10.1 探索微观（讲解课件）-【优翼·学练优】2024-2025学年八年级物理下册同步备课（沪粤版2024）

第十章 从粒子到宇宙 10.1 探索微观 王安石如何判断远处是梅花而不是雪呢？ 《梅花》 （宋）王安石 墙角数枝梅，凌寒独自开。 遥知不是雪，为有暗香来。 观察与思考 学习目标 知道物质是由分子和原子构成的。（重点） 02 知道宇宙是由物质组成的。（重点） 01 知道原子核式结构和科学家探究原子结构的历程。（重点） 03 了解物质世界从微观到宏观的尺度。（难点） 04 自然界中的物质是由什么组成的呢？从古至今，人们一直在探寻着这个问题的答案。 古希腊人认为宇宙万物由水、火、土、气组成，称为“四元素说” 我们的祖先认为宇宙万物由金、木、水、火、土组成，称为“五行说” 一、关于物质结构的猜想 做一做： 把一张纸分成两份，再分成四分，一直分下去，最多能分成多少份？ 可以分到什么时候为止呢？可以一直分割下去吗？ 一、关于物质结构的猜想 在生活中，我们见过这样的现象： 水滴石穿 铜像被摸多了会产生磨损 一、关于物质结构的猜想 铁铲用久会变薄 花园中四处飘香 以上现象有什么共同特点？ 一、关于物质结构的猜想 德谟克里特认为，石块、铁铲、花粉……它们是很微小地一点点散失的。因此他猜想，大块物体是由极小的物质粒子组成的。 德谟克里特把这种物质微粒叫做“原子”，这个词的意思是“不可再分割的颗粒”。(德谟克里特提出的“原子”并非今天科学意义上的原子) 一、关于物质结构的猜想 猜想是经验素材和科学理论之间的一座桥梁，是一种重要的科学研究方法。由于物质微粒非常微小，人们无法用肉眼进行观察，因而，研究物质结构时，经常需要猜想。 一、关于物质结构的猜想 历史的脚步迈过曲折的2000多年 阿伏伽德罗 (1776-1856) 德谟克里特 (前460-前370) 大块物质是由极小的物质微粒组成的“原子” 保持物质化学性质不变的最小微粒“分子” 二、物质是由分子和原子构成的 物理学中，把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子。 二、物质是由分子和原子构成的 DNA(脱氧核糖核酸)大分子结构图 二、物质是由分子和原子构成的 10-10m 数量级 分子很小，用普通的显微镜无法看到，需要用电子显微镜进行观察。 10-26kg 数量级 10-30m3 数量级 直径 质量 体积 算一算分子直径相当于多少nm？ 二、物质是由分子和原子构成的 进行实验： 一小滴油酸的体积约为 cm3，把它滴在水面上散开后，可形成厚度为10-10 m的薄油层。由此可推断，油酸分子的直径为 m。(在水面上形成有自由边界的油膜时，每个分子都是直立的，成为一个单分子层) 【实验】想象分子的大小 二、物质是由分子和原子构成的 分子的直径很小，自然它的体积很小。通常1 cm3的空气中，约有2.7×1019个分子，如果在一个容积为1 cm3的小盒子上开一个小孔，每秒让1亿个分子跑出来，要经过9 000 年，容器中的分子才能全部跑出来。假如有这么多数目的砖块，它们不仅能将地球铺满，而且厚度可达120 km。 分子是一种极小的微粒。 二、物质是由分子和原子构成的 分子的发现并没有终止科学家探究物质结构的步伐，19世纪初，英国科学家道尔顿证明了原子的存在。有的分子由单个原子组成，叫做“单原子分子”；绝大多数分子由多个原子组成，叫做“多原子分子”。 分子非常的小，直径约为10-10m。分子还可以再分吗？ 二、物质是由分子和原子构成的 O H H C O O 多原子分子 单原子分子 原子还能够再继续分下去吗？ 二、物质是由分子和原子构成的 19世纪末，科学家用真空管进行放电实验，发现管的阴极能发出一种射线。1897年，英国科学家汤姆孙进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒组成的，它们是从原子内部发出的，这种微粒叫做电子。 阴极射线经过荧光屏形成一条美丽的光带 阴极射线经过磁铁发生偏转 三、把原子“切开” 信息链接： 电子是比分子、原子更小的物质微粒。 它的质量约为9.11×10-31 kg，约等于氢原子质量的，半径小于10-16 m。一个电子所带的电荷量很少，6.25×1018个电子所带的电荷量是才是1 C（库）。 汤姆孙 (1856-1940) 三、把原子“切开” 原子内部既然有带负电的电子，但是原子却不对外显示电性，并且十分稳定，这是为什么呢？ 