第八节粒子和宇宙
教学目标：
（一）知识与技能
1、了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史。
2、初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一。
（二）过程与方法
1、感知人类探究宇宙奥秘的过程和方法。
2、能够突破传统思维重新认识客观物质世界。
（三）情感、态度与价值观
1、让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。
2、培养学生的科学探索精神。
教学重点：
了解构成物质的粒子和宇宙演化过程。
教学难点：
各种微观粒子模型的理解。
教学方法：
教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：
Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体、多媒体教学设备。
教学过程：
（一）引入新课
教师讲述：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。
问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？
学生回答：构成物体的最小微粒为“原子”。
教师讲述：其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。
问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？
学生回忆并回答：现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。
（二）新课教学
1、“基本粒子”不基本
教师讲述：1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢？
学生活动：学生阅读教材，思考，讨论。
2、发现新粒子
教师：20世纪30年代以来，人们在对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。要求学生阅读教材“发现新粒子”部分并思考下面的问题：
（1）从宇宙线中发现了哪些粒子？这些粒子有什么特点？
（2）通过科学核物理实验又发现了哪些粒子？
（3）什么是反粒子？
（4）现在可以将粒子分为哪几类？
学生活动：阅读教材，思考，讨论，回答问题：
（1）1932年发现正电子；1937年发现μ子；1947年发现K介子与π介子（2）实验中发现了许多反粒子，现在发现的粒子多达400多种。
（3）许多粒子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质相反的粒子，叫做反粒子。
（4）按粒子与各种相互作用的关系，可分为三大类：强子、轻子和媒介子。
师生共同总结并举例：
强子：是参与强相互作用的粒子。如质子、中子…
轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子。如电子、电子中微子…
媒介子：传递各种相互作用的粒子。如光子、胶子…
3、夸克模型
教师指导学生阅读教材“夸克模型”部分并思考问题：上述粒子是不是最小
单位，有没有内部结构呢？现代科学认为夸克有哪几种？有什么特征？
学生活动：阅读教材，回答问题：1964年提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克（quark ）。夸克模型经过几十年的发展，已被多数物理学家接受。现代科学认为夸克有：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。它们带的电荷为元电荷的3
2+或31-倍每种夸克都有对应的反夸克。
教师提示：科学家们还未捕捉到自由的夸克。夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。能否解放被禁闭的夸克，是物理学发展面临的一个重大课题。
夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。而另一方面也说明科学正由于一个一个的突破才使得科学得到进一步的发展。
4、宇宙的演化、恒星的演化
教师讲述：前面我们提到要了解宇宙起源需了解物质的组成的粒子，这是因为在物理学中研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论竟然相互沟通、相互支撑。
指导学生阅读教材“宇宙演化”部分并要求学生初步了解宇宙演化的发展过程。
教师：讲授“宇宙演化过程和恒星演化过程”：
宇宙大爆炸后，“粒子家族”（宇宙形成之初）：
10-44秒后，温度1032K ，产生夸克、轻子、胶子等→
10-6秒后温度1013K ，夸克构成了质子和中子等（强子时代）→
温度为1011K 时，少量夸克，光子、大量中微子和电子存在（轻子时代）→ 温度109K 时进入核合成时代→
温度降到3000K 时，电子与质子复合成氢原子→ 冷却，出现了宇宙尘埃??
