資源簡介

(共32張PPT)
蘇科版八年級下冊
第十章從粒子到宇宙
10.3探索更小的微粒
科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，分子是由原子構(gòu)成的。例如，如圖(a), 一個(gè)水
分子由兩個(gè)氫原子和一個(gè)氧原子構(gòu)成。那么,原子是否還可以再分呢 如 圖 (b), 原子是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子構(gòu)成的。
(a) (b)
情景引入
01
03
由原子的結(jié)構(gòu)解釋摩擦
原子的核式結(jié)構(gòu)模型
分子、原子、電子
微觀粒子探索進(jìn)展
CONTENTS
起電的原因
PART ONE
分子、原子、電子
一、分子是由原子構(gòu)成：
一個(gè)水分子是由一個(gè)氧原子和兩個(gè)氫原子構(gòu)成的
一個(gè)氧氣分子是由兩個(gè)氧原子構(gòu)成的。
Oxygen|O
食鹽分子 水分子 不同原子構(gòu)成的分子
DNA分子
氫分子
相同原子構(gòu)成的分子
Oxygen|O
金鋼石
氧分子
富勒烯
石墨
二、更小的微粒：電子的發(fā)現(xiàn)
電子的發(fā)現(xiàn)
19世紀(jì)末，英國物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了比 原子小得多且?guī)ж?fù)電荷的粒子——電子， 從而說明原子也是可分的。
1897年，湯姆生借助陰極射線管 發(fā)現(xiàn)了電子。
湯姆生，J.J 原子核
湯姆生 原子
(1856-1940)
電子
PART TWO
原子的核式結(jié)構(gòu)模型
原子
原子有怎樣的結(jié)構(gòu)呢 1911年，盧瑟福(圖10-19)在實(shí)驗(yàn)
的基礎(chǔ)上提出了類似行星繞日的核式結(jié)構(gòu)模型。
圖10-19盧瑟福(Ernest Rutherford, 1871—1937),英國物理學(xué)家
如圖10-20所示。他認(rèn)為，原子是由帶正電的原子核和帶負(fù)電的電子
構(gòu)成的，且正負(fù)電荷數(shù)量相等；原子核位于原子的中心，電子受原子核吸 引，繞核做高速運(yùn)動(dòng)。若把原子核看成一個(gè)小球，則它的半徑約為10-15m。 如果把原子比作一個(gè)足球，那么原子核(幾乎集中了原子的全部質(zhì)量)只有針
圖10-20 原子核式結(jié)構(gòu)模型
尖般大小。
原子核
20世紀(jì)初，科學(xué)家相繼發(fā)現(xiàn)原子核可以釋放出質(zhì)子和中子， 原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成的.
核外電子
原子核
中子了
質(zhì)子1
PART THREE
由原子的結(jié)構(gòu)解釋摩
擦起電的原因
讀一讀摩擦起電的原因
在公元前600年左右，人們就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了摩擦起電現(xiàn)象，但在很長
一段時(shí)間內(nèi)，對物體帶電的認(rèn)識相當(dāng)模糊。直到建立原子結(jié)構(gòu)理論，摩 擦起電現(xiàn)象才得到科學(xué)解釋。
根據(jù)原子核式結(jié)構(gòu)模型，原子核所帶的正電荷和核外電子所帶的負(fù)
電荷數(shù)量相等，因此原子呈電中性。不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng) 不同。兩種不同物質(zhì)相互摩擦?xí)r，哪種物質(zhì)原子核束縛電子的本領(lǐng)弱， 它的一些電子就會轉(zhuǎn)移到另一種物質(zhì)上。 失去電子的物體就會因缺少電 子而帶正電 ，得到電子的物體就會因有多余的電子而帶等量的負(fù)電。
因此，摩擦起電并不是產(chǎn)生了電荷，只是電子由一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到了
另一個(gè)物體。
束縛電子能力弱的甲物體
甲：假設(shè)6個(gè)質(zhì)子(紅球), 6個(gè)電子(藍(lán)球),不帶電
