資源簡介

(共33張PPT)
初中物理滬科版（2024）八年級全一冊教學課件
第一節
走進微觀
第十二章 小粒子與大宇宙
新課導入與學習目標
01
本課新課講解
02
本課例題與練習
03
課后小結
04
目錄
CONTENT
New Lesson Introduction and Learning Objectives
PART ONE
新課導入與學習目標
新課導入
我們周圍的一切，包括有生命和無生命的，都是物質。
從微觀的世界到無垠的宇宙，存在著各種各樣的物質。
塵土
樹木
流水
火焰
空氣
星辰
學習目標
1.知道物質是由分子和原子組成的。
2.知道原子是由原子核和電子構成的，了解原子的核式模型，大致了解人類探索微觀世界的歷程，并認識到這種探索將不斷深入。
3.對物質世界從微觀到宏觀的尺度有大致的數量級的概念。
New Lesson Presentation
PART TWO
新課講解
新課講解
一、自然的尺度
浩瀚的星空
遠飛的大雁
用電子顯微鏡觀察到的病毒
從無限的宇宙到微小的基本粒子，物質以各種各樣的形態展現著，宇宙及微觀領域到底有多大呢？
新課講解
目前，人類能觀測到的空間最遠已到達1026m的宇宙深處。
思考:我們周圍的一切,包括有生命的和無生命的,都是物質,那么物質是由什么組成的呢
在人們不能直接看到的世界里,例如細胞、病毒、分子、原子……目前科學家的研究已深入到了10-19 m的微觀領域。
新課講解
二、探索物質的組成
物質是由什么組成的呢？從古至今，人們一直在探尋著這個問題的答案。
人眼無法直接觀測到物質內部，古代人又是用什么方法來探究物質結構的呢？
古希臘人認為宇宙萬物由水、火、土、氣組成，稱為“四元素說”；我們的祖先認為宇宙萬物由金、木、水、火、土組成，稱為“五行說”。
我們提出“四元素”
我們提出“五行說”
新課講解
分子說:
人們認識到若將物質無限地分下去，所得顆粒愈來愈小，小到這種顆粒能保持化學性質不變為止，通常所說的物質就是由這種顆粒構成的。
①19世紀初,英國科學家道爾頓在實驗的基礎上提出了原子論。
②1811年，意大利物理學家阿伏伽德羅將保持物質化學性質不變的最小微粒命名為“分子”。后來，人們又發現分子也有結構，它們是由原子組成的。
現在，人們認為物質是由分子或原子組成的，現代科技可以使人們觀察到構成物質的分子或原子。
阿伏伽德羅（A.Avogadro，
1776-1856）
新課講解
DNA生物大分子結構的示意圖
分子很小。分子的直徑大約只有10-10m，只能用電子顯微鏡才能看到。
…
一億個分子緊密排成一列
長度大約只有1cm
放大后的硅表面的原子圖像
放大后石墨烯表面的原子
新課講解
通常情況下，1 cm3 的空氣里大約有 2.7×1019 個分子，現代大型計算機每秒可以計算 100 億(1010)次，要把這么多分子一個個數完，得花 80 多年。
1cm3的空氣
氫分子是最小的分子，其尺度相當于一根頭發絲直徑的十萬分之一，質量只有10-27kg左右。
每個組成生命的基本組元DNA分子都含有幾百萬個原子。1 cm3的水中就含有3.34 ×1022個水分子；一個水分子的質量只有3×10-26 kg。
信息窗
新課講解
三、探索微觀粒子
干旱的田龜裂為土塊，土塊可碎成細泥，細泥又碎為沙塵，沙塵還能繼續分裂嗎？
沙塵還會繼續分裂為肉眼看不見的分子、原子。
沙塵隨風飄蕩,不會消失得無影無蹤,會引起城市的沙塵暴等,我們平時應多植樹造林,保護生態平衡,避免出現沙塵暴這些現象的發生。
新課講解
1.分子分為單原子分子和多原子分子:
①單原子分子:有的分子由單個原子組成，叫做單原子分子。例如氦氣、氖氣等稀有氣體。
②多原子分子:絕大多數分子由多個原子組成，叫做多原子分子。例如水分子。
新課講解
2.電子的發現
①19世紀70年代，人們通過對氣體放電現象的進一步研究，發現了陰極射線。
