【精品課件】1“解剖”原子

10.3“解剖”原子第十章從粒子到宇宙有一種禮品盒，看上去只是一個(gè)盒子，不知道里面是空的，還是裝了什么東西。打開來看看，里面又是一個(gè)盒子。好奇心驅(qū)使，打開這個(gè)盒子，里面仍然是一個(gè)盒子……，盒子里裝盒子，不知道最里面的盒子里面到底是什么。物理學(xué)家在研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，也遇到了一個(gè)類似的問題：最里面的是什么？一、分子可以再分嗎分子的發(fā)現(xiàn)并沒有終止科學(xué)家探究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的步伐。很快，人們發(fā)現(xiàn)還有比分子更小的粒子，稱為原子。原子的發(fā)現(xiàn)一個(gè)分子是由多個(gè)原子組成的。例如，水分子是由一個(gè)氧原子和兩個(gè)氫原子組成的，二氧化碳分子是由一個(gè)碳原子和兩個(gè)氧原子組成的。水分子二氧化碳分子多原子分子單原子分子一個(gè)分子是由單個(gè)原子組成的。鐵、銅、金、鉑等金屬，它們的分子就是原子。十九世紀(jì)初英國科學(xué)家道爾頓在提出道爾頓原子論。道爾頓原子論認(rèn)為，物質(zhì)世界的最小單位是原子，原子是單一的，獨(dú)立的，不可被分割的，在化學(xué)變化中保持著穩(wěn)定的狀態(tài)，同類原子的屬性也是一致的。1858年德國物理學(xué)家普呂克在利用放電管研究氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)了陰極射線。1897年英國科學(xué)家湯姆生進(jìn)行認(rèn)真的實(shí)驗(yàn)，確定了陰極射線是由一種帶負(fù)電的微粒組成的，它是從原子內(nèi)部發(fā)出的，這種微粒被稱為電子。二、電子的發(fā)現(xiàn)電子發(fā)現(xiàn)的意義電子的特點(diǎn)：1、電子是比分子、原子更小的物質(zhì)粒子。2、質(zhì)量很小me=9.11×10-31kg，約等于最小的氫原子的質(zhì)量的1/1837。3、電子是帶負(fù)電荷的微粒。4、半徑也很小，半徑<10-16m。電子的發(fā)現(xiàn)否定了原子不可再分的神話，使人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)有了更深入的認(rèn)識(shí)。三、原子結(jié)構(gòu)的兩種模型建立物理模型是物理學(xué)研究中的一種重要的方法。物理模型是在一些事實(shí)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過想象、類比等論證提出的。模型是否正確，需要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。由于原子和電子都很小，只能借助某些實(shí)驗(yàn)，利用已有的知識(shí)，通過現(xiàn)象、類比等方法，構(gòu)建出它們的模型。湯姆生的“

棗糕模型”盧瑟福的“核式模型”“棗糕模型”湯姆生認(rèn)為原子像一個(gè)實(shí)心球體，均勻分布著帶正電的粒子，電子鑲嵌在其中，猶如糕中的棗兒，因此被稱為“棗糕模型”。“核式模型”原子中間有一個(gè)帶正電的核，它只占有很小的體積，卻集中了原子的幾乎全部質(zhì)量，大負(fù)電的電子像行星環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)一樣在核外較大空間繞核高速旋轉(zhuǎn)。正電荷湯姆生的“

棗糕模型”

在湯姆生的原子模型中，原子是一個(gè)球體；正電核均勻分布在整個(gè)球內(nèi)，而電子都象西瓜籽那樣鑲嵌在原子里面。電子

這個(gè)模型不久就被實(shí)驗(yàn)事實(shí)否定了帶有棗的糕點(diǎn)α粒子散射實(shí)驗(yàn)盧瑟福的“核式模型”盧瑟福盧瑟福的“核式模型”否定了湯姆生的“棗糕模型”，但他也并不完美。以后的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明，原子中的電子并不像行星環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)那樣有固定的軌道，而是形成電子云分布在原子核的外圍。盧瑟福的“核式模型”體育場原子原子核

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)簡單的例子：原子核如此的小，是不是就不能再分？四、原子核內(nèi)有些什么科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，氫原子的結(jié)構(gòu)最簡單，核外只有一個(gè)電子。如果把電子的電荷量作為一個(gè)單位的負(fù)電荷量，則氫原子核的電荷量便是一個(gè)單位的正電荷量。這種具有單位正電荷量的氫原子核叫做質(zhì)子。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，這一猜想在十年后被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并得到公認(rèn)。查德威克原子中央有一個(gè)很小的

；帶負(fù)電的___

在核外很大空間繞核旋轉(zhuǎn)；原子核由帶正電的____和不帶電的_____組成。（質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子）原子核中的質(zhì)子數(shù)和核外的電子數(shù)____

相等因而整個(gè)原子是不帶電的。核電子質(zhì)子中子質(zhì)子中子核子質(zhì)子數(shù)電荷數(shù)原子核的組成例如：如圖，是根據(jù)盧瑟福模型畫出的氫、氦、鋰原子的示意圖，你能從圖中看出它們的核內(nèi)各有幾個(gè)質(zhì)子和中子嗎？既然原子核也是可分的，那么，質(zhì)子和中子能不能再分呢？分子、原子很小，質(zhì)子、中子更小，微觀世界的尺度大致是怎樣的呢？質(zhì)子中子原子原子核電子四、原子的結(jié)構(gòu)既然原子核也是可分的，那么，質(zhì)子和中子能不能再分呢？質(zhì)子、中子等也有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它們是由一種叫做夸克的更小微粒組成。質(zhì)子質(zhì)子有兩個(gè)上夸克和一個(gè)下夸克組成。中子中子有兩個(gè)下夸克和一個(gè)上夸克組成。

丁肇中，（1936～）發(fā)現(xiàn)J粒子，找到了夸克存在的證據(jù)，1976年獲諾貝爾獎(jiǎng)。在頒獎(jiǎng)典禮上，丁肇中作了一個(gè)驚人的舉動(dòng)，致詞時(shí)，他選擇了那個(gè)金色大廳有史以來從未使用過的語言——中文！歷史回顧——重