甲：6個(gè)質(zhì)子(紅球),4個(gè) 電子(藍(lán)球),帶正電
失去電子的物體就會因缺少電子而帶正電，得到電子的物
體就會因有多余的電子而帶等量的負(fù)電。
乙：假設(shè)8個(gè)質(zhì)子(紅球), 8個(gè)電子(藍(lán)球),不帶電
乙：8個(gè)質(zhì)子(紅球),10 個(gè)電子(藍(lán)球),帶負(fù)電
未摩擦前
相互摩擦后
束縛電子能力強(qiáng)的乙物體
轉(zhuǎn)移2個(gè) 電子
即學(xué)籍練
1. 用紙巾擦完的玻璃表面很容易粘上細(xì)小絨毛，這是由于帶電體 有_吸引輕小物體的性質(zhì)，擦完玻璃的紙巾與毛皮摩擦過的橡膠棒 相互排斥，說明紙巾_ 得到 (得到/失去)電子，帶了 負(fù) (正/負(fù) )電荷。
2. 小明做飯時(shí)不小心把胡椒粉灑在粗粒鹽上，他急中生智，拿橡膠小
勺在干燥毛料布上摩擦了幾下，然后把小勺靠近胡椒粉，胡椒粉立刻
被吸到勺子上，成功將胡椒粉和粗粒鹽分開。橡膠小勺摩擦后帶
電是因?yàn)樗?到 (得到/失去)了電子。橡膠小勺能吸引胡椒粉是因 為帶電體能夠級引輕小物體 ,毛料布摩擦后帶等量 (等量/不等量) 的 電 。
3. “金陵金箔”是國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，金箔輕薄，不
能直接拿取，正確的方法是：如圖所示，用羽毛輕輕摩擦 干燥的紙墊，隨后讓羽毛靠近金箔，金箔被吸起，以下說 法正確的是( D )
紙墊
甲
工作臺一 金箔
B. 正電荷在羽毛和紙墊間轉(zhuǎn)移
D. 羽毛帶電從而吸引輕小物體
A .羽毛和紙墊摩擦創(chuàng)造了電荷
C. 羽毛和紙墊帶上了同種電荷
PART FOUR
微觀粒子探索進(jìn)展
在探索比分子更小的微觀粒子的歷程中，人們首先發(fā)現(xiàn)了電子，
進(jìn)而認(rèn)識到原子是由電子和原子核構(gòu)成的。后來，人們又發(fā)現(xiàn)原子核 是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。質(zhì)子和中子統(tǒng)稱 為核子。20世紀(jì)60年代，科學(xué)家又提出質(zhì)子和中子都是由被稱為夸 克的更小微粒構(gòu)成的，一系列高能物理實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一說法的合理性。
分子 原子 原子核 10- m 10- m 10- ~10- m
水分子(每個(gè)小球表示 一個(gè)原子)
原子核由質(zhì)子 和中子構(gòu)成
核子 10- m
圖10-21 粒子世界概貌
微觀粒子的層次
結(jié)構(gòu)示意，如圖 10-21所示。
粒子 大小(數(shù)量級) 結(jié)構(gòu)
核子由夸克 構(gòu) 成
生活 ·物理 ·社會加速器及其應(yīng)用
1909年，盧瑟福和他的學(xué)生利用一束高速運(yùn)動(dòng)的帶正電的α
粒子(由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子構(gòu)成)轟擊很薄的金箔，獲得了極 有價(jià)值的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)。1911年，盧瑟福根據(jù)上述α粒子散射 實(shí)驗(yàn)的結(jié)果提出了著名的原子核式結(jié)構(gòu)模型。該實(shí)驗(yàn)也啟發(fā)了人 們用更高能量的粒子作為“炮彈”來探索微觀世界的奧秘。
我們把能使帶電粒子加速到很高能量的裝置稱為加速器。20
世紀(jì)30年代，美國物理學(xué)家勞倫斯發(fā)明了回旋加速器。1988年， 我國建成了北京正負(fù)電子對撞機(jī)。這是當(dāng)時(shí)世界八大高能加速器 之一，也是我國繼導(dǎo)彈、原子彈、氫彈、人造衛(wèi)星、核潛艇之后 的又一偉大科技成就。
圖10-22所示的高能同步輻射光源直線加速器由中國科學(xué)院高能物理
研究所承擔(dān)建造。它在先進(jìn)材料、航空航天、能源、環(huán)保以及生物工程等 方面發(fā)揮了重要作用。
加速器在生產(chǎn)、生活中同樣有著非常重要的作用，如用于癌癥的治療、
