第十六章从粒子到宇宙复习.ppt

第十六章第十六章 粒子和宇宙粒子和宇宙物质的内部世界科学家认识物质微小结构的方法：根据观察到的现象，提出（　　 ）的猜想，再（　 ），从而弄清物质的内部结构一种结构模型的收集证据来证实自己的猜想德谟克利特（公元前460—公元前370）“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——德谟克利特思维的火花德谟克利特的原子论缺少科学的实验基础，长期以来并不为人们所认同直到17世纪，以道尔顿daoerd和玻意耳为代表的科学家通过大量的实验才复活和确立了原子论道尔顿（1766—1844）1811年，意大利科学家阿伏伽德罗进一步指出，物质一般不是直接由原子组成，而是由几个原子相结合的分子构成的用场离子显微镜拍摄的钨针针尖上的原子图样DNA分子结构1897年，英国的物理学家汤姆孙发现，阴极射线在电场或磁场的作用下可发生偏转，偏转方向与带负电的粒子相同，从而发现了电子电子的发现电子的发现，打破了原子不可分的概念，是人类对物质结构认识上的一次飞跃，并掀起了新一轮探索物质微观结构的热潮。

汤姆孙（1856－1940）从1909年到1911年，英国科学家卢瑟福等人无数次地用高速α粒子轰击金箔，发现原子中带正电的物质只占很小的体积，但密度很大，几乎集中了原子的全部质量卢瑟福（1871－1937）卢瑟福的实验让人们认识到原子虽小，里面却十分空旷，如果我们将原子放大成直径上百米的足球场，在其中央有一颗称为原子核的小米粒，其直径不到原子直径的万分之一，而它的质量却占整个原子质量的99.94％以上1919－1932年，卢瑟福和他的学生先后发现了带正电的质子和不带电的中子1964年，美国物理学家盖尔曼在费米、杨振宁、坂田昌一的研究基础上，提出了质子、中子、介子、超子等都是由三种基础粒子组成，它们分别称为上夸克、下夸克、奇异夸克，科学界把这一模型称为夸克模型原子核夸克原子质子 中子电子原子核中子质子夸克华裔科学家丁肇中在1974年又发现了一种称为J／Ψ的粒子，因此获得1976年诺贝尔物理学奖 •纳米技术是20世纪90年代出现的一门新兴技术它是在0.1～100 nm尺度的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术纳米技术纳米牛仔裤纳米零件纳米薄膜分子原子原子核电子质子中子夸克（+）（+）（-）（不带电）（电中性）（汤姆逊）（卢瑟福）（查德威克）（盖尔曼）提出原子行星模型1、什么是分子？保持物质化学性质的最小颗粒。

2、分子直径的数量级？3、分子动理论（分子模型）物质由大量分子组成分子间有空隙分子不停的做无规则运动分子间存在引力和斥力4、分子分为哪两类？单质分子化合物分子同种原子组成不同原子组成5、如何用分子模型解释固体、液体、气体的性质？固体液体气体分子间距很小分子间作用力很大有固定的体积和形状分子间距较小分子间作用力较大有固定的体积，无固定形状分子间距很大分子间作用力很小无固定的体积和形状例例下列微粒按从大到小的顺序排列正确的是下列微粒按从大到小的顺序排列正确的是 （（ ））A.分子分子 夸克夸克 质子质子 电子电子 B.分子分子 原子原子 电子电子 原子核原子核 C.原子核原子核 电子电子 质子质子 分子分子 D.分子分子 原子核原子核 质子质子 夸克夸克D浩瀚的宇宙浩瀚的宇宙1.“四方上下曰宇，古往今来曰宙”宇即为空间，宙即为时间2.在古老的宇宙观中，人们把天看成一个盖子，把地看成一块平板，平板由柱子支撑着——“天圆地方”3.公元2世纪，古希腊天文学家托勒密提出了“地心说”4.16世纪波兰天文学家哥白尼倡导“日心说”。

