北师大版九年级全一册物理《一、探索微观世界的历程》(一等奖课件)

第一节探索微观世界的历程张掖育才中学张掖育才中学 周晓霞周晓霞 第十六章粒子和宇宙第一节探索微观世界的历程张掖育才中学 周晓霞 第十六章学习目标：学习目标：1了解人类探索微观世界的历程，并认识到这种探索将了解人类探索微观世界的历程，并认识到这种探索将不断深入。不断深入。2了解电子的发现过程、原子的核式结构模型和夸克模了解电子的发现过程、原子的核式结构模型和夸克模型。型。3.初步了解纳米材料的应用和发展前景。初步了解纳米材料的应用和发展前景。4.体会体会“猜想猜想”和和“科学探究科学探究”方法方法5感受科学发展过程中蕴藏着的科学精神和人文情怀感受科学发展过程中蕴藏着的科学精神和人文情怀。学习目标：学生活动思维的火花德谟克利特（约公元前460约公元前370）“正像绿墙是由树干和枝叶正像绿墙是由树干和枝叶组成似的，大自然的万物都组成似的，大自然的万物都由看不见的微小粒子由看不见的微小粒子原原子构成。原子不能消失，但子构成。原子不能消失，但也不会无中生有。也不会无中生有。”德谟克利特德谟克利特学生活动思维的火花德谟克利特（约公元前460约思维的火花 走向科学思维的火花 走向科学18111811年年，意意大大利利科科学学家家阿阿伏伏伽伽德德罗罗进进一一步步指指出出，物物质质一一般般不不是是直直接接由由原原子子组组成成，而而是是由由几几个个原原子子相相结结合合的分子构成的。的分子构成的。用场离子显微镜拍摄的用场离子显微镜拍摄的钨针针尖上的原子图样钨针针尖上的原子图样DNA分子结构分子结构 思维的火花走向科学1811年，意大利科学家阿伏伽德罗进一步指出，物质一般不是直北师大版九年级全一册物理一、探索微观世界的历程(一等奖课件)一、揭开原子的“面纱”1.1.电电子的发子的发现：现：(1897年，英国的物理学家汤姆孙发现年，英国的物理学家汤姆孙发现)阴极射线在电场或磁场的阴极射线在电场或磁场的作用下可发生偏转，偏转作用下可发生偏转，偏转方向与带负电的粒子相同。方向与带负电的粒子相同。一、揭开原子的“面纱”1.电子的发现：(1897年，英国的物电子的发现，打破了原子不可分的电子的发现，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一次飞跃，并掀起了新一轮探索物质微观结构的热潮。质微观结构的热潮。英国英国汤汤姆孙（姆孙（18561940）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、揭开原子的“面纱”2.原子的结构（道尔顿的实心球模型模型）一、揭开原子的“面纱”2.原子的结构（道尔顿的实心球模型模型2.原子的结构（汤姆孙的枣糕模型）一、揭开原子的“面纱”2.原子的结构（汤姆孙的枣糕模型）一、揭开原子的“面纱”北师大版九年级全一册物理一、探索微观世界的历程(一等奖课件)粒子散射实验粒子散射实验用用高速高速粒子轰击金粒子轰击金箔箔一、揭开原子的“面纱”2.原子的结构（卢瑟福的核式结构）粒子散射实验用高速粒子轰击金箔一、揭开原子的“面纱”2.原子里面十分空旷，大部分体积是空的。在其中应有一原子里面十分空旷，大部分体积是空的。在其中应有一个个体积体积非常小非常小，但几乎集中了原子全部质量的粒子。这就是被发现的但几乎集中了原子全部质量的粒子。这就是被发现的原子核。电子按一定的轨道围绕着带正电荷的很小的原子核运原子核。电子按一定的轨道围绕着带正电荷的很小的原子核运转。转。一、揭开原子的“面纱”2.原子的结构（卢瑟福的有核模型、行星模型）原子里面十分空旷，大部分体积是空的。在其中应有一个体积非常小三、揭开原子的“面纱”如如果我们将原子放大成直径上百米的足球场果我们将原子放大成直径上百米的足球场，原，原子子核只有小核只有小米米粒粒那么大，那么大，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质量的99.94以上。以上。体育场体育场原子原子原子核原子核2.原子的结构（卢瑟福的核式结构）三、揭开原子的“面纱”如果我们将原子放大成直径上百米的足球场一、揭开原子的“面纱”3.