1、第一節探索微觀世界的歷程第十六章 粒子和宇宙德謨克利特（公元前460公元前370） 正像綠墻是由樹干和枝葉組成似的， 德謨克利特大自然的物都是由看不見的微小粒子原子構成,原子不能消失，但也不會無中生有. 德謨克利特的原子論缺少科學的實驗基礎，德謨克利特的原子論缺少科學的實驗基礎，長期以來并不為人們所認同長期以來并不為人們所認同. .直到直到1717世紀，以世紀，以“化學之父化學之父”道爾頓和玻意耳為代表的科道爾頓和玻意耳為代表的科學家通過大量的實驗才復活學家通過大量的實驗才復活和確立了原子論和確立了原子論. .“化學之父化學之父”道爾頓道爾頓（1766184417661844） 1811181

2、1年，意大利的科學家阿伏伽德羅進一年，意大利的科學家阿伏伽德羅進一步指出，物質一般不是直接由原子組成，步指出，物質一般不是直接由原子組成，而是由幾個原子相結合的分子構成的。而是由幾個原子相結合的分子構成的。DNA分子結構用場離子顯微鏡拍攝的鎢針針尖上的原子圖樣揭開原子的揭開原子的”面紗面紗” 電子的發現 1897 1897年，英國的物理學家年，英國的物理學家湯姆孫發現，陰極放射線在湯姆孫發現，陰極放射線在電場或磁場的作用下可發生電場或磁場的作用下可發生偏轉，方向與帶負電的粒子偏轉，方向與帶負電的粒子相同，從而發現了電子。相同，從而發現了電子。 湯姆孫（18561940） 電子的發現，電子的發現

3、，打破了原子不可分的概念，打破了原子不可分的概念，是人類對物質結構認識是人類對物質結構認識上的一次飛躍，上的一次飛躍，并掀起了新一輪探索物質微觀結構的熱潮并掀起了新一輪探索物質微觀結構的熱潮. . -粒子散射實驗-盧瑟福（18711937） 【粒子散射實驗】最終結論大多數散射角很小，約大多數散射角很小，約1/80001/8000散射大于散射大于9090； 極極個別的散射角等于個別的散射角等于180180. .正電荷集中在原子中心正電荷集中在原子中心. .課外延伸進一步驗證了原子核的存在進一步驗證了原子核的存在. 盧瑟福的實驗讓人們認識到原子雖小，里面卻十分空曠.如果我們將原子放大成直徑上百米的

4、足球場，在其中央有一顆稱為原子核的小米粒，其直徑不到原子直徑的萬分之一，而它的質量卻占整個原子質量的99.94以上。著名的著名的 粒子散射實驗粒子散射實驗 1909190919111911年，英國物理學家盧年，英國物理學家盧瑟福和瑟福和 他的助手們進行了他的助手們進行了 粒子散射實驗粒子散射實驗我學 我用盧瑟福提出的原子核式結構在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里帶負電的電子在核外空間繞著核旋轉體育場體育場 根據盧瑟福的原子結構模型，原子內部是十分根據盧瑟福的原子結構模型，原子內部是十分“空曠空曠”的，舉一個的，舉一個簡單的例子：簡單的例子：原子

5、原子原子核原子核 19191919年，盧瑟福用粒子轟擊氮核，得到了質子，年，盧瑟福用粒子轟擊氮核，得到了質子，進而猜想原子核內存在不帶電的中子，這一猜想被進而猜想原子核內存在不帶電的中子，這一猜想被他的學生查德威克用實驗證實，并得到公認他的學生查德威克用實驗證實，并得到公認質子質子中子中子核子核子質子數質子數電荷數電荷數19191932年，盧瑟福和他的學生先后發現了帶正電的質子和不帶電的中子。思考： 原子核是由_和_組成的，其中_帶正電，_不帶電，所以原子核帶_。 1964 1964年，美國物理學家蓋爾曼在費米、楊振寧、坂田昌一年，美國物理學家蓋爾曼在費米、楊振寧、坂田昌一的研究基礎上，提出了

6、質子、中子、介子、超子等都是由三種的研究基礎上，提出了質子、中子、介子、超子等都是由三種基礎粒子組成，它們分別稱為上夸克、下夸克、奇異夸克。基礎粒子組成，它們分別稱為上夸克、下夸克、奇異夸克。原子核夸克原子質子 中子 華裔科學家丁肇中華裔科學家丁肇中在在19741974年又發現了一種年又發現了一種稱為稱為 的粒子，的粒子，因而獲得因而獲得1976年諾貝爾物理學獎. . J J納米技術 納米技術是納米技術是2020世紀世紀9090年代年代出現的一門新興技術出現的一門新興技術. .它是在它是在0.100.10至至100100納米納米( (即十億分之一米即十億分之一米) )尺度的尺度的空間內，研究空

7、間內，研究電子、原子和分子運動規律和特性電子、原子和分子運動規律和特性的嶄新技術。的嶄新技術。納米氧化鈦 納米鈦可耐腐蝕，用其涂覆的物納米鈦可耐腐蝕，用其涂覆的物品既能耐沸水，又能在海水中浸品既能耐沸水，又能在海水中浸泡泡1010年不損，它還有神奇的自我年不損，它還有神奇的自我修復能力，可作為金屬、非金屬修復能力，可作為金屬、非金屬材料通用的修補劑。材料通用的修補劑。 納米零件納米薄膜應用議一議議一議心動心動 不如行動不如行動下列實例中，利用納米材料特殊作用的是下列實例中，利用納米材料特殊作用的是（ ） A. A. 為了裝飾，在墻壁上涂刷了為了裝飾，在墻壁上涂刷了“立立 邦邦”漆，漆，漆能吸附在墻上漆能吸附在墻上 B. B. 用膠水可以把兩張紙粘在一起用膠水可以把兩張紙粘在一起 C. C. 用納米陶瓷粉制成的陶瓷不易撞碎，具有用納米陶瓷粉制成的陶瓷不易撞碎，具有一定的塑性一定的塑性 D. D. 小雨天氣，羽絨服裝不易被雨水淋濕小雨天氣，羽絨服裝不易被雨水淋濕實際應用實際應用 1909年到1911年，盧瑟福等人無數次地用高速粒子流轟擊金箔，發現原子中帶正電的物質只占