16.1 探索微观世界的历程 课件 2023-2024学年北师大版九年级物理全一册

16.1 探索微观世界的历程 北师版 九年级 物理全一册 教学目标 1.物理观念: (1)知道常见物质是由分子、原子构成的。 (2)知道原子是由原子核和电子构成的,了解微观粒子的尺度,了解人类探索微观世界的大致历程,关注人类探索微观世界的进展。 2.科学思维: 认识物质的基本形态和属性开始,逐步深入到物质的微观结构、基本特征和大致尺度。 教学目标 3.科学探究: 经历探究微观世界的历程。 4.科学态度与责任: (1)通过演示实验、视频资源及类比手段,激发探究物质组成奥秘的兴趣。 (2)初步领悟通过直接感知的宏观现象可以认识无法直接感知的微观事实,知道这是一种重要的研究方法。 教学目标 教学重点 经历探索微观世界的历程 教学难点 纳米技术导致材料、制造、医疗技术的革命。 新知导入 很久以前,不只普通人,就连天文学家也一直在奇怪,是什么原因使太阳发光?这个千古之谜是怎样破解的呢? 新知导入 1969年,当人类第一次踏上月球,回眸自己的来处时才深刻地认识到:在广袤的宇宙中,我们只偏居在一个小小的星球上。人类能够从地球奔向星际吗? 新知导入 500米口径球面射电望远镜(Five-hundred-meter Aperture Spherical radio Telescope)是由中国科学院国家天文台主导建设的一座射电望远镜,位于贵州省黔南布依族苗族自治州平塘县的喀斯特洼坑中。 新知导入 该设备是具有中国自主知识产权、世界最大单口径、最灵敏的射电望远镜,被誉为“中国天眼”。其主要由主动反射面系统、馈源支撑系统、测量与控制系统、接收机与终端及观测基地等几大部分构成 新知导入 2023年10月,由中国科学院国家天文台韩金林研究员领导的“王绶琯巡天突击队”利用中国天眼FAST在“银道面脉冲星快照(GPPS)巡天”中新发现了76颗偶发脉冲星。该团队还利用FAST对国际上已知的59颗RRAT(旋转射电暂现源)进行了高灵敏度的观测,确认RRAT就是偶发脉冲星。 新知讲解 德谟克里特(Democritus, 约公元前460一约公元前370) 对他的学生们说道: “你们看见远处那片树林了吗?由这里望去,它像一堵密不透风的绿墙。但走近一看,穿过它并不困难。它表面上是一堵坚硬的绿墙,其实是树干和枝叶编成的疏网･･････正像绿墙是由树干和枝叶组成似的,大自然的万物都由看不见的微小粒子——原子构成。原子不能消失,但也不会无中生有。” 一、思维的火花 新知讲解 尽管当年这位古希腊学者的见解缺少科学实验的基础,但后来的历史发展表明,他的思维闪烁着真理的火花。 一、思维的火花 德谟克里特给学生讲课 新知讲解 正因为古希腊学者的“原子论”思想缺少科学实验基础,所以在“物质是由什么构成”的争论中,长期以来它并不占上风。直到17世纪下半叶和18世纪, 以玻意耳(Robert Boyle, 1627一1691) 和道尔顿(John Dalton,1766一1844)为代表的科学家才复活和确立了原子论。 二、走向科学 道尔顿(1766-1844) 新知讲解 他们研究和测量了大量物质的化学反应,发现并确认了如下事实: 1.多数物质可由其他物质通过化学反应合成,这些物质称为化合物; 2.一些物质不能由其他物质通过化学反应来合成,这些物质称为单质,也称为元素; 3.对应各种元素,存在着各种原子,元素的差异就在于它们的原子是不相同的。原子是元素保持化学性质不变的不可再分的最小单元。 二、走向科学 新知讲解 从此,原子论从模糊不清的思辨性见解走向了植根于精确实验测量的自然科学的轨道。 1811年, 意大利科学家阿伏伽德罗(Amedeo Avogadro, 1776一1856) 指 出,无论化合物还是单质,它们一般并不是直接由原子组成的,而是由几个原子相结合的分子构成的。单质的分子由同种原子构成,化合物的分子由两种或两种以上原子构成。 二、走向科学 新知讲解 现在我们知道,无论是有生命还是无生命的常见物质,都由分子、原子组成。图甲是钨原子的分布图样。 二、走向科学 甲用场离子显微镜拍摄的钨针针尖上的原子图样 新知讲解 图乙是脱氧核糖核酸(DNA) 生物大分子结构图。 二、走向科学 乙 DNA生物大分子结构 新知讲解 你知道吗 1cm3的水中含有3.34 1022个水分子。一个水分子的质量约为3 10-26kg。最小的分子只有10-27kg,其尺度相当于一根头发丝直径的十万分之一。 组成生命的基本组元DNA分子含有几百万个原子。 新知讲解 三、揭开原子的“面纱” 19世纪下半叶,人们在研究稀薄气体放电现象时发现,当放电管(如图所示)内气体足够稀薄时,阴极就发射出一种射线,这种射线被称为阴极射线。 阴极射线管 新知讲解 三、揭开原子的“面纱” 1897年,英国物理学家汤姆孙(Joseph