汤姆孙原子模型的切面图 汤姆孙认为，原子像一个实心球体，均匀分布着带正电的粒子，电子镶嵌在其中，犹如糕中的枣儿，因此被称为“枣糕模型”。 四、原子结构的两种模型 建立物理模型是物理学研究中的一种重要方法。物理模型是在一些事实的基础上，经过想象、类比等论证提出的。模型是否正确，需要实验的检验。 四、原子结构的两种模型 汤姆孙提出的原子模型并没有实验结果的支撑。1911年，其学生卢瑟福基于 α 射线（带正电的粒子流）轰击金箔的实验，提出了他的原子核式结构模型。 卢瑟福 (1871-1937) α粒子散射实验示意图 若原子结构与汤姆生模型相似，会发生什么现象？ 四、原子结构的两种模型 α 粒子散射实验 根据汤姆孙模型计算的结果：电子质量很小，对 α 粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，α 粒子所受库仑力也很小，故 α 粒子偏转角度不会很大。 卢瑟福的原子模型图 四、原子结构的两种模型 卢瑟福的“核式模型”否定了汤姆孙的“枣糕模型”，但是它也并不是完美的。 现代社会更认可的“电子云模型” 四、原子结构的两种模型 根据卢瑟福的“核式模型”的原子结构，很自然会提出问题：原子核内有些什么？ 科学家发现，氢原子结构最简单，核外只有一个电子。如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量，则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量。这种具有单位正电荷量的氢原子核叫做质子。实验表明，质子是原子核的组成部分。 五、原子核的构成部分 氢原子结构图 原子核 1932年，卢瑟福的学生，英国物理学家查德威克（1891—1974）从实验中发现，原子核中还有一种不带电的粒子，它的质量跟原子差不多，这种粒子叫做中子。 质子和中子统称核子。原子核中的质子和中子的数目称作核子数。各元素原子核的核子数一般是不同的。 五、原子核的构成部分 经过科学家们的一步步探究，如今我们也知道了原子的结构是怎样的。 原子结构示意图 原子核 质子(带正电) 中子(不带电) 核外电子（带负电） “核子” 五、原子的结构 体育场 根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子： 原子 原子核 五、原子的结构 下图是根据卢瑟福模型画出的氢、氦、锂原子的示意图，能从图中看出它们的核内各有几个质子和中子吗？ 五、原子的结构 原子核也是有结构的，那么质子和中子能不能再分呢？ 到目前为止，科学界已普遍确认质子、中子等也有内部结构，它们是由一种叫做夸克的更小微粒组成的。 质子由两个上夸克和一个下夸克组成 中子由两个下夸克和一个上夸克组成 五、原子的结构 从17世纪开创近代物理后的几百年来，人们对物质结构的探索日益深入。 人们认识到的微观世界的尺度 五、原子的结构 探索微观 分 子 大块物体是由极小的物质粒子组成的，这种物质微粒叫做“原子” 构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒 大多数分子直径的尺度，其数量级为10－10m(0.1nm) 德谟克里特的猜想 课堂小结 分子由原子组成 汤姆孙“枣糕模型” 汤姆孙发现电子 原子结构的两种模型 卢瑟福“核式模型” 原子核 质子(带正电) 中子(不带电) 原子的结构 质子、中子等由夸克组成 核外电子（带负电） 阴极射线实验 1.下列说法正确的是（ ） A.空气中一个细小的灰尘就是一个分子 B.大雾天，我们看到空气中许多极小的水珠就是一个个水分子 C.把一铁块锉成极细小的铁粉，一粒铁粉就是一个分子 D.由于分子非常小，人们无法直接用肉眼观察 D 课堂练习 2. 关于分子直径的大小，下列说法正确的是（ 　 ） A.约为0.1mm B.约为0.1μm C.约为0.1nm D.约为0.1dm C 课堂练习 3.我们周围的一切物质都是由_______或_______组成的。 19世纪初英国科学家道尔顿证明了_______的存在； 1897年英国物理学家汤姆生发现了_______； 1911年卢瑟福在进行 α 粒子散射实验后，提出 ___________________模型。 分子 原子 原子 电子 原子的核式结构 课堂练习 4.自从汤姆逊发现了电子，人们开始研究原子的内部结构。科学家提出了多种原子结构模型。在二十世纪上半叶，最为大家接受的原子结构与下列哪个物体相似（　　　） A.西红柿　 B.西瓜　 C.面包　 D.太阳系 D 课堂练习 $$