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1、第一节第一节 走进微观走进微观第十章第十章 小粒子与大宇宙小粒子与大宇宙尘土、树木、水、火焰、空气、星辰，我们周围尘土、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。的一切，包括有生命的和无生命的，都是物质。从无限的宇宙到微小的基本粒子，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。物质以各种各样的形态展现着。仰望天空，群星闪烁。宇宙到底有多大呢？人们还在探究。仰望天空，群星闪烁。宇宙到底有多大呢？人们还在探究。在我们的周围，有潺潺的流水，美丽的鲜花，飞翔在我们的周围，有潺潺的流水，美丽的鲜花，飞翔的小鸟，嬉闹的人群。这便是人们熟悉的世界。的小鸟，嬉
2、闹的人群。这便是人们熟悉的世界。在人们不能直接看到的世界里，同样奥秘无穷。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、分子、原子那里有细胞、病毒、分子、原子目前科学家目前科学家的研究已进入这样的微观世界。的研究已进入这样的微观世界。自然的尺度自然的尺度物质是由什么组成？物质是由什么组成？古希腊人认为宇宙万物有古希腊人认为宇宙万物有水、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有物有金、木、水、火、金、木、水、火、土土组成，称为组成，称为“五行说五行说”后来，人们认识到若物质无限的分下去，所得颗后来，人们认识到若物质
3、无限的分下去，所得颗粒愈来愈小，小到这种颗粒能保持化学性质不变粒愈来愈小，小到这种颗粒能保持化学性质不变为止，通常所说的物质就是由这种颗粒构成的。为止，通常所说的物质就是由这种颗粒构成的。1811年，意大利物理学家年，意大利物理学家阿伏家德罗阿伏家德罗第一个把这第一个把这种颗粒命名为种颗粒命名为“分子分子”现在，人们认为物质是由分子或原现在，人们认为物质是由分子或原子组成的，现代科技可以使人们观子组成的，现代科技可以使人们观察到构成物质的分子或原子。察到构成物质的分子或原子。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
4、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。20世纪中叶，人类为世纪中叶，人类为了探索微观世界的奥了探索微观世界的奥秘，制造了各种类型秘，制造了各种类型的离子加速器。借助的
5、离子加速器。借助不断完善的离子加速不断完善的离子加速器，还发现了哪些离器，还发现了哪些离子？子？子、子、介子、介子、 介子、介子、超子、超子、超子、超子、 子等子等这些离子这些离子400余粒是比原子核更深一个层次的物质存余粒是比原子核更深一个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，还有待于同学们去揭开。止，微观世界的神秘面纱，还有待于同学们去揭开。考考你考考你1、我们周围的空气、鲜花、树木、动物、水和石头等都、我们周围的空气、鲜花、树木、动物、水和石头等都是是 。2、我们周围的一切物质都是由、我们周围的一切
6、物质都是由 或或 组成的。组成的。3、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汤姆生发现了 ；1909年卢瑟福年卢瑟福在进行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。4、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。 物质物质分子分子原子原子原子原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子中子质子质子中子中子第二节第二节 看不见的运动看不见的运动我们知道物质是我们知道物质是由大量分子构
7、成由大量分子构成的，你还想知道的，你还想知道什么？什么？物质的分物质的分子是如何子是如何排列的？排列的？分子是否分子是否运动？运动？分子之间是否分子之间是否有力的作用？有力的作用？分子很小，也很轻，肉眼是看不见的，分子有间隙吗？分子很小，也很轻，肉眼是看不见的，分子有间隙吗？将机油装入一个壁将机油装入一个壁很厚相当坚固的钢很厚相当坚固的钢筒中，然后加上筒中，然后加上2万个标准大气压的万个标准大气压的高压。高压。结果钢筒结果钢筒“流泪流泪”了，也就是说了，也就是说机油从钢筒里渗机油从钢筒里渗透出来。说明固透出来。说明固体分子间也存在体分子间也存在间隙。间隙。分子之间有分子之间有间隙间隙分子是运动
8、还是静止的？分子是运动还是静止的？一切物体的分一切物体的分子都在不停地子都在不停地做无规则的运做无规则的运动动不同的物质在互相接触时，彼此不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做进入对方的现象，叫做扩散扩散。分子之间既有引分子之间既有引力又有斥力，当力又有斥力，当分子之间的距离分子之间的距离比较大时，分子比较大时，分子之间的作用力表之间的作用力表现为引力；当分现为引力；当分子之间的距离比子之间的距离比较小时，分子之较小时，分子之间的作用力表现间的作用力表现为斥力。物体很为斥力。物体很难被拉开，说明难被拉开，说明分子间存在引力；分子间存在引力；物体很难被压缩，物体很难被压缩，说明分子间存在说明分子间存在斥力。斥力。分子间存在引力和分子间存在引力和斥力斥力物质中的分子状态物质中的分子状态北京古观象北京古观象哈哈勃勃空空间间望望远远镜镜国际空间站国际空间站火星探索的漫游者火星探索的漫游者神奇的宇宙世界