5.20世纪以来，由于大型天文望远镜的使用，以及空间技术的发展，人类已经认识到上百亿年和上百亿光年的时空区域人类对宇宙的认识过程3、宇宙 地球银河系太阳系（八大行星）水星金星火星木星土星天王星海王星4、量天尺的单位：光年天文单位光在真空中一年所经过的距离地球到太阳的平均距离  地球是我们的家园；地球是我们的家园； 　　而地球仅是太阳系的第三颗行星；　　而地球仅是太阳系的第三颗行星； 　　而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧；　　而太阳系又仅仅定居于银河系巨大旋臂的一侧； 　　而银河系，在宇宙所有　　而银河系，在宇宙所有星系星系中，也许很不起眼中，也许很不起眼…… 　　这一切，组成了我们的宇宙：　　这一切，组成了我们的宇宙：　　宇宙，是所有天体共同的家园　　宇宙，是所有天体共同的家园 　　宇宙，又是我们所在的时间，　　宇宙，又是我们所在的时间，“宙宙”的本意就是指的本意就是指“古往今来古往今来”  恒星是在熊熊燃烧着的星球一般来说，是在熊熊燃烧着的星球一般来说，恒星的体积和质量都比较大只是由于距离恒星的体积和质量都比较大。

只是由于距离地球太遥远的缘故，星光才显得那么微弱地球太遥远的缘故，星光才显得那么微弱 “恒星恒星”，意思是，意思是“永恒不变的星永恒不变的星”我们今天知道它们在不停地高速运动着，比如太今天知道它们在不停地高速运动着，比如太阳就带着整个太阳系在绕银河系的中心运动阳就带着整个太阳系在绕银河系的中心运动但别的恒星离我们实在太远了，以至我们难但别的恒星离我们实在太远了，以至我们难以觉察到它们位置的变动以觉察到它们位置的变动 行星行星围绕恒星运动的天体一般称为行星，围绕恒星运动的天体一般称为行星，正如围绕行星运动的天体一般称为卫星一正如围绕行星运动的天体一般称为卫星一样目前，除围绕太阳的行星之外，我们样目前，除围绕太阳的行星之外，我们还没有直接看到围绕其他恒星运动的行星还没有直接看到围绕其他恒星运动的行星 我我们们生生活活的的地地球球太阳系全景太太阳阳系系九九大大行行星星太阳太阳水星水星金星金星地球地球火火星星土土星星天天王王星星海海王王星星冥冥王王星星木木星星•银河系•　　银河系，地球和太阳所在的恒星系统它是一个普通的星系，因其投影在天球上的乳白亮带——银河而得名银河系呈盘状，盘的直径为25千秒差距，厚度约为1-2千秒差距。

这个扁盘状恒星系统称为银盘银盘上分布着呈旋涡结构的恒星、星团和星云有一大质量的核球居于银盘中心，银盘被笼罩在直径约30千秒差距的银晕中银河系质量约1.4×1011太阳质量，其中90%是恒星，10%是由气体和尘埃组成的星际物质银河系整体作较差自转太阳处在距银心约10千秒差距的银盘中，以每秒250公里的速度绕着银心转动，转一周需2.5亿年银河系在本星系群中为除仙女星系外的最大星系，拥有约一、二千亿颗恒星它的演化时间尺度为1010年，视绝对星等为MV=-20.5银河系全景银河系全景河外星系 在银河系外，又有着许许多多在银河系外，又有着许许多多的其它星系的其它星系我们的宇宙我们的宇宙银银河河附附近近星星系系草草帽帽星星系系仙仙女女星星系系马马头头星星云云河河 外外 星星 系系阿伯尔2218星系团•对不同频率的光，人的眼睛看起来为不同颜色，最低的频率出现在光谱的红端，而最高频率在蓝端想像在离开我们一个固定的距离处有一光源——例如恒星——以固定的频率发出光波，显然我们接受到的波频率和发出时的频率一样（星系的引力场没有足够强到对它有明显的效应）现在假定这恒星光源开始向我们运动，当光源发出第二个波峰时，它离开我们更近一些，这样此波峰到达我们处所用的时间比恒星不动时要少。

