探索微觀世界的歷程

第一節(jié)

探索微觀世界的歷程第十六章粒子和宇宙德謨克利特（公元前460－公元前370）

正像綠墻是由樹(shù)干和枝葉組成似的，

——德謨克利特大自然的物都是由看不見(jiàn)的微小粒子——原子構(gòu)成,原子不能消失，但也不會(huì)無(wú)中生有.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“化學(xué)之父”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.“化學(xué)之父”道爾頓（1766—1844）1811年，意大利的科學(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。DNA分子結(jié)構(gòu)用場(chǎng)離子顯微鏡拍攝的鎢針針尖上的原子圖樣揭開(kāi)原子的”面紗”

電子的發(fā)現(xiàn)1897年，英國(guó)的物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)，陰極放射線在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的作用下可發(fā)生偏轉(zhuǎn)，方向與帶負(fù)電的粒子相同，從而發(fā)現(xiàn)了電子。

湯姆孫（1856－1940）電子的發(fā)現(xiàn)，打破了原子不可分的概念，是人類(lèi)對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)上的一次飛躍，并掀起了新一輪探索物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的熱潮.

-α粒子散射實(shí)驗(yàn)-盧瑟福（1871－1937）【α粒子散射實(shí)驗(yàn)】最終結(jié)論大多數(shù)散射角很小，約1/8000散射大于90°；極個(gè)別的散射角等于180°.正電荷集中在原子中心.課外延伸進(jìn)一步驗(yàn)證了原子核的存在.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。

粒子散射實(shí)驗(yàn)著名的

粒子散射實(shí)驗(yàn)

1909～1911年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的助手們進(jìn)行了

粒子散射實(shí)驗(yàn)我學(xué)我用盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里．帶負(fù)電的電子在核外空間繞著核旋轉(zhuǎn)．原子的核式結(jié)構(gòu)體育場(chǎng)原子核的核式結(jié)構(gòu)

根據(jù)盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型，原子內(nèi)部是十分“空曠”的，舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：原子原子核

原子核的組成

1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)子，進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并得到公認(rèn)．質(zhì)子中子核子質(zhì)子數(shù)電荷數(shù)1919－1932年，

盧瑟福和他的學(xué)生

先后發(fā)現(xiàn)了

帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子。思考：

原子核是由______和_____組成的，其中________帶正電，________不帶電，所以原子核帶___________。1964年，美國(guó)物理學(xué)家蓋爾曼在費(fèi)米、楊振寧、坂田昌一的研究基礎(chǔ)上，提出了質(zhì)子、中子、介子、超子等都是由三種基礎(chǔ)粒子組成，它們分別稱(chēng)為上夸克、下夸克、奇異夸克。原子核夸克原子質(zhì)子中子華裔科學(xué)家丁肇中在1974年又發(fā)現(xiàn)了一種稱(chēng)為

的粒子，因而獲得1976年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).

J／Ψ納米技術(shù)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0.10至100納米(即十億分之一米)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)。納米氧化鈦納米鈦可耐腐蝕，用其涂覆的物品既能耐沸水，又能在海水中浸泡10年不損，它還有神奇的自我修復(fù)能力，可作為金屬、非金屬材料通用的修補(bǔ)劑。納米零件納米薄膜應(yīng)用議一議心動(dòng)

不如行動(dòng)下列實(shí)例中，利用納米材料特殊作用的是（）

A.為了裝飾，在墻壁上涂刷了“立邦”漆，漆能吸附在墻上B.用膠水可以把兩張紙粘在一起C.用納米陶瓷粉制成的陶瓷不易撞碎，具有一定的塑性D.小雨天氣，羽絨服裝不易被雨水淋濕實(shí)際應(yīng)用1909年到1911年，盧瑟福等人無(wú)數(shù)次地用高速α粒子流轟擊金箔，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