第十一章小粒子與大宇宙第一節走進微觀 1 知道宇宙是由物質組成的 物質是由分子和原子組成的 2 初步了解原子的核式模型 3 對物質世界從微觀到宏觀的尺度有大致的數量級的概念 4 大致了解人類對物質世界的探索經歷了漫長的過程 并認識到將不斷深入探索 塵土 樹木 水 火焰 空氣 星辰 我們周圍的一切 包括有生命的和無生命的 都是物質 從無限的宇宙到微小的基本粒子 物質以各種各樣的形態展現著 仰望天空 群星閃爍 宇宙到底有多大呢 人們還在探究 在我們的周圍 有潺潺的流水 美麗的鮮花 飛翔的小鳥 嬉鬧的人群 這便是人們熟悉的世界 在人們不能直接看到的世界里 同樣奧秘無窮 那里有細胞 病毒 分子 原子 目前科學家的研究已進入這樣的微觀世界 從微觀世界到無限的宇宙 存在各種各樣的物質 科學家們正在探究著物質的奧秘 物質是由什么組成的 古希臘人認為宇宙萬物由水 火 土 氣組成 稱為 四元素說 我們的祖先認為宇宙萬物由金 木 水 火 土組成 稱為 五行說 后來 人們認識到若將物質無限地分下去 所得顆粒愈來愈小 小到這種顆粒能保持化學性質不變為止 通常所說的物質就是由這種顆粒構成的 1811年 意大利物理學家阿伏加德羅第一個把這種顆粒命名為 分子 現在 人們認為物質是由分子或原子組成的 現代科技可以使人們觀察到構成物質的分子或原子 放大后的硅表面的原子圖像 DNA生物大分子結構示意圖 干旱的田龜裂為土塊 土塊可碎成細泥 細泥又碎為沙塵 沙塵還能繼續分裂嗎 沙塵隨風飄蕩 會消失得無影無蹤嗎 平時我們應多植樹造林 保護生態平衡 避免沙塵暴這種現象的發生 分子有多小 氫分子是最小的分子 其尺度相當于一根頭發絲直徑的十萬分之一 質量只有10 27kg左右 水分子的直徑大約是4 10 10m 1cm3的水中就會有3 34 1022個水分子 一個水分子的質量只有3 10 26kg 各種分子的直徑只有幾萬分之一個納米左右 據估計一只螞蟻一口水就吞下2 1010個水分子 10萬個氧分子依次排列起來 總長僅0 03mm 分子是組成物質的最小微粒嗎 還可以分割嗎 分子不是組成物質的最小微粒 還可以再分割 19世紀初 英國科學家道爾頓證明了原子的存在 有的分子由單個原子組成 叫做 單原子分子 絕大多數分子由多個原子組成 叫做 多原子分子 湯姆孫與棗糕模型 棗糕模型 原子核式結構模型 盧瑟福與原子核式結構模型 物質的微觀層次圖 20世紀中葉 人類為了探索微觀世界的奧秘 制造了各種類型的加速器 借助不斷完善的粒子加速器 還發現了哪些粒子 子 介子 介子 超子 超子 子等 這些離子400余粒是比原子核更深一個層次的物質存在形式 人類對自然界的認識永無止境 探索永不停止 微觀世界的神秘面紗還有待于同學們去揭開 1 我們周圍的空氣 鮮花 樹木 動物 水和石頭等都是 2 我們周圍的一切物質都是由或組成的 3 19世紀初英國科學家道爾頓證明了 的存在 1897年英國物理學家湯姆孫發現了 1911年盧瑟福在進行 離子散射實驗后 提出了 模型 物質 分子 原子 原子 電子 原子的核式結構 4 原子是由 和 組成的 原子核是由 和 組成的 其中 帶正電 不帶電 原子核 電子 質子 中子 質子 中子 5 下列選項中 由同種分子或原子組成的是 A 黃金 空氣 水B 黃金 鐵 銅C 水 酒精 油D 冰 水 水蒸氣 D 6 阿伏加德羅發現18g的水含有6 02 1023個水分子 由此我們可以知道每個水分子的質量是多少 每個水分子的體積是多少 答案 2 99 10 23g 2 99 10 23cm3 原