一、探索微觀世界的歷程

1、第十六章 第一節(jié) 探索微觀世界的歷程 義縣第二初級(jí)中學(xué)周玲學(xué)習(xí)目標(biāo)1、通過(guò)查閱資料，了解人類(lèi)探索微觀世界的歷程，并認(rèn)識(shí)到這種探索將不斷深入。2、了解電子的發(fā)現(xiàn)過(guò)程和原子的核式結(jié)構(gòu)模型。3、了解夸克模型。4、通過(guò)查閱資料，初步了解納米材料的應(yīng)用和發(fā)展前景。5、感受科學(xué)發(fā)展過(guò)程中蘊(yùn)藏著的科學(xué)精神和人文情操。6、培養(yǎng)將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于社會(huì)生活的意識(shí)。德謨克利特玻意耳和道爾頓湯姆生盧瑟福質(zhì)子中子蓋爾曼粒子探索的歷程小組展示 請(qǐng)各小組根據(jù)課前查閱的資料進(jìn)行展示。一、思維的火花德謨克利特（約公元前460約公元前370） “正像綠墻是由樹(shù)干和枝葉組成似的，大自然的萬(wàn)物都由看不見(jiàn)的微小粒子原子構(gòu)成。原子不能消失

2、，但也不會(huì)無(wú)中生有?！钡轮兛死囟?、走向科學(xué)德謨克利特的原子論缺少科學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，長(zhǎng)期以來(lái)并不為人們所認(rèn)同。直到17世紀(jì)，以道爾頓和玻意耳為代表的科學(xué)家通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)才復(fù)活和確立了原子論。道爾頓（17661844） 1811年，意大利科學(xué)家阿伏伽德羅進(jìn)一步指出，物質(zhì)一般不是直接由原子組成，而是由幾個(gè)原子相結(jié)合的分子構(gòu)成的。二、走向科學(xué)用場(chǎng)離子顯微鏡拍攝的鎢針針尖上的原子圖樣DNA分子結(jié)構(gòu)分子由原子組成的兩種形式1. 不同原子組成的分子構(gòu)成化合物2. 相同原子組成的分子構(gòu)成單質(zhì)化合物單質(zhì)你知道嗎？1cm3水中有3.3X1022個(gè)水分子，10億人每人每分鐘數(shù)100個(gè)，日夜不停地?cái)?shù)，要數(shù)60萬(wàn)年。三

3、、揭開(kāi)原子的“面紗”電子的發(fā)現(xiàn)： 1897年，英國(guó)的物理學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)，陰極射線(xiàn)在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的作用下可發(fā)生偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)方向與帶負(fù)電的粒子相同，從而發(fā)現(xiàn)了電子。粒子探索的歷程【J.J.湯姆生】【簡(jiǎn)介】 1856年出生于英格蘭。學(xué)習(xí)于曼徹斯特歐文學(xué)院，1884年搬到了劍橋大學(xué)擔(dān)任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任。他的學(xué)生之一是盧瑟福，盧瑟福于1919年接替湯姆生就任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任。因?yàn)閄射線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)，他發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)帶負(fù)電的粒子命名為電子。因這一發(fā)現(xiàn)獲得1906年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。極富戲劇性的是，他的兒子J.P.湯姆生后來(lái)因證實(shí)電子是一種波而被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。原子的“棗糕”模型思考：電子帶負(fù)電，而原子顯電中性，帶

4、正電的部分呢？盧瑟福對(duì)原子的“棗糕”模型提出了質(zhì)疑。原子核式結(jié)構(gòu)模型【 粒子散射實(shí)驗(yàn)】從1909年到1911年，英國(guó)科學(xué)家盧瑟福等人無(wú)數(shù)次地用高速粒子轟擊金箔，發(fā)現(xiàn)原子中帶正電的物質(zhì)只占很小的體積，但密度很大，幾乎集中了原子的全部質(zhì)量。原子核非常小 盧瑟福的實(shí)驗(yàn)讓人們認(rèn)識(shí)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足球場(chǎng)，在其中央有一顆稱(chēng)為原子核的小米粒，其直徑不到原子直徑的萬(wàn)分之一，而它的質(zhì)量卻占整個(gè)原子質(zhì)量的99.94以上。體育場(chǎng)原子原子核二、原子核式結(jié)構(gòu)【 核式結(jié)構(gòu)模型】1.原子核帶正電，核外電子帶負(fù)電，繞核高速運(yùn)動(dòng)。2.原子核很小，但原子的質(zhì)量幾乎集中在原子核里。4.原

5、子核帶正電量與核外電子帶負(fù)電量相等。3.原子內(nèi)部很空，電子非常小，質(zhì)量可忽略不計(jì)。【盧瑟福.E】【簡(jiǎn)介】原子核式結(jié)構(gòu) 新西蘭著名物理學(xué)家，被稱(chēng)為核物理之父，開(kāi)拓了原子的軌道理論，還發(fā)現(xiàn)了以他名字命名的元素“”。他就學(xué)尼爾森學(xué)院和坎特伯雷大學(xué)，得到三個(gè)學(xué)位，1895年，盧瑟福到卡文迪許實(shí)驗(yàn)室做博士后研究。1898年，盧瑟福被指派擔(dān)任麥吉爾大學(xué)物理系主任，在那里的工作使他獲得了1908年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。他證明了放射性是原子的自然衰變。他的一個(gè)名言是，“科學(xué)只有物理一個(gè)學(xué)科，其他不過(guò)相當(dāng)于集郵活動(dòng)而已”。 人類(lèi)認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)構(gòu)和它的變化規(guī)律，是從發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開(kāi)始的。1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮

6、核，打出一種粒子，經(jīng)測(cè)定荷質(zhì)比知道它是氫原子核，叫做質(zhì)子。以后又從氟、鈉等原子核中打出質(zhì)子，從而斷定質(zhì)子是原子核的組成部分。 人們又發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的2倍，但原子核所帶電荷跟質(zhì)子電荷相等，據(jù)此盧瑟福猜想原子核內(nèi)還存在另一種質(zhì)量跟質(zhì)子差不多、不帶電的粒子，稱(chēng)為中子。這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)。原子核還能分嗎?【思考】四、探索未有窮期【原子核結(jié)構(gòu)模型】1.原子核由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成。4.不是所有的原子核內(nèi)都有中子，例如氫。3.原子核內(nèi)質(zhì)子和中子質(zhì)量相當(dāng),依靠核力結(jié)合。2.原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相等?！静榈峦恕俊竞?jiǎn)介】 1891年出生在英國(guó)，中學(xué)時(shí)代成績(jī)

7、平平，但堅(jiān)持自己的信條：會(huì)做則必須做對(duì)，一絲不茍；不會(huì)做又沒(méi)弄懂，絕不下筆。他這種不騖虛榮、實(shí)事求是的精神，使他在科學(xué)研究事業(yè)中受益一生，大學(xué)時(shí)被盧瑟福看中。第一次世界大戰(zhàn)被投入了平民俘虜營(yíng)。1932年發(fā)現(xiàn)“中子”。中子的發(fā)現(xiàn)完成了原子物理研究上的一項(xiàng)突破性進(jìn)展，開(kāi)創(chuàng)了人類(lèi)利用原子能的新時(shí)代。查德威克因發(fā)現(xiàn)中子的杰出貢獻(xiàn)，獲得1935年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。質(zhì)子和中子還能分嗎?【思考】1964年蓋爾曼提出夸克的設(shè)想，認(rèn)為質(zhì)子和中子由一種理論上假設(shè)的“夸克”構(gòu)成。先后發(fā)現(xiàn)了上夸克、下夸克、奇異夸克。他因此獲得了1969年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。蓋爾曼的“夸克” 模型1974年華裔科學(xué)家丁肇中和里克特又發(fā)現(xiàn)了

8、粲夸克，因此獲得1976年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。以后又發(fā)現(xiàn)了底夸克和頂夸克。至今我們已經(jīng)知道共有6種夸克。四、探索未有窮期我們一起來(lái)總結(jié)原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)大分子核外電子中子質(zhì)子原子原子核化合物單質(zhì)分子夸克夸克【思考】夸克還能再分嗎？怎么分？還有更多的微觀世界等待我們?nèi)ヌ剿鳎ㄌ岣吡Ｗ拥倪\(yùn)動(dòng)速度）各級(jí)微小粒子的發(fā)現(xiàn)過(guò)程有什么共同特點(diǎn)?【歸納】利用粒子相互撞擊，破壞粒子結(jié)構(gòu)，觀測(cè)粒子內(nèi)部是否有新粒子出現(xiàn)?！玖Ｗ蛹铀倨鳌俊舅伎肌咳绾翁岣吡Ｗ拥淖矒裟芰?四、納米科技：從幻想到現(xiàn)實(shí)納米技術(shù)是20世紀(jì)90年代出現(xiàn)的一門(mén)新興技術(shù)。它是在0.1100 nm尺度的空間內(nèi)，研究電子、原子和分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性的嶄新技術(shù)。納米技術(shù)

9、的應(yīng)用納米墻壁漆不會(huì)臟的墻壁漆 無(wú)毒無(wú)味，不起皮，有高強(qiáng)的硬度和耐洗刷性，對(duì)建筑材料有很強(qiáng)的的附著力，耐臟，防油防水。會(huì)自潔的納米領(lǐng)帶 高科技-納米織物整理技術(shù)（環(huán)保 無(wú)毒）領(lǐng)帶具有：防水防污 、除菌防霉、防輻射防靜電等效果，可保持領(lǐng)帶永潔常新。 納米能量口罩 具有殺菌、除臭、高度阻隔飛沫、透氣、抗紫外線(xiàn)、消炎消腫、活血鎮(zhèn)痛等功效 納米陶瓷杯 用納米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韌性。納米陶瓷杯還具有保健作用具有自潔功能的納米窗簾、納米墻紙能自發(fā)熱的納米護(hù)膝納米紡織1. 物理學(xué)家盧瑟福建立了_模型，該模型認(rèn)為，原子是由_和_構(gòu)成的，原子核位于原子的_，核外電子受原子核的吸引，繞核_。課堂練習(xí)2. 原子核是由_和_構(gòu)成的，質(zhì)子帶_電，中子_帶電。質(zhì)子和中子