这意味着，这两个波峰到达我们的时间间隔变小了，所以我们接收到的波的每秒振动数（频率）比恒星静止时高同样，如果光源离我们而去，我们接收到的波频率就变低了所以对于光来说，这意味着，当恒星离开我们而去时，它们的光谱向红端移动（红移）； 而当恒星靠近我们而来时，光谱则蓝移 5、谱线“红移”现象说明星系在远离我们而去6、宇宙大爆炸：宇宙诞生与距今（ ）年前的一次大爆炸，爆炸涉及了宇宙的全部（ ）及（ ）、（ ），爆炸导致宇宙空间处处（ ），温度则相应（ ）温度至一定程度，逐步形成超星系团、星系团、星系及恒星、行星等150亿物质时间空间 膨胀降低 大爆炸余辉大爆炸余辉宇宙探秘知识梳理•由古至今人类对宇宙的认识由古至今人类对宇宙的认识•恒星恒星______绝对不动的绝对不动的•散布在宇宙中的星系多达１０００亿个，宇宙是散布在宇宙中的星系多达１０００亿个，宇宙是个有层次的个有层次的__________ 系统•1AUAU=1.496×1011m 1l.y.=9.461×1015m•宇宙诞生于约宇宙诞生于约________年前的一次大爆炸年前的一次大爆炸•证明宇宙在膨胀的证据是：证明宇宙在膨胀的证据是：___________不是不是天体结构天体结构１５０亿１５０亿谱线红移谱线红移你了解以下知识吗？你了解以下知识吗？从从粒粒子子到到宇宇宙宙粒粒子子分子分子原子原子宇宇宙宙分子模型分子模型分子动理论分子动理论行星模型行星模型摩擦起电摩擦起电原子核原子核电子电子质子质子中子中子宇宙起源：宇宙起源： 宇宙层次宇宙层次: 银河系（星系）银河系（星系） 太阳系（恒星系）、地球太阳系（恒星系）、地球量天尺量天尺单位单位光年光年天文单位天文单位大大爆炸理论爆炸理论1 1、科学家在探究物质结构时采用一、科学家在探究物质结构时采用一种非常有效的方法，就是根据观察到种非常有效的方法，就是根据观察到的现象提出一种有关物质的现象提出一种有关物质____________________的猜想。

卢瑟福建立了原子结构的的猜想卢瑟福建立了原子结构的____________模型对于宇宙的起源现代科模型对于宇宙的起源现代科学家建立了学家建立了______________________________，光谱，光谱的的“红移红移”等观测事实有力的支持它等观测事实有力的支持它结构模型结构模型行星行星大爆炸宇宙模型大爆炸宇宙模型2 2、、______________________、、显显微微镜镜等等是是探探测测微微 小小 粒粒 子子 的的 有有 力力 武武 器器 ；； 科科 学学 家家 借借 助助 ，，对对天天体体系系统统进进行行了了不不懈懈的的探探索索，，对对宇宇宙宙有有了了更更深深的的认认识识这这些些说说明明科科学学与与技技术术是是相相辅辅相相成成、、相相互互促促进进的放大镜、加速器放大镜、加速器天文望远镜系统天文望远镜系统3 3、、________________是是保保持持物物质质化化学学性性质质的的最最 小小 颗颗 粒粒 , ,它它 的的 直直 径径 数数 量量 级级 是是__________________4 4、、物物质质是是由由 组组成成的的，，分分子子间间 有有 ____________________；； 分分 子子 一一 直直 处处 在在____________________ ____的的运运动动中中；；分分子子之之间间不不仅仅存存在在_________,_________,还还存存在在__________________。

分子分子10-10m分子分子空隙空隙永不停息地无规则永不停息地无规则引力引力斥力斥力5 5、分子是由原子组成，原子是、分子是由原子组成，原子是 由由 和和 组成的原子组成的原子核由核由________和和________组成，质子和中子的组成，质子和中子的质量基本相同，质量基本相同，________带正电，并和核带正电，并和核外电子所带的电荷相等，原子不带电外电子所带的电荷相等，原子不带电6 6、、2020世纪世纪6060年代，科学家提出质子和年代，科学家提出质子和中子是由中子是由 组成的 原子核原子核电子电子质子质子中子中子质子质子夸克夸克7 7、、宇宇宙宙是是一一个个有有____________________的的天天体体结结构构系系统统：：地地球球是是__________________________中中的的 普普 通通 一一 员员 , ,而而 太太 阳阳 又又 是是______________________________数数以以千千亿亿恒恒星星中中的的一个层次层次太阳系太阳系银河系银河系8 8、、随随着着科科学学技技术术的的发发展展，，发发明明了了探探测测微微观观世世界界的的工工具具。

