第十六章  粒子和宇宙
一、二 、三  探索微观世界的历程  浩瀚的
宇宙  能源：危机与希望
1.宇宙是由物质组成的，物质是由分子和原子组成的。
2.固态、液态、气态的分子组成特点。
3.原子的核式结构模型。
4.知道太阳系的组成，了解宇宙概况及“宇宙大爆炸”学说。
5.了解人类探索宇宙的历程。
6.初步了解人类发现、开发、利用能源的历史，能通过具体的事例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。
7.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化。
水分子分布图.
 探索微观世界的历程
——
   19世纪末到20世纪的三十年代，对于电子、光谱的深入研究以及放射性现象、中子、质子的发现，引起物理观念的重大变革，创立了新的理论，导致人们对原子和原子核认识的升华．
揭开原子的”面纱”
    十九世纪末，汤姆孙发现了电子，并知道电子是原子的组成部分．由于电子是带负电的，而原子又是中性的，因此推断出原子中还有带正电的物质．那么这两种物质是怎样构成原子的呢？
汤姆孙的原子模型
    在汤姆孙的原子模型中，原子是一个球体；正电核均匀分布在整个球内，而电子都像枣核那样镶嵌在原子里面．
   这个模型不久就被实验事实否定了.
电子
正电荷
1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了α粒子散射实验
α粒子散射实验
在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核．
原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．
带负电的电子在核外空间绕着核旋转．
卢瑟福提出的原子核式结构
原子的核式结构
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
 1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子，进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认．
质子
中子
核子
质子数
核电荷数
原子核的组成
纳米材料
1纳米是10-9米，纳米科技指的是在纳米尺度上了解和控制物质时，发现的新现象，发明的新技术。
1.原子核是由______和_____组成的，其中________带正电，________不带电，所以原子核带___________。
2.关于一些微观粒子的发现或提出，下列说法正确的是
（    ）
A. 汤姆孙发现了电子                
B. 卢瑟福用α粒子从氦原子核中打出了质子
C. 查德威克提出夸克的设想          
D. 盖尔曼发现了中子
A
质子
中子
质子
中子
正电
3.下列实例中，利用纳米材料特殊作用的是（    ）
 A. 为了装饰，在墙壁上涂刷了“立邦”漆，漆能吸附在墙上
 B. 用胶水可以把两张纸粘在一起
 C. 用纳米陶瓷粉制成的陶瓷不易撞碎，具有一定的塑性
 D. 小雨天气，羽绒服装不易被雨水淋湿
C
浩 瀚 的 宇 宙
银河系示意图
    太阳系是银河系中的一颗普通恒星，银河系中有1000多亿颗像太阳一样的恒星  
太阳系示意图
1957年10月4日,前苏联把人类第一颗人造地球卫星送上天 1961年，苏联的加加林乘飞船进入太空
1969年，美国登月计划
1970年4月24日,我国第一颗人造地球卫星飞上了天
2003年10月15日9时，我国“神舟五号”载人飞船成功发射，在太空中绕地球14圈后，安全返回。成功实现了中国人遨游太空的理想
飞向太空
1969年   “阿波罗”11号宇航员阿尔德林迈出登月舱。
“神舟五号”载人宇宙飞船发射！
神舟六号载人飞船发射成功
宇宙大爆炸模拟图
1.太阳系有______大行星，地球在离太阳较 ______的第_______条轨道上。
2.下列关于宇宙的说法中正确的是（    ）
A.宇宙是由银河系和太阳系组成的
B.宇宙只是由银河系组成，太阳是银河系中的一员
C.宇宙中有数十亿个星系，银河系是其中的一员
D.太阳系只有九大行星
八
C
近
三
3.小明认为“光年”是一个时间单位，你认为小明的说法对吗？为什么？
答案：不对，因为光年表示光在1年内通过的路程，所以光年是长度的单位。
一、能量与能源
回答：煤，煤气，柴草、天然气、电……，这些都是能源。
   能源：危机与希望
问题：我们每天要吃饭、喝水，用什么来煮饭、烧水呢？
2003年美国与加拿大东部地区当地时间8月14日下午四时十四分突然大范围停电，由加拿大东部城市多伦多以至美国东部的纽约地区都受影响。
二、能量的重要性
美国东部大停电
停电引发的交通瘫痪
人类的生活、生产离不开能源的利用。能源的现状又是如何呢？
人类对化石能源的利用
人类和能源
中国能源资源真的丰富吗? 
1.煤炭资源：地质储量约1.44万亿吨，占世界煤炭总储量的13%；
2.石油资源：保有储量为600亿吨，但后备资源不足，而且石油可采储量的增长速度低于老油田的递减速度，储采比呈下降趋势；
我国的能源消耗状况
天然气资源：保有储量为7000亿立方米，但后备资源不
足；水力资源：理论储量为6.8亿千瓦，但可开发储量只
有3.78亿千瓦，且其中67.8%的水力资源集中分布在西南
地区，要开发不易。无疑：我国是世界上能源丰富的国家
之一，但我国人口众多，人均能源占有量远低于俄罗斯、
美国，只有世界人均能源占有率的1/2。
电荒，煤荒，油荒“三荒”
    人类对能源的需求日益扩大，煤、石油、天然气等不可再生能源日益减少，二十一世纪人类最迫切的需要是改变能源严重缺乏的现状。新能源的开发已经迫在眉睫。
三、物质与能量
    1905年，爱因斯坦以惊人简洁的公式E=mc2揭示了以质量m为标志的物质与能量E的关系。式中c为光在真空中的速度。
    爱因斯坦的质能方程为核能的开发和利用提供了理论支持。
    1kg铀全部裂变时释放的能量相当于2500t优质煤完全燃烧释放的能量。
秦山核电站
大亚湾核电站
岭澳核电站
阳江核电站
社会的发展与能源的利用和利用方式的改变是息息相关的。
四、科学与人类
 能源利用与环境
1.解决能源问题的主要措施是(    )
A.大力开发新能源
B.大量利用太阳能、地热能
C.大量利用水能、风能
D.采用新技术、新设备，更新落后的技术装备
A
2.下列关于核能的说法正确的是(    )
A.物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B.到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变
C.原子弹和氢弹都是利用原子核裂变和聚变的原理制成的
D.自然界只有在人为的条件下才会发生裂变
C
一、物质的结构：物质由原子构成，原子由原子核和电子构成，原子核由质子和中子构成，质子和中子由夸克构成。
二、浩瀚的宇宙：宇宙是无穷的，太阳只是银河系的普通恒星，地球是太阳系的一颗行星。
人类不断探索宇宙，取得了很大进步。
三、能源：
1.人类与能源的关系。2.人类对能源的利用。
你无法控制生命的长度，但你可以靠增加它的宽度和高度来扩大它的容积。