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1、第十章小粒子与大宇宙,走 进 微 观,第一节,哈勃太空望远镜,我们对自然的认识,仰望天空，人类对宇宙的观察已到达1026m的深处；细看物质，人类对微观世界的研究已深入到了10-15m的微观领域,用电子显微镜观察到的SARS病毒,物质是由什么组成？,希腊人认为宇宙万物由水，火，土，气组成，称为“四大元素”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”。,物质的组成,1811年，意大利物理学家阿伏加德罗第一个把这种颗粒命名为“分子”,物质是由分子或原子组成的。,后来人们认识到若将物质无限地分下去，所得颗粒愈分愈小，小到这种颗粒能保持其化学性质不变为止，通常所说的物质就是由这种颗
2、粒构成的。,后来人们又陆续对物质的结构进行了不断的研究。,微观粒子的发现历程,1.1811年由意大利物理学家阿伏伽德罗首先提出“分子”学说；2.19世纪初英国物理学家道尔顿证明原子的存在；3.1897年英国物理学家汤姆孙发现电子；4.1909年卢瑟福提出原子核式结构模型；5.20世纪初科学家发现原子核是由质子和中子组成；6.20世纪60年代发现质子和中子都是由“夸克”组成；,DNA生物大分子结构示意图,交流讨论： 干旱的田龟裂为土块，土块可碎成细泥，细泥又碎为沙尘，沙尘还能继续分裂吗？沙尘随风飘荡，会消失得无影无踪吗？,信息窗 氢分子是最小的分子，其尺度相当于一根头发丝直径的十万分之一，质量只
3、有10-27kg左右。 组成生命的基本组元DNA分子每个都含有几百万个原子。 1cm3的水中就含有 3.341022个水分子， 一个水分子的质量只有310 - 26kg,微观粒子,分子由原子构成,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”；,1897年英国物理学家汤姆生发现阴极射线是由速度很高的带负电的粒子组成，这种粒子就是“电子”,水分子模型,氢原子,氧原子,20世纪，科学家在探索物质结构的历程中，相继发现原子核可以放出质子和中子，质子带正电荷，中子不带电，由此知道原子核是由质子和中子组成的。1909年，卢瑟福在成功地进行了粒子散射实验后，提出
4、了原子核式结构模型。,20世纪60年代，科学家发现质子和中子都是由被称为“夸克”的更小的粒子组成,平时我们应多植树造林，保护生态平衡，避免出现沙尘暴这些现象的发生。,分子有多小？,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10-27kg左右。,水的分子的直径大约是410-10m，1cm3的水中就会有3.341022个水分子，一个水分子的质量只有310-26kg。,各种分子的直径都只有几万分之一个纳米左右，据估计一只蚂蚁一口水就吞下21010个水分子，10万个氧分子依次排列起来，总长仅0.03mm。,分子是组成物质的最小微粒吗？还可以分割吗？,分子不是组成物质的最小微
5、粒,还可以再分割,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“多原子分子”。,微观粒子的空间尺度,20世纪中叶起，人类为了探索微观世界的奥秘，制造了各种类型的粒子加速器。借助于不断完善的粒子加速器，又发现了子，介子，介子，超子， 超子及子等400余种粒子。这些粒子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，探索永不停止，微观世界的神秘面纱还有待于同学们去揭开。,一、宇宙是由物质组成的,1、地球及其他一切天体是由物质组成的， 物质处于不停的运动和发展中,2、光年(长度单位)：表示光在一年内所走
6、的路程,二.物质的组成,1、物质,分子,原子,原子核,核外电子,质子,中子,夸克,夸克,物质是由_组成，分子又是由_组成，原子是由_和_组成，其中原子核又是由_和_组成，质子和中子都是由_组成。,分子,原子,原子核,核外电子,质子,中子,夸克,2、纳米(长度单位)，1nm10-9m,考考你,1、我们周围的空气、鲜花、树木、动物、水和石头等都是 。,2、我们周围的一切物质都是由 或 组成的。,3、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 ；1909年卢瑟福在进行离子散射实验后，提出了 模型。,4、原子是由 和 组成，原子核是由 _ 和 组成；其中 带正电， 不
7、带电。,物质,分子,原子,原子,电子,原子的核式结构,原子核,电子,质子,中子,质子,中子,5、下列选项中，由同种分子或原子组成的是（ ）,A、黄金、空气、水 B、黄金、铁、铜 C、水、酒精、油 D、冰、水、水蒸气,6、阿伏加德罗发现18g的水含有6.021022个水分子，由此我们可以知道每个水分子的质量是多少？每个水分子的体积是多少？,D,答案：2.9910-23g,答案：2.9910-23cm3,第二节 看不见的运动,我们知道物质是由大量分子构成的，你还想知道什么？,物质的分子是如何排列的？,分子是否运动？,分子之间是否有力的作用？,分子很小，也很轻，肉眼是看不见的，分子有间隙吗？,将机油