获获得得碳碳化化硅硅分分子子结构图的工具是：（结构图的工具是：（ ））A A、、放大镜放大镜 B B、、光学显微镜光学显微镜 C C、、超级电子显微镜超级电子显微镜 D D、、哈勃望远镜哈勃望远镜C 9 9、、在在做做酒酒精精与与水水混混合合实实验验时时下下列列操作正确的是（操作正确的是（ ））A A、、先倒入酒精后倒入水先倒入酒精后倒入水 B B、、先倒入水后倒入酒精先倒入水后倒入酒精 C C、、ABAB都正确都正确 D D、、以上都不正确以上都不正确B1010、、固固体体和和液液体体很很难难被被压压缩缩说说明明固固体和液体分子间（体和液体分子间（ ））A A、、没有间隙没有间隙 B B、、没有吸引力没有吸引力 C C、、有排斥力有排斥力 D D、、以上都不正确以上都不正确C1111、下列不能说明分子一直处在永不、下列不能说明分子一直处在永不停息的运动中的是（停息的运动中的是（ ）） A A、、香气扑鼻的美味佳肴香气扑鼻的美味佳肴 B B、、高锰酸钾溶入水中液体呈紫红色高锰酸钾溶入水中液体呈紫红色 C C、、扫地时灰尘四起扫地时灰尘四起 D D、、潮湿的衣服晾干潮湿的衣服晾干C1313、什么现象说明星系在远离我们而、什么现象说明星系在远离我们而去（去（ ）） A A、、爆炸现象爆炸现象 B B、、谱线谱线“红移红移”现现象象 C C、、多普勒效应多普勒效应 D D、、气球膨胀实气球膨胀实验验B1515、、将将科科学学家家的的相相应应理理论论或或学学说说填填入入空格中空格中( (填字母填字母) )（（1 1）托勒密）托勒密____ ____ （（2 2）牛顿）牛顿____ ____ （（3 3）哥白尼）哥白尼____ ____ （（4 4）道尔顿）道尔顿____ ____ A A、、提出原子观点提出原子观点 B B、、日心说日心说 C C、、万有引力万有引力 D D、、地心说地心说DCBA1616、、将将科科学学家家和和发发现现或或提提出出的的对对应应粒粒子填入空格中子填入空格中( (填字母填字母) )（（1 1）汤姆生）汤姆生____ ____ （（2 2）盖尔曼）盖尔曼____ ____ （（3 3）卢瑟福）卢瑟福____ ____ （（4 4）查德威克）查德威克____ ____ A A、、中子中子 B B、、质子质子 C C、、夸克夸克 D D、、电子电子DCBA1717、如图所示的肥皂液薄膜实验说明了、如图所示的肥皂液薄膜实验说明了 （（ ））A A、、物体是由大量分子组成的物体是由大量分子组成的 B B、、组成物体的分子不停地做无规则运动组成物体的分子不停地做无规则运动 C C、、分子间有间隙分子间有间隙 D D、、分子之间存在着引力分子之间存在着引力D摩擦起电摩擦起电 高能物理实验高能物理实验 星系正远离我们而去星系正远离我们而去谱谱线线“红红移移” 分分子子不不停停地地做做无无规规则则的的运运动动墙内开花墙外香墙内开花墙外香质质子子、、中中子子是是由由更更小小的夸克组成的的夸克组成的原原子子内内部部存存在在带带电的更小的粒子电的更小的粒子 18.请请将将下列物理现象与规律正确连线下列物理现象与规律正确连线1919、下列诗词、歌词或俗语中，、下列诗词、歌词或俗语中，不能说明分子在不停的做无规不能说明分子在不停的做无规则运动的是则运动的是 （（ ））A A、、稻花香里说丰年稻花香里说丰年 B B、、美酒飘香歌声飞美酒飘香歌声飞C C、、墙里开花墙外香墙里开花墙外香 D D、、亲戚远来香亲戚远来香D。

2020、如图所示为铜棒内分子的分布情况如图所示为铜棒内分子的分布情况如果把铜加热，则图中能显示铜棒受如果把铜加热，则图中能显示铜棒受热后分子排布情况的是热后分子排布情况的是 （（ ）） ABCDD2121、如图所示，其中属于水分子的是（、如图所示，其中属于水分子的是（ ））属于单质分子的是属于单质分子的是 （（ ））ABCDB BACDACDA A1717、、我我们们在在用用塑塑料料梳梳子子梳梳头头是是有有时时会会出出现现“怒怒发发冲冲冠冠”现现象象，，试试解解释释为为什什么？么？ 在气候比较干燥的时候，在气候比较干燥的时候，梳头时梳子和头发摩擦，使梳头时梳子和头发摩擦，使头发头发带电带电且带且带同种电荷同种电荷而互而互相排斥吸烟有害健康，利用你学过的吸烟有害健康，利用你学过的知识解释，为什么在公共场合知识解释，为什么在公共场合特别要禁止人们吸烟？特别要禁止人们吸烟？请你设计一个实验，来探究组成请你设计一个实验，来探究组成物质的分子无规则运动的快慢程物质的分子无规则运动的快慢程度与温度有关，写出你的猜想、度与温度有关，写出你的猜想、所选的实验器材、实验步骤、实所选的实验器材、实验步骤、实验现象和结论。