②1897年，英國物理學家湯姆孫發現陰極射線是由速度很高的帶負電的粒子組成，這種粒子就是“電子”。湯姆孫認為正電荷均勻分布在整個原子內，電子則鑲嵌其中，被稱為“棗糕模型”。
J.J.湯姆生
棗糕模型
新課講解
3.原子核式結構模型
①1911年,盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上,提出了原子核式結構模型。
②原子的中心叫原子核，帶正電，幾乎集中了原子的全部質量；帶負電的電子在不同的軌道上繞著原子核運動，就像地球繞著太陽運動一樣。
新西蘭著名物理學家，被稱為核物理之父，開拓了原子的軌道理論，1898年，盧瑟福被指派擔任麥吉爾大學物理系主任，在那里的工作使他獲得了1908年的諾貝爾化學獎。他證明了放射性是原子的自然衰變。他的一個名言是，“科學只有物理一個學科，其他不過相當于集郵活動而已”。
散射實驗
原子核式結構
新課講解
人類認識原子核的結構和它的變化規律，是從發現天然放射現象開始的。1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核，打出一種粒子，經測定荷質比知道它是氫原子核，叫做質子。以后又從氟、鈉等原子核中打出質子，從而斷定質子是原子核的組成部分。
人們又發現絕大多數原子核的質量2倍于質子質量，但原子核所帶電荷跟質子電荷相等，據此盧瑟福猜想原子核內還存在另一種質量跟質子差不多、不帶電的粒子，稱為中子。這一猜想被他的學生查德威克用實驗證實。
4.原子核的組成
新課講解
原子
質子
中子
1.原子核由帶正電的質子和不帶電的中子組成。
4.不是所有的原子核內都有中子，例如氫。
3.原子核內質子和中子質量相當，依靠核力結合。
2.原子核內質子數和核外電子數相等。
新課講解
1964年蓋爾曼提出夸克的設想，認為質子和中子由一種理論上假設的“夸克”構成。他因此獲得了1969年度諾貝爾物理學獎。
科學家發現質子和中子都是由被稱為“夸克”的更小的粒子組成，其中質子是由兩個上夸克和一個下夸克組成，中子由兩個下夸克和一個上夸克組成。
新課講解
20 世紀中葉起，人類為了探索微觀世界的奧秘，制造了各種類型的加速器。
借助于不斷完善的粒子加速器，又發現了μ 子、π 介子、Ｋ介子、超子、Σ 超子及τ 子等400余種粒子。
直線重離子加速器
新課講解
信息窗
微觀粒子的空間尺度
結構
每一個點表示一個原子
大分子
原子
原子核
質子
夸克
繞原子核運動的電子
原子核
中子
質子
夸克
大小
（m）
10-8-10-9
-10-10
-10-15
-10-15
＜10-19
PART THREE
例題與練習
經典例題
例1. 我們周圍的空氣、鮮花、樹木、動物、水和石頭等都是________。
例2. 我們周圍的一切物質都是由 ______ 或 ______ 組成的。
物質
分子
原子
例3. 19世紀初英國科學家道爾頓證明了_______的存在；
1897年英國物理學家湯姆孫發現了 ；
1911 年盧瑟福在進行α離子散射實驗后，提出了
__________________ 模型。
原子
電子
原子核式結構
經典例題
例4.盧瑟福在粒子散射實驗的基礎上，提出了原子核式結構模型。下列關于這個模型的說法中正確的是（　）
A．原子核占據了原子內大部分空間
B．原子核位于原子的中心
C．電子靜止在原子核周圍
D．原子核帶負電
B
課堂練習
課堂練習
課堂練習
課堂練習
課堂練習
課堂練習
PART FOUR
課堂小結
課堂小結
物質的組成
分子：能保持物質化學性質不變的最小微粒。
物質是由分子或原子組成的
微觀粒子
分子分為：單原子分子和多原子分子
湯姆孫發現電子
原子核式結構模型
原子核是由帶正電質子和不帶電中子組成的
走進微觀
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