工業(yè)探傷、食品的防腐保鮮、復(fù)合材料的生產(chǎn)以及醫(yī)療用品消毒等。
圖10-22高能同步輻射光源直線加速器
實(shí)踐與練習(xí)
1. 假定以直徑為10 mm 的玻璃球代表一個(gè)原子核，那么一 個(gè)原子大約要用多大直徑的球來表示呢
原子直徑大約在100m~1000m。
3.在標(biāo)準(zhǔn)狀況(1×105 Pa、0℃) 下，22.4L 氦氣(分子含4 個(gè)核子、2個(gè)電子)的質(zhì)量約為4g; 相同體積的氬氣(分子含 40個(gè)核子、18個(gè)電子)的質(zhì)量約為40g; 相同體積的汞蒸氣 (分子含200個(gè)核子、80個(gè)電子)的質(zhì)量約為200g 。試找出 它們質(zhì)量與內(nèi)部微粒數(shù)量之間的關(guān)系，并推算標(biāo)準(zhǔn)狀況下相同 體積氖氣(分子含20個(gè)核子、10個(gè)電子)的質(zhì)量。
20g。
課堂練習(xí)
1. 下列微粒中，從空間尺度來看最小的是( B )
A . 原子 B. 夸克 C. 中子 D. 分子
2. 下列說法錯(cuò)誤的是( D )
A .1911年，物理學(xué)家盧瑟福建立了類似行星繞日的核式結(jié)
構(gòu)模型
B.19 世紀(jì)末，英國物理學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)了比原子小得多的
帶負(fù)電荷的粒子——電子，從而說明原子是可分的
C. 中子的發(fā)現(xiàn)者是查德威克
D. 夸克的提出者是夸克
3. 關(guān)于微觀粒子，下列說法正確的是( D )
A .原子結(jié)構(gòu)與太陽系相似，質(zhì)子、中子和電子像行星繞 太陽運(yùn)動(dòng)一樣在繞核運(yùn)動(dòng)
B. 原子結(jié)構(gòu)與西瓜很相似，西瓜籽就如同分布在原子中 的電子
C. 只要視力足夠好，人們憑肉眼就能看到電子
D. 原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子則是由更小 的粒子組成
4 .20世紀(jì)初，科學(xué)家在探索物質(zhì)結(jié)構(gòu)的歷程中取得了
突破性進(jìn)展。最終盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了以下 哪個(gè)原子結(jié)構(gòu)模型( c )
西瓜模型
電子云模型
實(shí)心球模型 B .
原子核式結(jié)構(gòu)模型 D.
C
5. 知識梳理有助于我們對已學(xué)知識的鞏固，如圖是
某同學(xué)學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次后，以氧氣為例進(jìn)行的梳理 ,下列選項(xiàng)中與a 、b 、c 對應(yīng)的是A )
A .原子、原子核、核外電子
B. 原子核、原子、核外電子
C. 原子、核外電子、原子核
D. 核外電子、原子核、原子
6. 物理學(xué)家試圖用反物質(zhì)湮滅釋放巨大的能量來制造宇宙飛
船的推進(jìn)器。反物質(zhì)是由反粒子構(gòu)成的，負(fù)質(zhì)子、正電子都屬 于反粒子，它們分別與質(zhì)子、電子的質(zhì)量、電荷量相等。但電 性相反。那么,根據(jù)你的理解，下列關(guān)于反氫原子的結(jié)構(gòu)示意 圖，正確的是( B )
B.
D.
A.
C.
不同原子構(gòu)成的分子 水分子的構(gòu)成
分子、原子、電子 相同原子構(gòu)成的分子 氧氣分子的構(gòu)成
湯姆生發(fā)現(xiàn)帶負(fù)電荷的電子 說明原子也是可分的
原子的結(jié)構(gòu) 類似行星繞日的核式結(jié)構(gòu)模型
質(zhì)子(帶正電)
課堂小結(jié)
探索更小的微粒
粒子世界概貌圖
科學(xué)家又提出質(zhì)子和中子都是由更小的微粒夸克構(gòu)成的
原子的核式結(jié)構(gòu)模型
原子的構(gòu)成
原子核(帶正電)
電子(帶負(fù)電)
由原子的結(jié)構(gòu)解釋摩擦起電的原因
微觀粒子探索進(jìn)展
中子(不帶電)

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