??→?万有引力作用
密集尘埃→ 星云团???→?温度升高
开始发光→
一颗恒星诞生
恒星收缩升温→
热核反应成氦→
氢大部分聚变为氦→
收缩→
氦聚合成碳→…
（类似）直到产生铁元素。
恒星最后的归宿：
恒星质量小于太阳1.4倍→白矮星
恒星质量是太阳1.4~2倍→中子星
恒星质量更大时(无法抵抗)→黑洞
（三）课堂小结
让学生自己总结本节课所学内容并与同学交流。（四）布置作业：
完成“问题与练习”中的题目。
《从粒子到宇宙》测试卷 一、填空题 1、人们凭肉眼无法看到物质内部的微小结构，这给人们探究物质结构带来了困难。科学家 采用一种非常有效的方法，就是根据的现象，提出一种结构模型的，再来证实它，从而搞清物质的结构。 2、“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴。“这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗， 对前一句，从物理学角度可以理解为花分泌的芳香油分子加快，说明当时周边的气温。 3、我们生活的地球是浩瀚星空中这个大家庭里一颗相对很小的行星。其中除 了太阳这个惟一的星外，至今已发现还有大行星。 4、两小滴水银靠在一起，就变成一大滴水银，这说明水银分子间存在力，水银 不易被压缩，这说明分子间存在力。把鸭蛋放在盐水里放一段时间，鸭蛋就变咸了，这说明。 5、太空有无数的星系，晴朗夜空的闪烁群星之中有一条横亘天际的光带，它是由群星和弥 漫物质集合而成的一个庞大天体系统，称为，紧靠它的星系是。 6、飞向太空一直是人类不灭的梦想。随着1957年10月，世界上第一颗人造卫星发射成 功；1967年7月20日，“阿波罗”11号飞船首次使人类踏上地球以外的土地（选填“月球”、“水星”、“土星”），如图(1)是宇航员在这个星球进行科学考察的情景；2003年10月15日中国宇航员杨利伟（图(2)是杨利伟在太空中的照片）乘着（选填“神舟三号”、“神舟四号”、“神舟五号”、“神舟六号”）航天飞船在太空中遨游了约21h。 图(1) 图(2) 第6题图第7题图 7、从分子模型来说，空气可以被压缩，是由于，而将两个表面 干净的铅块紧压后会粘在一起，甚至可以在下面挂上一个比较重的物体（如图），这是由于所致。 8、将两个分别装有空气和红棕色二氧化氮气体的玻璃瓶口 对口连接，中间用玻璃板隔开，将两个瓶采用3种放置
人教版物理高二选修3-5 19.8 粒子和宇宙同步训练（I）卷 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共15题；共30分) 1. （2分）核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为（） A . 原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力 B . 核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力 C . 核子间存在着强大的核力 D . 核子间存在着复杂的磁力 2. （2分） (2017高二下·兰州期末) 在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是（） A . γ射线的贯穿作用 B . α射线的电离作用 C . β射线的贯穿作用 D . β射线的中和作用 3. （2分）关于α粒子的散射实验，下列说法中不正确的是（） A . 该实验说明原子中正电荷是均匀分布的 B . α粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用 C . 只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上 D . 相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，发生大角度散射的α粒子就越少 4. （2分）下列对核力的认识正确的是（） A . 任何物体之间均存在核力
B . 核力广泛存在于自然界中的核子之间 C . 核力只存在于质子之间 D . 核力只发生在相距1.5×10－15 m内的核子之间，大于0.8×10－15 m为吸引力，而小于0.8×10－15 m 为斥力 5. （2分）关于原子结构理论与α粒子散射实验的关系，下列说法正确的是（） A . 卢瑟福做α粒子散射实验是为了验证汤姆生的枣糕模型是错误的 B . 卢瑟福认识到汤姆生“葡萄干布丁模型”的错误后提出了“核式结构”理论 C . 卢瑟福的α粒子散射实验是为了验证核式结构理论的正确性 D . 卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论 6. （2分） (2018高二下·东山期末) 2017年12月29日，中国首个快堆核电示范工程在福建霞浦开工建设。“快堆”核反应进程依次为：，下列说法正确的是（） A . 和是同位素，其原子核内中子数相同 B . 和发生了衰变 C . 变为发生了衰变 D . 1g 经过一个半衰期，原子核数目变为原来的一半 7. （2分）卢瑟福的α粒子散射实验的结果（） A . 证明了质子的存在 B . 证明了原子核是由质子和中子组成的 C . 说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 D . 说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上
