初中物理沪科版(2024)八年级全册(2024)第一节 走进微观说课ppt课件
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这是一份初中物理沪科版(2024)八年级全册(2024)第一节 走进微观说课ppt课件,共24页。
你是否发现,土块可碎成土粒,土粒又可碎为细小的颗粒。想一想,细小颗粒还可以再分吗?能否无限地分下去?让我们带着这些问题走进神秘的微观世界。
1.能了解微观世界的大致尺度。2.了解原子的核式结构模型。3.能体会物理学研究中建构模型的重要性。4.了解人类探索微观世界的大致历程。
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。物质在不停地运动,并以各种各样的形态存在着。
仰望夜空,群星闪烁。茫茫无际的宇宙(图 12-1),神秘且迷人,而人类的探索,也到达了距离我们 1026 m 的宇宙深处。
在我们的身边,有潺潺的流水、美丽的鲜花、苍翠的树木、嬉戏的儿童(图 12-2)这便是我们能看见的熟悉世界。
在人们不能直接看到的世界里,同样奥秘无穷。那里有细胞、病毒(图12-3)、分子、原子随着现代科技的发展,科学家的研究已深入 10-19 m 的微观领域。
从看不见的微粒到无垠的宇宙,人类孜孜不倦地探索物质世界的奥秘。
物质是由什么组成的呢?从古到今,人们一直在探寻着这个问题的答案。 很早以前,我们的祖先认为宇宙万物由金、木、水、火、土组成,这被称为“五行说”;古希腊人认为宇宙万物由水、火、土、气组成,这被称为“四元素说”。后来,人们认识到,若将物质无限地分下去,会越分越小,小到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组成的。
古希腊哲学家德谟克里特 (Demcritus,约前 460—约前 370)认为宇宙万物由原子构成,原子是极微小的、不可分割的粒子。19 世纪初,英国科学家道尔顿 (J. Daltn,1766— 1844) 在实验的基础上提出了原子论。1811年,意大利科学家阿伏加德罗 (A. Avgadr,1776— 1856) 将保持物质性质不变的颗粒命名为“分子”。后来,人们又发现分子也有结构,它们是由原子构成的。
通常,物质是由分子或原子构成的。电子显微镜 (EM) 等现代科学工具的发明,揭开了微观世界神秘的面纱,使我们能够观察到分子或原子。例如,图 12-4 是放大后硅表面的原子排列图像。
人们已发现,分子由原子构成。有的分子由单个原子构成,叫做单原子分子。例如,氦气、氖气等稀有气体的分子就是单原子分子。绝大多数分子由多个原子构成,叫做多原子分子。例如,水分子就是多原子分子,它由两个氢原子和一个氧原子构成 (图 12-5) 。
19 世纪初,人们认为原子是构成物质的不可再分割的最小颗粒。然而,原子真的不可再分吗?
1897 年,英国物理学家汤姆孙(J. J. Thmsn,1856 — 1940)在研究阴极射线时 (图 12-6) 发现了电子——人类发现的第一个比原子小的粒子。电子带负电,是原子的构成部分之一。它的发现打破了原子不可再分的传统观念,激发了人们探索原子内部结构的热情。
汤姆孙发现电子后,人们开始探索原子中正、负电荷的分布,构建了原子结构模型。汤姆孙提出了一种模型,他认为正电荷均匀分布在整个原子内,电子则镶嵌其中,被称为“枣糕模型”。此模型有一定意义,但不能解释后来的 α 粒子散射实验。
1911 年,卢瑟福 (E. Rutherfrd,1871 — 1937,图 12-7) 在 α 粒子散射实验的基础上,提出了原子核式结构模型 (图 12-8) 。他认为原子是由原子核和电子构成的,带正电的原子核位于原子中心,体积小,但几乎集中了原子的全部质量;带负电的电子在不同的轨道上绕原子核运动,就像行星绕着太阳运动一样。
20 世纪初,科学家在探索物质结构的历程中,相继发现原子核可以释放出质子和中子,质子带正电荷,中子不带电,原子核由质子和中子构成 (图12-9) 。随着科学探索不断深入,科学家发现质子和中子还可以再分,它们都是由被称为夸克的更小粒子构成的。
20 世纪中叶起,为了探索微观世界的奥秘,人类制造了各种类型的加速器 (图 12-10)。借助于不断完善的粒子加速器,又发现了 μ 子、π 介子、K 介 子、Λ 超 子、Σ 超子及 τ 子等 400 余种粒子。这些粒子是比原子核更深层次的物质存在形式。人类对自然界的认识永无止境,探索永不停止,微观世界的神秘面纱还有待同学们去揭开。
1. 在下列科学家中,对发现电子作出重大贡献的是 ( )。
A. 卢瑟福 B. 阿伏加德罗 C. 汤姆孙 D. 道尔顿
2. 下列对微观世界的描述中正确的是( )。
A. 电子的发现说明原子是可分的 B. 原子是构成物质的最小微粒
C. 中子和电子绕着原子核运动 D. 我们可以直接用眼睛看见分子
3. 原子的核式结构模型是由卢瑟福根据 α 粒子散射实验提出的。请用图形和文字描述原子的核式结构模型。
4. 原子核由哪些更小的粒子构成?这些粒子分别带有什么电荷?
5.* 查阅资料,收集与夸克相关的科技信息,在此基础上写一篇关于人类探索微观世界的小论文。
原子核由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电。
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