一、探索微观世界的历程

1、第十六章 第一节 探索微观世界的历程 义县第二初级中学周玲学习目标1、通过查阅资料，了解人类探索微观世界的历程，并认识到这种探索将不断深入。2、了解电子的发现过程和原子的核式结构模型。3、了解夸克模型。4、通过查阅资料，初步了解纳米材料的应用和发展前景。5、感受科学发展过程中蕴藏着的科学精神和人文情操。6、培养将科学技术应用于社会生活的意识。德谟克利特玻意耳和道尔顿汤姆生卢瑟福质子中子盖尔曼粒子探索的历程小组展示 请各小组根据课前查阅的资料进行展示。一、思维的火花德谟克利特（约公元前460约公元前370） “正像绿墙是由树干和枝叶组成似的，大自然的万物都由看不见的微小粒子原子构成。原子不能消失

2、，但也不会无中生有。”德谟克利特二、走向科学德谟克利特的原子论缺少科学的实验基础，长期以来并不为人们所认同。直到17世纪，以道尔顿和玻意耳为代表的科学家通过大量的实验才复活和确立了原子论。道尔顿（17661844） 1811年，意大利科学家阿伏伽德罗进一步指出，物质一般不是直接由原子组成，而是由几个原子相结合的分子构成的。二、走向科学用场离子显微镜拍摄的钨针针尖上的原子图样DNA分子结构分子由原子组成的两种形式1. 不同原子组成的分子构成化合物2. 相同原子组成的分子构成单质化合物单质你知道吗？1cm3水中有3.3X1022个水分子，10亿人每人每分钟数100个，日夜不停地数，要数60万年。三

3、、揭开原子的“面纱”电子的发现： 1897年，英国的物理学家汤姆生发现，阴极射线在电场或磁场的作用下可发生偏转，偏转方向与带负电的粒子相同，从而发现了电子。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。原子的“枣糕”模型思考：电子带负电，而原子显电中性，带

4、正电的部分呢？卢瑟福对原子的“枣糕”模型提出了质疑。原子核式结构模型【 粒子散射实验】从1909年到1911年，英国科学家卢瑟福等人无数次地用高速粒子轰击金箔，发现原子中带正电的物质只占很小的体积，但密度很大，几乎集中了原子的全部质量。原子核非常小 卢瑟福的实验让人们认识到原子虽小，里面却十分空旷，如果我们将原子放大成直径上百米的足球场，在其中央有一颗称为原子核的小米粒，其直径不到原子直径的万分之一，而它的质量却占整个原子质量的99.94以上。体育场原子原子核二、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。4.原

5、子核带正电量与核外电子带负电量相等。3.原子内部很空，电子非常小，质量可忽略不计。【卢瑟福.E】【简介】原子核式结构 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“”。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”。 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，卢瑟福用粒子轰击氮

6、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是质子质量的2倍，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。原子核还能分吗?【思考】四、探索未有穷期【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。4.不是所有的原子核内都有中子，例如氢。3.原子核内质子和中子质量相当,依靠核力结合。2.原子核内质子数和核外电子数相等。【查德威克】【简介】 1891年出生在英国，中学时代成绩

7、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。质子和中子还能分吗?【思考】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。先后发现了上夸克、下夸克、奇异夸克。他因此获得了1969年度诺贝尔物理学奖。盖尔曼的“夸克” 模型1974年华裔科学家丁肇中和里克特又发现了

8、粲夸克，因此获得1976年诺贝尔物理学奖。以后又发现了底夸克和顶夸克。至今我们已经知道共有6种夸克。四、探索未有穷期我们一起来总结原子内部结构大分子核外电子中子质子原子原子核化合物单质分子夸克夸克【思考】夸克还能再分吗？怎么分？还有更多的微观世界等待我们去探索（提高粒子的运动速度）各级微小粒子的发现过程有什么共同特点?【归纳】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。【粒子加速器】【思考】如何提高粒子的撞击能量?四、纳米科技：从幻想到现实纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术。它是在0.1100 nm尺度的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术。纳米技术

9、的应用纳米墙壁漆不会脏的墙壁漆 无毒无味，不起皮，有高强的硬度和耐洗刷性，对建筑材料有很强的的附着力，耐脏，防油防水。会自洁的纳米领带 高科技-纳米织物整理技术（环保 无毒）领带具有：防水防污 、除菌防霉、防辐射防静电等效果，可保持领带永洁常新。 纳米能量口罩 具有杀菌、除臭、高度阻隔飞沫、透气、抗紫外线、消炎消肿、活血镇痛等功效 纳米陶瓷杯 用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韧性。纳米陶瓷杯还具有保健作用具有自洁功能的纳米窗帘、纳米墙纸能自发热的纳米护膝纳米纺织1. 物理学家卢瑟福建立了_模型，该模型认为，原子是由_和_构成的，原子核位于原子的_，核外电子受原子核的吸引，绕核_。课堂练习2. 原子核是由_和_构成的，质子带_电，中子_带电。质子和中子