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第十章
苏科版2025
从粒子到宇宙
三 探索更小的微粒
一、原子的核式结构模型
学习目标
二、微观粒子探索进展
实践与练习
当堂评价
三、摩擦起电的原因
四、加速器及其应用
1.了解原子的核式结构模型，知道原子由原子核和电子构成。
2.了解人类认识微观世界的大致历程和取得的成就，了解微观世界的尺度大小(数量级)关系。
3.了解加速器在探索微观粒子中的作用，以及科技进步对人类社会发展的意义。
1.“一尺之棰，日取其半，万世不竭”承载着中国古代物质无限可分的思想。随着科学的发展，人们发现物质分到一定程度后，其原有的性质发生变化。科学家把能保持物质化学性质的最小微粒称为_____。
常见的物质是由大量_____组成的，它的直径的数量级一般为_____ m，直接用肉眼是看不到的，用_____________可以帮助我们观察到它。分子又是由_____组成。
分子
分子
10-10
电子显微镜
原子
2.建立模型是为了研究问题的方便和探讨事物的本质所作的一种模拟或简化描述的方法，科学家经常采用画图的方式来描述某些抽象的事物，列举本学年课程有关内容中，采用建立模型的物理方法是_____________
_____。
光线、力的示
意图
一、原子的核式结构模型
19 世纪末，英国物理学家
_______发现了电子，
说明原子是可以再分的.
电子的发现：
汤姆孙
一、原子的核式结构模型
卢瑟福
核式结构模型
汤姆生
葡萄干蛋糕模型
道尔顿
实心球模型
欧内斯特·卢瑟福 英国物理学家
他使人们对物质结构的研究进入到原子内部这一新的层次，为开辟一个新的科学领域——原子物理学，做了开创性的工作。他通过α粒子为物质所散射的研究，无可辩驳的论证了原子的核模型，因而一举把原子结构的研究引上了正确的轨道，于是他被誉为原子物理学之父。
一、原子的核式结构模型
α粒子散射实验
原子核
电子
一、原子的核式结构模型
原子是由带正电的_______和带负电的_____构成的，且正负电荷数量_____;
_______位于原子的中心，_____受______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10-15 m。如果把原子比作一个足球，那么原子核只有_______大小。
组成
位置
大小
一、原子的核式结构模型
原子核
电子
相等
原子核
电子
原子核
针尖般
一、原子的核式结构模型
二、微观粒子探索进展
探究史
1964年，美国物理学家盖尔曼发现夸克。
19世纪初，英国科学家道尔顿发现了分子是由原子构成的；
1897年，英国物理学家汤姆生发现电子；
1911年英国物理学家卢瑟福提原子的核式结构模型，1919年发现质子并提出中子的概念；
1932年，英国物理学家查德威克发现中子；
二、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_____，进而认识到原子是由_____和_______构成的。后来，人们又发现原子核是由_____和_____构成的，质子带___电，中子_____电。
质子和中子统称为_____。
20 世纪60 年代，科学家又提出质子
和中子都是由被称为_____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。
电子
电子
原子核
质子
中子
正
不带
核子
夸克
二、微观粒子探索进展
分子
原子
电子
原子核
夸克
(不带电）
(正电)
物质
(负电)
分子
原子
单个
多个
原子核
电子
中子
质子
上夸克
下夸克
上夸克
下夸克
质子和中子
三、摩擦起电的原因
获得电子
带负电
失去电子带正电
摩擦起电并不是创造了电荷，只是电子由一个物体转移到另一个物体。
三、摩擦起电的原因
1.原因：不同物质的原子核_________的本领不同。两种不同物质相互摩擦时，哪种物质原子核_________的本领弱，它的一些电子就会______另一种物质上。失去电子的物体就会因缺少电子而带___电，得到电子的物体就会因有多余的电子而带_________电。
2.实质：摩擦起电并不是_______电荷，只是_____由一个物体转移到了另一个物体。
3.电中性：通常情况下，原子核所带的正电荷和核外电子所带的负电荷数量_____，因此原子呈电中性。
束缚电子
束缚电子
转移到
正
等量的负
产生了
电子
相等
四、加速器及其应用
自学教材“生活　物理　社会”，完成下列内容。
加速器能使带 加速到很高能量。人们用更高能量的粒子作为“炮弹”来 的奥秘。
1988 年，我国建成了 。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。
电粒子
北京正负电子对撞机
探索微观世界
四、加速器及其应用
自学教材“生活　物理　社会”，完成下列内容。
