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苏科版八年级下册
第十章从粒子到宇宙
10.3探索更小的微粒
科学家研究发现，分子是由原子构成的。例如，如图(a), 一个水
分子由两个氢原子和一个氧原子构成。那么,原子是否还可以再分呢 如 图 (b), 原子是由带正电的原子核和带负电的电子构成的。
(a) (b)
情景引入
01
03
由原子的结构解释摩擦
原子的核式结构模型
分子、原子、电子
微观粒子探索进展
CONTENTS
起电的原因
PART ONE
分子、原子、电子
一、分子是由原子构成：
一个水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成的
一个氧气分子是由两个氧原子构成的。
Oxygen|O
食盐分子 水分子 不同原子构成的分子
DNA分子
氢分子
相同原子构成的分子
Oxygen|O
金钢石
氧分子
富勒烯
石墨
二、更小的微粒：电子的发现
电子的发现
19世纪末，英国物理学家汤姆孙发现了比 原子小得多且带负电荷的粒子——电子， 从而说明原子也是可分的。
1897年，汤姆生借助阴极射线管 发现了电子。
汤姆生，J.J 原子核
汤姆生 原子
(1856-1940)
电子
PART TWO
原子的核式结构模型
原子
原子有怎样的结构呢 1911年，卢瑟福(图10-19)在实验
的基础上提出了类似行星绕日的核式结构模型。
图10-19卢瑟福(Ernest Rutherford, 1871—1937),英国物理学家
如图10-20所示。他认为，原子是由带正电的原子核和带负电的电子
构成的，且正负电荷数量相等；原子核位于原子的中心，电子受原子核吸 引，绕核做高速运动。若把原子核看成一个小球，则它的半径约为10-15m。 如果把原子比作一个足球，那么原子核(几乎集中了原子的全部质量)只有针
图10-20 原子核式结构模型
尖般大小。
原子核
20世纪初，科学家相继发现原子核可以释放出质子和中子， 原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的.
核外电子
原子核
中子了
质子1
PART THREE
由原子的结构解释摩
擦起电的原因
读一读摩擦起电的原因
在公元前600年左右，人们就已经发现了摩擦起电现象，但在很长
一段时间内，对物体带电的认识相当模糊。直到建立原子结构理论，摩 擦起电现象才得到科学解释。
根据原子核式结构模型，原子核所带的正电荷和核外电子所带的负
电荷数量相等，因此原子呈电中性。不同物质的原子核束缚电子的本领 不同。两种不同物质相互摩擦时，哪种物质原子核束缚电子的本领弱， 它的一些电子就会转移到另一种物质上。 失去电子的物体就会因缺少电 子而带正电 ，得到电子的物体就会因有多余的电子而带等量的负电。
因此，摩擦起电并不是产生了电荷，只是电子由一个物体转移到了
另一个物体。
束缚电子能力弱的甲物体
甲：假设6个质子(红球), 6个电子(蓝球),不带电
甲：6个质子(红球),4个 电子(蓝球),带正电
失去电子的物体就会因缺少电子而带正电，得到电子的物
体就会因有多余的电子而带等量的负电。
乙：假设8个质子(红球), 8个电子(蓝球),不带电
乙：8个质子(红球),10 个电子(蓝球),带负电
未摩擦前
相互摩擦后
束缚电子能力强的乙物体
转移2个 电子
即学籍练
1. 用纸巾擦完的玻璃表面很容易粘上细小绒毛，这是由于带电体 有_吸引轻小物体的性质，擦完玻璃的纸巾与毛皮摩擦过的橡胶棒 相互排斥，说明纸巾_ 得到 (得到/失去)电子，带了 负 (正/负 )电荷。
2. 小明做饭时不小心把胡椒粉洒在粗粒盐上，他急中生智，拿橡胶小
勺在干燥毛料布上摩擦了几下，然后把小勺靠近胡椒粉，胡椒粉立刻
被吸到勺子上，成功将胡椒粉和粗粒盐分开。橡胶小勺摩擦后带
电是因为它得 到 (得到/失去)了电子。橡胶小勺能吸引胡椒粉是因 为带电体能够级引轻小物体 ,毛料布摩擦后带等量 (等量/不等量) 的 电 。
3. “金陵金箔”是国家级非物质文化遗产，金箔轻薄，不
能直接拿取，正确的方法是：如图所示，用羽毛轻轻摩擦 干燥的纸垫，随后让羽毛靠近金箔，金箔被吸起，以下说 法正确的是( D )
纸垫
甲
工作台一 金箔
B. 正电荷在羽毛和纸垫间转移
D. 羽毛带电从而吸引轻小物体
A .羽毛和纸垫摩擦创造了电荷
C. 羽毛和纸垫带上了同种电荷
PART FOUR
微观粒子探索进展
在探索比分子更小的微观粒子的历程中，人们首先发现了电子，