8、装入一个壁很厚相当坚固的钢筒中，然后加上2万个标准大气压的高压。,结果钢筒“流泪”了，也就是说机油从钢筒里渗透出来。说明固体分子间也存在间隙。,分子之间有间隙,分子是运动还是静止的？,一切物体的分子都在不停地做无规则的运动,扩散现象：不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散。,扩散的条件：,1.必须是两种不同材料的物质；2.两种物质一定要相互接触。,扩散的影响因素：,1.与物质的温度高低有关；2.与物质的材料种类、物态有关；,扩散说明的问题,主要说明了构成物质的分子在不停的做无规则运动；其次还说明物质的分子间有间隙。,生活现象：1.春天里可以闻到各种花香；2.放入水中的白糖颗粒慢慢
9、地消失；3.长久存放煤的地面会变黑很深 *,分子之间既有引力又有斥力，当分子之间的距离比较大时，分子之间的作用力表现为引力；当分子之间的距离比较小时，分子之间的作用力表现为斥力。物体很难被拉开，说明分子间存在引力；物体很难被压缩，说明分子间存在斥力。,分子间存在引力和斥力,物质中的分子状态,分子动理论内容,1.一切物质都是由分子构成的；2.构成物质的分子在不停的做无规则运动；3.物质的分子间存在有相互作用的引力和斥力。,考考你,1、“八月桂花香”，很远就能闻到桂花的芳香，这是一种扩散现象；它说明 ；一根铁棒很难被压缩是因为分子间存在 ；胶水能把两张纸粘在一起，这是由于分子间存在 。,2、下列
10、现象中，能说明物体的分子在不停地运动的是 （ ）,A、脏水中有许多小虫在乱动，毫无规律 B、衣箱里放樟脑丸，过些日子衣服上也有了樟脑味 C、教室里大扫除时，灰尘满屋飞扬 D、洗过的湿衣服，过些日子变干了,分子在永不停息地做无规则的运动,斥力,引力,B,3、下列现象说明分子间有斥力作用的是 （ ）,A、煤堆在墙角时间长了，墙内部变黑了 B、打开醋瓶后，很快嗅到醋味 C、有手压面包，面包体积变小了 D、封闭在容器中的液体很难被压缩,4、将两块光滑的干玻璃放在一起，很容易把它们分开，但是如果在玻璃上洒些水后再将它们放在一起，就很难把它们分开。这一现象说明 （ ）,A、固体分子间没有作用力，而液体分子
11、间有作用力 B、同种分子没有作用力，而异种分子间有作用力 C、任何分子间均有作用力，距离越小，作用力越大 D、水具有黏性，分子间是否具有作用力与此无关,D,C,5、吸烟有害健康，国际卫生组织规定了“世界戒烟日”，无烟场所的标志也处处可见。因为在公共场所一个人抽烟，其他人也会“被动抽烟”，试用分子动理论解释导致这种结果的原因。,6、在建材市场上有一种用锯末压制成的板壮或块壮的材料，它是在剧末中加黏剂，使剧末和黏剂分子间距离接近相互吸引的范围，再加以压制而成，这种制造方式利用了分子动理论的哪个观点？,答：气体分子是在永不停息地做无规则运动， 它能到达它所能到达的空间。,答：利用了不同物质的分子间
12、也有相互作用力。,探索宇宙,第三节,浑天仪,伽利略望远镜,牛顿的反射望远镜,射电望远镜,中国最大的射电望远镜,美国的“钱德拉”X射线空间望远镜,哈勃拍摄的最好火星图片,马头星云,沙漏星云,猫眼星云,天空中的宝石,惊恐的双眼,东方红一号,风云二号气象卫星,“伽利略”号探测器,“火星观察者”探测器,“火星极地着陆者”探测器,“火星全球探勘者”探测器,“卡西尼”号土星探测飞船,“卡西尼”号穿越土星光环,手”2号“水金星探测器，1962年8月发射。,环绕月球飞行的“月球勘探者”探测器。,“勘测者”月球探测器,“麦哲伦”号金星探测器。（）,1973年发射的“水手”10号探测器,俄罗斯“和平”号空间站,“
13、旅行者”号探测飞船,飞越各大行星的“旅行者”号,欧洲空间局计划发射的“火星快车”的轨道器,美国的“天空实验室”空间站,美国的“先驱者”探测器,升空的“奋进”号航天飞机,返回地面的“哥伦比亚”号航天飞机,“星尘”号探测器,前苏联“礼炮”4号空间站,环绕火星飞行的“2001火星奥德赛”探测器,（1）宇宙是由一大群运动的恒星、大量的气体 和尘埃组成的物质系统,（2）无边无际的宇宙中大约有几十亿个像银河系 这样的星系。星系离我们最远的超过100亿 光年,（3）宇宙间恒星总数约1022个,（4）银河系直径约十万光年，它是由1300亿颗恒 星形成的巨大星系。从正面看银河系像一个 庞大的车轮状的旋涡系统，从侧面看相一个 中间凸起的铁饼,银河系有多大？用什么长度单位表示最方便？,（5）太阳系已发现的八大行星是水星、金星、 地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。 地球在绕太阳运行的第三条轨道上,