质子和中子的发现英国英国卢瑟福卢瑟福（18711937）1919年发现带年发现带正电的质子正电的质子英国英国查德威克查德威克（18911974）1932年发现了不年发现了不带电的中子带电的中子一、揭开原子的“面纱”3.质子和中子的发现英国卢瑟福英国一、揭开原子的“面纱”4.原子的核式结构一、揭开原子的“面纱”4.原子的核式结构一、揭开原子的“面纱”5.基本粒子质子质子中子中子电子电子一、揭开原子的“面纱”5.基本粒子质子一、揭开原子的“面纱”6.种类繁多、性质差异纷繁的粒子世界基本粒子：超子、质子、中子、介子基本粒子：超子、质子、中子、介子一、揭开原子的“面纱”6.种类繁多、性质差异纷繁的粒子世界基质子、中子、介子、超子质子、中子、介子、超子由三种基础粒子组成。它们是由三种基础粒子组成。它们是上夸克、下夸克和奇异夸克上夸克、下夸克和奇异夸克。科学界把这一模型称为科学界把这一模型称为夸克模夸克模型。型。一、揭开原子的“面纱”7.夸克模型美国美国-盖尔曼（盖尔曼（1929 ）质子、中子、介子、超子由三种基础粒子组成。它们是上夸克、下夸华裔科学家华裔科学家丁肇中丁肇中在在1974年又发现了一种称为年又发现了一种称为J的粒的粒子，因此获得子，因此获得1976年诺贝尔物年诺贝尔物理学奖理学奖。J的粒子的发现表明应的粒子的发现表明应该还有一种称为该还有一种称为粲夸克粲夸克的基础的基础粒子。粒子。以后又发现了以后又发现了底夸克底夸克和和顶顶夸克夸克。至今我们已经知道共有。至今我们已经知道共有6种夸克。种夸克。一、揭开原子的“面纱”7.夸克模型上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克华裔科学家丁肇中在1974年又发现了一种称为J的粒子，因原子核电子中子质子原子原子核质子 中子夸克夸克一、揭开原子的“面纱”原子核电子中子质子原子原子核质子 中子夸克夸克一、揭开原子的探索未有穷期探索未有穷期探索未有穷期扫描隧道显微镜：扫描隧道显微镜：观察原子和分子的观察原子和分子的“纳米眼纳米眼”，操纵，操纵原子的原子的“纳米手纳米手”。19901990年，年，IBMIBM公司的科学家将公司的科学家将3535个原子移动到指定位置，组成个原子移动到指定位置，组成“IBMIBM”三个字三个字母，使费恩曼的幻想成为现实。母，使费恩曼的幻想成为现实。二、纳米科技：扫描隧道显微镜：观察原子和分子的“纳米眼”，操纵原子的“纳米石墨表面的纳米中国地图石墨表面的纳米中国地图地图的线粗细约为地图的线粗细约为1010纳米纳米整体尺寸为数百纳米整体尺寸为数百纳米1999年，中国科学院科技人员，利用纳米加工技术在石墨表年，中国科学院科技人员，利用纳米加工技术在石墨表面通过搬迁碳原子，绘制出了世界上最小的中国地图。面通过搬迁碳原子，绘制出了世界上最小的中国地图。石墨表面的纳米中国地图1999年，中国科学院科技人员，利用纳二、纳米科技：从幻想到现实一、纳米材料：一、纳米材料：将某些物质的尺度加工到将某些物质的尺度加工到1100 nm时，它们的物理性质或时，它们的物理性质或者化学性质与较大尺度时相比，发生了异常的变化，具有者化学性质与较大尺度时相比，发生了异常的变化，具有一些特殊的用途，这种材料称为纳米材料。与传统材料相一些特殊的用途，这种材料称为纳米材料。与传统材料相比，新材料在比，新材料在强度、刚度、硬度、耐温性、耐磨性、耐腐强度、刚度、硬度、耐温性、耐磨性、耐腐蚀蚀等某一方面或其中的多个方面具有优越的性能。等某一方面或其中的多个方面具有优越的性能。二、纳米技术：二、纳米技术：纳纳米技术是米技术是20世纪世纪90年代出现的一门新兴技术。它是年代出现的一门新兴技术。它是在在1100 nm尺度的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和尺度的空间内，研究电子、原子和分子运动规律和特性的崭新技术特性的崭新技术。二、纳米科技：从幻想到现实一、纳米材料：北师大版九年级全一册物理一、探索微观世界的历程(一等奖课件)这这节课节课我们学我们学学到了什学到了什么么 方法方法？对于科学家们的不懈研究和努力追求对于科学家们的不懈研究和努力追求 你有什么想法和感触？你有什么想法和感触？这节课我们学说一说 对于科学家们的不懈研究和努力追求展望未来，期待你的发现展望未来，期待你的发现展望未来，期待你的发现