论“美”的本质 王东岳 关于美和美学的问题，讨论方式有两种：一种是讨论美学的具体范畴，涉及美学和审美的一般问题；另一种是讨论美的本质，也就是问美这个东西究竟是什么。而第二种讨论方式只能是一种哲学方式。我今天是在哲学的意义上讨论美的本原，因此，各位同学可能会认为它和美离得比较远，然而，正因为离得比较远，于是它才可能真正把握美的本质。 一 我们首先谈谈美的问题的提出。 在哲学史上，第一个提出“美的本质” 问题的，是古希腊哲学家柏拉图。柏拉图以苏格拉底和他人对话的方式，讨论了这个问题，得出的唯一结论是“美是难的”。柏拉图认为，“美”这个问题是非常困难的，甚至几乎是无法说清楚的。在此篇中，苏格拉底用归谬法的方式否定了对“美是什么”的所有回答。换一句话说，柏拉图用这样的方式是想告诉人们，美的问题用多因素分析的方式得不出结论，必须找到它的单因素决定方向，否则这个问题就讨论不下去。 为什么说“美的本质”是一个哲学问题呢？我简单谈谈哲学的含义。哲学不同于其他学问的地方，就在于哲学是追究终极原因的学问。也就是说，它不在一般的或直观的浅层上追问形成事物个相的原因。比如说，我们讨论健康，如果站在一般的因素层面上讨论，1000个因素都说不完。哲学不这样讨论问题，而我们通常的科学或一般的学问都是多因素的讨论问题。多因素讨论问题的方式使得任何一个因素都不能成立，因此多因素讨论问题的可成立性是大可怀疑的。而哲学是追究终极因素，是讨论问题的单因素。因此，罗素对哲学有个说法：哲学和神学很有相似之处，因为哲学和神学所探讨的问题都是终极问题。哲学和神学的不同点是，哲学是用理性探讨终极问题，神学是用信仰抵达终极关怀。从另一方面说，哲学和科学又有相似之处，它们的相同之处在于它们都使用理性这个工具，它们的不同之处在于，哲学探讨的是终极问题，而科学探讨的是具体问题。“美的本质”这个问题，从具体层面上是探讨不了的，因此，探讨这个问题必须从哲学说起。 美到底是什么？众说纷纭。齐白石有句名言：美就在似与不似之间。也就是像与不像之间，他说，如果太像，就有媚俗之嫌，如果完全不像，就有欺世之嫌。美一定在似与不似之间，也就是说，美是一个很飘忽的东西。古代最早讨论美的哲学家柏拉图认为，美是一个主观理念。也就是说，美不是一个客观派生的东西。他的学生亚里斯多德提出不同的看法。亚里斯多德认为，美是有一定客观性的，美是外部对象的一种和谐。比如我们说一个人美，他一定要头有多大，四肢有多长，躯干要是怎样的状态，恐怕美包含在这种协调关系里。哲学继续发展，所有的哲学家都在探讨美的问题。到了康德和黑格尔，美的问题再度转化到纯理念方面。那么，美到底是客观的还是主观的？美到底是什么？既往哲学家那种讨论方式，我认为不能解决问题，不能得出结论。我们今天换一种方式，从远距离来讨论“美是什么”。 二 讨论“美是什么”，我们首先必须搞清“感知”和“精神”是什么，因为美是一种精神现象，或者说，是精神现象中一个心理层面的反应。如果“精神”的起源搞不清，“美”这个问题就无从谈起，或者“美的本质”就无从谈起。 我们现在把二十世纪的系统科学拉开一个幅面，那么，我们在哲学上，或者说在精神的起源上，似乎可以找到另外一个讨论问题的方式。二十世纪自然科学的重大发展，导出了
八年级下《第七章从粒子到宇宙》单元测试卷 一．填空题（44分） 1．物质是由___________组成的，它是极小的微粒，其直径数量级一般为_____米。 2．两滴水银靠近时，能自动结合成一滴较大的水银，这一事实说明分子之间存在着_________，物体不能无限地被压缩，说明分子间存在____________，一匙糖加入水中，能使整杯水变甜，说明____________，酒精和水混合后，总体积会_______，说明__________________。 3．固体、液体和气体分子间的距离，从大到小排列的次序一般是_____________ 。分子间的引力和斥力大小从大到小排列的次序一般是____________。 4．“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新情”，这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，写春情天暖，鸟语花香的山村美景。对于前一句，从物理学的角度可以理解为花朵分泌出的芳香油________ 加快，说明当时周边的气温突然____________________。 5．