2026年春沪粤版八年级物理下册 10.1 探索微观（课件）

第十章 从粒子到宇宙10.1 探索微观 自然界中的物质是由什么组成的呢？从古至今，人们一直在探寻着这个问题的答案。古希腊人认为宇宙万物由水、火、土、气组成，称为“四元素说”我们的祖先认为宇宙万物由金、木、水、火、土组成，称为“五行说”做一做：把一张纸分成两份，再分成四分，一直分下去，最多能分成多少份？可以分到什么时候为止呢？可以一直分割下去吗？在生活中，我们见过这样的现象：铁铲用久会变薄以上现象有什么共同特点？德谟克里特认为，石块、铁铲、花粉……它们是很微小地一点点散失的。因此他猜想，大块物体是由极小的物质粒子组成的。德谟克里特把这种物质微粒叫做“原子”，这个词的意思是“不可再分割的颗粒”。(德谟克里特提出的“原子”并非今天科学意义上的原子) 猜想是经验素材和科学理论之间的一座桥梁，是一种重要的科学研究方法。由于物质微粒非常微小，人们无法用肉眼进行观察，因而，研究物质结构时，经常需要猜想。历史的脚步迈过曲折的2000多年大块物质是由极小的物质微粒组成的“原子”保持物质化学性质不变的最小微粒“分子”物理学中，把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子。DNA(脱氧核糖核酸)大分子结构图分子很小，用普通的显微镜无法看到，需要用电子显微镜进行观察。直径质量体积算一算分子直径相当于多少nm？进行实验： 【实验】想象分子的大小分子的直径很小，自然它的体积很小。通常1 cm3的空气中，约有2.7×1019个分子，如果在一个容积为1 cm3的小盒子上开一个小孔，每秒让1亿个分子跑出来，要经过9 000 年，容器中的分子才能全部跑出来。假如有这么多数目的砖块，它们不仅能将地球铺满，而且厚度可达120 km。分子是一种极小的微粒。分子的发现并没有终止科学家探究物质结构的步伐，19世纪初，英国科学家道尔顿证明了原子的存在。有的分子由单个原子组成，叫做“单原子分子”；绝大多数分子由多个原子组成，叫做“多原子分子”。分子非常的小，直径约为10-10m。分子还可以再分吗？多原子分子单原子分子原子还能够再继续分下去吗？19世纪末，科学家用真空管进行放电实验，发现管的阴极能发出一种射线。1897年，英国科学家汤姆孙进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒组成的，它们是从原子内部发出的，这种微粒叫做电子。 汤姆孙(1856-1940)原子内部既然有带负电的电子，但是原子却不对外显示电性，并且十分稳定，这是为什么呢？汤姆孙认为，原子像一个实心球体，均匀分布着带正电的粒子，电子镶嵌在其中，犹如糕中的枣儿，因此被称为“枣糕模型”。汤姆孙提出的原子模型并没有实验结果的支撑。1911年，其学生卢瑟福基于 α 射线（带正电的粒子流）轰击金箔的实验，提出了他的原子核式结构模型。若原子结构与汤姆生模型相似，会发生什么现象？ α 粒子散射实验根据汤姆孙模型计算的结果：电子质量很小，对 α 粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，α 粒子所受库仑力也很小，故 α 粒子偏转角度不会很大。卢瑟福的“核式模型”否定了汤姆孙的“枣糕模型”，但是它也并不是完美的。根据卢瑟福的“核式模型”的原子结构，很自然会提出问题：原子核内有些什么？科学家发现，氢原子结构最简单，核外只有一个电子。如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量，则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核叫做质子。实验表明，质子是原子核的组成部分。原子核1932年，卢瑟福的学生，英国物理学家查德威克（1891—1974）从实验中发现，原子核中还有一种不带电的粒子，它的质量跟原子差不多，这种粒子叫做中子。质子和中子统称核子。原子核中的质子和中子的数目称作核子数。各元素原子核的核子数一般是不同的。经过科学家们的一步步探究，如今我们也知道了原子的结构是怎样的。原子核质子(带正电)中子(不带电)核外电子（带负电）“核子” 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子：原子原子核下图是根据卢瑟福模型画出的氢、氦、锂原子的示意图，能从图中看出它们的核内各有几个质子和中子吗？原子核也是有结构的，那么质子和中子能不能再分呢？到目前为止，科学界已普遍确认质子、中子等也有内部结构，它们是由一种叫做夸克的更小微粒组成的。从17世纪开创近代物理后的几百年来，人们对物质结构的探索日益深入。人们认识到的微观世界的尺度探索微观分 子大块物体是由极小的物质粒子组成的，这种物质微粒叫做“原子”构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒大多数分子直径的尺度，其数量级为10－10m(0.1nm)德谟克里特的猜想分子由原子组成汤姆孙“枣糕模型”汤姆孙发现电子原子结构的两种模型卢瑟福“核式模型”原子核质子(带正电)中子(不带电)原子的结构质子、中子等由夸克组成核外电子（带负电）阴极射线实验1.下列说法正确的是（ ）A.空气中一个细小的灰尘就是一个分子B.大雾天，我们看到空气中许多极小的水珠就是一个个水分子C.把一铁块锉成极细小的铁粉，一粒铁粉就是一个分子D.由于分子非常小，人们无法直接用肉眼观察D2. 关于分子直径的大小，下列说法正确的是（ 　 ）A.约为0.1mm B.约为0.1μmC.约为0.1nmD.约为0.1dmC3.我们周围的一切物质都是由_______或_______组成的。19世纪初英国科学家道尔顿证明了_______的存在；1897年英国物理学家汤姆生发现了_______；1911年卢瑟福在进行 α 粒子散射实验后，提出___________________模型。分子原子原子电子原子的核式结构4.自从汤姆逊发现了电子，人们开始研究原子的内部结构。科学家提出了多种原子结构模型。在二十世纪上半叶，最为大家接受的原子结构与下列哪个物体相似（　　　）A.西红柿　 B.西瓜　 C.面包　 D.太阳系D