中国科学院高能物理研究所承担建造的高能同步辐射光源直线加速器，在先进材料、航空航天、能源、环保、生物工程以及于癌症的治疗、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方面发挥了重要作用。
四、加速器及其应用
劳伦斯与第一台回旋加速器
大型强子对撞机
四、加速器及其应用
北京正负电子子对撞机
四、加速器及其应用
高能同步辐射光源直线加速器
四、加速器及其应用
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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？
用直径为100~1000m 的球来表示
答案
2.请在电子的发现者汤姆孙、原子核式结构模型的提出者卢瑟福和中子的发现者查德威克中任选一位，查阅资料进一步了解他们。例如，他们的生平、对科学的贡献以及有关的趣闻轶事等。
答案
1
2
3
电子的发现者汤姆孙（Joseph John Thomson,1856-1940），英国物理学家，1897年诺贝尔物理学奖获得者。他出生于英国曼彻斯特，毕业于剑桥大学，曾担任剑桥大学卡文迪许实验室主任。汤姆孙于1897年发现了电子，并测量了电子的电荷和质量比。他提出了“葡萄干布丁模型”来解释原子的结构.
原子核式结构模型的提出者卢瑟福（Ernest Rutherford,1871-1937），1908年诺贝尔化学奖获得者。他出生于英属新西兰，毕业于剑桥大学，曾担任剑桥大学卡文迪许实验室主任。卢瑟福于 1911年提出了原子核式结构模型，认为原子是由带正电荷的原子核和围绕原子核运动的带负电荷的电子组成的。他通过α粒子散射实验验证了这一模型，并发现了原子核的存在.
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。
在标准状况下，相同体积气体质量与核子数量成正比，电子质量相对于原子核的质量可以忽略不计，因此相同体积氖气质量为20g.
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答案
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1.在20世纪上半叶，科学家提出了许多原子结构的模型。下列四幅图中，与卢瑟福提出的原子结构模型最相似的是(　　)
A
A. 核式结构模型
B. 葡萄干布丁模型
C. 实心球模型
D. 西瓜模型
2.橡胶棒跟毛皮摩擦后，橡胶棒带负电，是由于(　　)
A.毛皮上的一些电子转移到橡胶棒上
B.毛皮上的一些质子转移到橡胶棒上
C.橡胶棒上的一些电子转移到毛皮上
D.橡胶棒上的一些质子转移到毛皮上
A
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3.小东用装有静电除尘纸的拖把擦地板时的情景，如图所示。静电除尘纸与地板摩擦，可以轻松地将灰尘和头发清打干净。下列说法中正确的是(　　)
A.静电除尘纸和地板摩擦创造了电荷
B.静电除尘纸的工作原理是带电体可以吸引轻小物体
C.静电除尘纸和地板摩擦后与地板带有同种电荷
D.静电除尘纸在湿润的地面也能正常工作
B
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4.如图所示，实验室里常用验电器来检验物体是否带电。若用毛皮摩擦过的橡胶棒去接触验电器的金属球，金属箔片张角张开。则下列说法正确的是(　　)
A.毛皮的原子核束缚电子能力比橡胶棒强
B.验电器金属箔张开是因为两箔片带上正电荷
C.接触瞬间电子是由橡胶棒转移到金属箔
D.接触瞬间质子是由金属箔转移到橡胶棒
C
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5.在标准状况(1×105 Pa、0 ℃)下，22.4 L氦气(分子含4个核子、2个电子)的质量约为4 g；相同体积的氩气(分子含40个核子、18个电子)的质量约为40 g;相同体积的汞蒸气(分子含200个核子、80个电子)的质量约为200 g。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。
答案　在标准状况下，相同体积气体质量与核子数量成正比，电子的质量相对于原子核的质量可以忽略不计，因此相同体积氖气质量为20 g。
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6. 请完成下面结构图
物质
分子
原子
夸克
电子
原子核
质子
中子
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感 谢 观 看

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