电子的发现说明_________ 是可分的，原子是由______ 和_______组成的，原子核由_____ 和______组成。 6．太阳是_________ 系的一颗____星，地球是____的一颗____星，月球是_____的一颗___星 二．选择题（32分） 7．以下说法中正确的是（） A、在室内打开酒精瓶盖，过一会，整个室内都有酒精味，这是酒精分子运动引起的 B、固体分子作用力大，故固体分子是静止的 C、用锉刀锉铁件时，得到很多细小的铁粉，每一粒铁粉就是一个铁分子 D、分子间作用力要么只有引力，要么只有斥力 8．固体、液体很难被压缩，说明（） A、分子间有引力 B 、分子间有斥力 C、分子间无空隙 D、分子有一定的体积 9．一滴红墨水滴入清水中不搅动，经过一段时间后水变成红色，这表明（） A、墨水分子和水分子间存在较大的引力 B、墨水分子和水分子间存在较大的斥力 C、墨水分子和水分子都在不停地做无规则运动 D、水在不停地对流 10．下列说法错误的是（） A、用手捏面包，面包的体积缩小了，证明分子间有间隔 B、封闭在容器内的液体很难被压缩，证明分子间有斥力 C、打开香水瓶后，很远的地方都能闻到香味，证明分子在不停运动 D、煤堆在墙角的时间久了，墙内也变黑了，证明分子在不停地运动 11．下列关于分子间作用力的说法中，正确的是（） A、一根铁棒很难被拉断，说明铁棒的分子间只有较大的引力 B、液体很容易流动，这说明液体分子间只有斥力 C、液体很难被压缩的主要原因是液体分子间只有斥力 D、固体分子间的距离小，其分子作用力大 12．下列例子中，不能说明分子在不停地做无规则运动的是（） A、室内扫地时，在阳光下看见灰尘在空中飞舞
粒子和宇宙教案新人教版选修3-5 粒子和宇宙 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史 2．初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一 （二）过程与方法 1．感知人类（科学家）探究宇宙奥秘的过程和方法 2．能够突破传统思维重新认识客观物质世界 （三）情感、态度与价值观 1．让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。 2．培养学生的科学探索精神。 ★教学重点 了解构成物质的粒子和宇宙演化过程 ★教学难点 各种微观粒子模型的理解 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 1．Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体等。 2．多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件（基于网络环境）播放等。★课时安排1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 教师：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？ 学生：构成物体的最小微粒为“原子”（不可再分）。 点评：从宇宙的起源角度去引起对物质构的粒子的了解，激发学生的兴趣，积极回答。教师：其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？ 学生回忆并回答：现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。点评：引起学生回忆旧知识并巩固知识。 （二）进行新课 1．“基本”粒子“不” 基本
第七章从粒子到宇宙 注：人眼分辨、看清物体的大小大于等于0.1mm 一、走进分子世界 1、认识微观结构的方法：根据观察到的现象提出一种结构模型的猜想，、再收集证据来证实这种猜想，再弄清物质的内部结构 2、分子：科学家提出物质由分子组成，把能保持物质化学性质的最小微粒就叫做分子。如果把分子看成一个圆球形，则它的直径为10-10m的数量级 3、物质分子运动论的基本要点 ①物质是由大量分子组成的，分子间有空隙 证据一：水与酒精混合后总体积变小。解释：混合后水分子进入酒精分子的空隙中去了，酒精分子进入水分子的空隙中去了，所以体积变小了 证据二：用力在固态物体上打一下，在物体的表面上会出现一个凹坑 ②分子处在永不停息的无规则运动中 证据一：抽调玻璃板后几分钟，上面的空瓶里也出现了红棕色的二氧化碳，下面瓶中的二氧化碳变淡，说明二氧化碳的分子运动到上面，空气分子运动到下面。解释：气体分子在不停无规则运动。（二氧化碳呈棕红色） 证据二：放置几天后，水和硫酸铜的分界面变模糊，一个月后，分界面消失，整个量筒里全部变为蓝色，说明硫酸铜分子跑到分子空隙中去，水分子运动到硫酸铜分子空隙中去。解释：液体分子在不停无规则运动。（硫酸铜呈蓝色） 证据三：五年后打开一看，黄金中有灰色的铅，铅中有黄色的金，说明金分子运动到铅中，铅分子运动到金中
