m m氢分子是最小的分子，其尺度相当于一根头发丝氢分子是最小的分子，其尺度相当于一根头发丝的直径的十万分之一，质量只有的直径的十万分之一，质量只有10-27kg左右。左右。水的分子的直径大约是水的分子的直径大约是410-10m，1cm3的的水

5、中就会有水中就会有3.341022个水分子，一个水分个水分子，一个水分子的质量只有子的质量只有310-26kg。各种分子的直径都只有几万分之一个纳各种分子的直径都只有几万分之一个纳米左右，据估计一只蚂蚁一口水就吞下米左右，据估计一只蚂蚁一口水就吞下21010个水分子，个水分子，10万个氧分子依次排万个氧分子依次排列起来，总长仅列起来，总长仅0.03mm。后来，人们发现分子也有结构，它们是由原子组成的。后来，人们发现分子也有结构，它们是由原子组成的。d d、通常，物质是由、通常，物质是由分子分子或或原子原子组成的。组成的。放大后的硅表放大后的硅表面的原子图像面的原子图像置疑：分子是组成物质的最小

6、微粒吗？还可以分割吗？置疑：分子是组成物质的最小微粒吗？还可以分割吗？分子不是组成物质的最小微粒分子不是组成物质的最小微粒, ,还可以再分割还可以再分割,19,19世世纪初纪初, ,英国科学家英国科学家道尔顿道尔顿证明了证明了原子原子的存在的存在, ,有的分有的分子由单个原子组成子由单个原子组成, ,叫做叫做“单原子分子单原子分子”；绝大多；绝大多数分子由多个原子组成数分子由多个原子组成, ,叫叫“多原子分子多原子分子”。英国科学家英国科学家道尔顿道尔顿证明了证明了原子原子的存在。的存在。三、微观粒子三、微观粒子分子分子多原子分子多原子分子单原子分子单原子分子如：水分子、如：水分子、DNADN

7、A生物大分子生物大分子等等如：硅分子、金属分子等如：硅分子、金属分子等1 1、分子分子是由是由原子原子组成的。组成的。水分子模型水分子模型氧原子氧原子氢原子氢原子2 2、原子的结构、原子的结构18971897年英国物理学家年英国物理学家汤姆生发现汤姆生发现阴极射阴极射线是由速度很高的带负电的粒子组成，这线是由速度很高的带负电的粒子组成，这种粒子就是种粒子就是“电子电子”，电子，电子来自原子的内来自原子的内部，电子的发现说明原子是部，电子的发现说明原子是可分可分的。的。卢瑟福卢瑟福的原子的原子核式结构核式结构模型模型原子原子原子核：原子核：核外电子：核外电子：是原子的中心，是原子的中心，其其体积

8、体积很小，很小，质量质量很大，很大，带带正正电。电。在不同的轨道上在不同的轨道上绕原子核绕原子核运动，运动，其其质量质量很小，很小，带带负负电。电。原子原子核式结构核式结构模型模型类比：类比： 太阳系太阳系3 3、原子核的结构：、原子核的结构：原子核原子核质子：质子：中子：中子：带正电带正电不带电不带电注意：原子核内质子和中子的数目注意：原子核内质子和中子的数目 不都是不都是相等的。相等的。2020世纪，科学家在探索物质结构的历程中，相继发现原子核可世纪，科学家在探索物质结构的历程中，相继发现原子核可以放出质子和中子，质子带正电荷，中子不带电，由此知道原以放出质子和中子，质子带正电荷，中子不带

9、电，由此知道原子核是由质子和中子组成的。子核是由质子和中子组成的。质子和中子都是由质子和中子都是由夸克夸克组成的组成的2020世纪世纪6060年代，科学家发现质子和中子都是年代，科学家发现质子和中子都是由被称为由被称为“夸克夸克”的更小的粒子组成的更小的粒子组成5 5、粒子加速器、粒子加速器 物质物质分子分子原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子夸克夸克夸克夸克考考你考考你1、我们周围的一切物质都是由、我们周围的一切物质都是由 或或 组成的。组成的。2、19世纪初英国科学家道尔顿证明了世纪初英国科学家道尔顿证明了 的存在；的存在； 1897年英国物理学家汤姆生发现了年英国物理学家

10、汤姆生发现了 ； 1909年卢瑟福在进行年卢瑟福在进行离子散射实验后，提出了离子散射实验后，提出了 模型。模型。3、原子是由、原子是由 和和 组成，原子核是由组成，原子核是由 和和 组成；其中组成；其中 带正电，带正电， 不带电。不带电。 分子分子原子原子原原子子电子电子原子的核式结构原子的核式结构原子核原子核电子电子质子质子中中子子质质子子中子中子5 5、阿伏加德罗发现、阿伏加德罗发现18g18g的水含有的水含有6.026.0210102222个个 水分子，由此我们可以知道：水分子，由此我们可以知道： 每个水分子的质量是多少？每个水分子的质量是多少？ 每个水分子的体积是多少？每个水分子的体积是多少？答案：答案：2.992.991010-23-23g g答案：答案：2.992.991010-23-23cmcm3 36 6、下图所示