进而认识到原子是由电子和原子核构成的。后来，人们又发现原子核 是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电。质子和中子统称 为核子。20世纪60年代，科学家又提出质子和中子都是由被称为夸 克的更小微粒构成的，一系列高能物理实验证实了这一说法的合理性。
分子 原子 原子核 10- m 10- m 10- ~10- m
水分子(每个小球表示 一个原子)
原子核由质子 和中子构成
核子 10- m
图10-21 粒子世界概貌
微观粒子的层次
结构示意，如图 10-21所示。
粒子 大小(数量级) 结构
核子由夸克 构 成
生活 ·物理 ·社会加速器及其应用
1909年，卢瑟福和他的学生利用一束高速运动的带正电的α
粒子(由两个质子和两个中子构成)轰击很薄的金箔，获得了极 有价值的实验现象和数据。1911年，卢瑟福根据上述α粒子散射 实验的结果提出了著名的原子核式结构模型。该实验也启发了人 们用更高能量的粒子作为“炮弹”来探索微观世界的奥秘。
我们把能使带电粒子加速到很高能量的装置称为加速器。20
世纪30年代，美国物理学家劳伦斯发明了回旋加速器。1988年， 我国建成了北京正负电子对撞机。这是当时世界八大高能加速器 之一，也是我国继导弹、原子弹、氢弹、人造卫星、核潜艇之后 的又一伟大科技成就。
图10-22所示的高能同步辐射光源直线加速器由中国科学院高能物理
研究所承担建造。它在先进材料、航空航天、能源、环保以及生物工程等 方面发挥了重要作用。
加速器在生产、生活中同样有着非常重要的作用，如用于癌症的治疗、
工业探伤、食品的防腐保鲜、复合材料的生产以及医疗用品消毒等。
图10-22高能同步辐射光源直线加速器
实践与练习
1. 假定以直径为10 mm 的玻璃球代表一个原子核，那么一 个原子大约要用多大直径的球来表示呢
原子直径大约在100m~1000m。
3.在标准状况(1×105 Pa、0℃) 下，22.4L 氦气(分子含4 个核子、2个电子)的质量约为4g; 相同体积的氩气(分子含 40个核子、18个电子)的质量约为40g; 相同体积的汞蒸气 (分子含200个核子、80个电子)的质量约为200g 。试找出 它们质量与内部微粒数量之间的关系，并推算标准状况下相同 体积氖气(分子含20个核子、10个电子)的质量。
20g。
课堂练习
1. 下列微粒中，从空间尺度来看最小的是( B )
A . 原子 B. 夸克 C. 中子 D. 分子
2. 下列说法错误的是( D )
A .1911年，物理学家卢瑟福建立了类似行星绕日的核式结
构模型
B.19 世纪末，英国物理学家汤姆生发现了比原子小得多的
带负电荷的粒子——电子，从而说明原子是可分的
C. 中子的发现者是查德威克
D. 夸克的提出者是夸克
3. 关于微观粒子，下列说法正确的是( D )
A .原子结构与太阳系相似，质子、中子和电子像行星绕 太阳运动一样在绕核运动
B. 原子结构与西瓜很相似，西瓜籽就如同分布在原子中 的电子
C. 只要视力足够好，人们凭肉眼就能看到电子
D. 原子核由质子和中子组成，质子和中子则是由更小 的粒子组成
4 .20世纪初，科学家在探索物质结构的历程中取得了
突破性进展。最终卢瑟福通过α粒子散射实验验证了以下 哪个原子结构模型( c )
西瓜模型
电子云模型
实心球模型 B .
原子核式结构模型 D.
C
5. 知识梳理有助于我们对已学知识的巩固，如图是
某同学学习物质结构层次后，以氧气为例进行的梳理 ,下列选项中与a 、b 、c 对应的是A )
A .原子、原子核、核外电子
B. 原子核、原子、核外电子
C. 原子、核外电子、原子核
D. 核外电子、原子核、原子
6. 物理学家试图用反物质湮灭释放巨大的能量来制造宇宙飞
船的推进器。反物质是由反粒子构成的，负质子、正电子都属 于反粒子，它们分别与质子、电子的质量、电荷量相等。但电 性相反。那么,根据你的理解，下列关于反氢原子的结构示意 图，正确的是( B )
B.
D.
A.
C.
不同原子构成的分子 水分子的构成
分子、原子、电子 相同原子构成的分子 氧气分子的构成
汤姆生发现带负电荷的电子 说明原子也是可分的
原子的结构 类似行星绕日的核式结构模型
质子(带正电)
课堂小结
探索更小的微粒
粒子世界概貌图
科学家又提出质子和中子都是由更小的微粒夸克构成的
原子的核式结构模型
原子的构成
原子核(带正电)
电子(带负电)
由原子的结构解释摩擦起电的原因
微观粒子探索进展
中子(不带电)

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