Ps：扩散现象 定义：两种不同物质相互接触时发生的彼此进入对方的现象，叫做扩散现象。 扩散说明：分子处在永不停息的运动中；分子间有空隙 性质一：温度越高，分子无规则运动越剧烈，扩散越快 证据：可以看到热水先红 滴红墨水 性质二：在同样条件下，气体扩散最快，液体扩散较慢，固体扩散最慢，间接说明，气体分子间的空隙最大，液体其次，固体最小 注：灰尘等小颗粒物质的运动不能用分子动理论来解释 Ps：布朗运动指上万个分子组成的小颗粒受液体分子撞击不平衡，出现无规则运动的状况。如何加快布朗运动？①增加水温②使微粒体积更小 ③分子间存在着相互作用的引力和斥力 证据一：物质有分子组成，分子又在不停运动中，为何物体不是散沙？而有一定体积？说明分子间存在着吸引力，把分子吸住了，使它不能到处乱跑。 证据二：两块表面洁净的铅块，用力挤在一起，能互相吸引，甚至下面挂较重物体也不会掉下来。 证据三：分子间既然有引力，为何分子不吸引到一块儿去，而是要保持一定空隙？间接说明分子间存在一定的斥力 证据三：液体和固体很难被压缩，气体虽容易被压缩，但也不能无止尽压缩，说明分子之间距离太近，会互相排斥，存在斥力 Ps：①分子间距离变大的过程中，排斥力、吸引力都变小，但排斥力变小得快，所以吸引 ②分子间距离变小的过程中，排斥力、吸引力都变大，但排斥力变大得快，所以排斥 设作用力相同时的距离为R0 当r
19.8 粒子和宇宙 【知识要点】 1．“基本粒子”不基本 1897年汤姆生发现电子，1905年爱因斯坦提出光子说，1919年卢瑟福发现质子，1932年查德威克发现中子。 于是人们认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。 2．发现新粒子 20世纪30年代以来，人们对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。 思考下面的问题： （1）从宇宙线中发现了哪些粒子？ 发现了正电子，μ子，k 介子，π介子，超子。 （2）什么是反粒子？ 质量、寿命、自旋等物理性质与过去发现的粒子相同，而电荷等其他性质相反，这些粒子叫做反粒子。 （3）现在可以将粒子分为哪几类？ 分为在类：强子、轻子、媒介子。 强子：参与强相互作用的粒子。强子又分为介子和重子两类。 轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子。有电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子、τ子中微子这6种。 媒介子：是传递各种相互作用的粒子。如光子、中间玻色子、胶子。 3．夸克模型 1964年提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克。 夸克有哪几种？有什么特征？ （1）上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。 （2）夸克带电荷为元电荷的32+或31 -倍 4．宇宙的演化、恒星的演化 阅读教材并初步了解宇宙演化的发展过程。
【典型例题】 例1：已知π+介子、π-介子都是由一个夸克（夸克u 或夸克d ）和一个反夸克（反夸克u 或反夸克d ）组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e 为元电荷。 下列说法正确的是（ ） A ．π+由u 和d 组成 B ．π+由u 和d 组成 C ．π-由u 和d 组成 D ．π-由u 和d 组成 解析：根据各种粒子带电情况，π的带应为u 和d （“+”或“-”）所以选“AD ” 例2、目前普遍认为，质子和中子都由被称为μ夸克和d 夸克的两类夸克组成，μ夸克带 电量为2e/3，d 夸克带电量为-e/3，e 为元电荷，则下列论断可能的是（ ） A ．质子由1个μ夸克和1个d 夸克组成，中子由1个μ夸克和2个d 夸克组成 粒子 媒介子 轻子 （6种） 强子 参与强作用 光子（传递电磁相互作用） 胶子（传递强相互作用） 电子 电子中微子 μ子和μ子中微子 τ子和τ子中微子 质子 中子 介子 超子 上夸克 下夸克 奇夸克 粲夸克 底夸克 顶夸克 夸克
目录 摘要 (2) 1 原子论发展史与主要内容 (2) 2 原子分子学说的建立与发展 (3) 3 古代原子论的发展过程和主要内容 (4) 4 原子论哲学的产生与发展 (5) 4.1原子论哲学的理论准备 (6) 4.1.1 恩培多克勒 (6) 4.1.2 阿那克萨哥拉 (7) 4.2 原子论哲学 (8) 5 近代史——道尔顿在《化学哲学新体系》中描述的原子 (9) 6 发展史 (11) 6.1 道尔顿的原子模型 (11) 6.2 葡萄干布丁模型（枣核模型） (11) 6.3 行星模型 (12) 6.4 玻尔的原子模型 (12) 6.5 现代量子力学模型 (12)
浅谈原子论的发展 [摘要] 本文主要由六个部分组成。第一个部分由说明原子论发展史与主要内容。第二个部分主要介绍原子分子学说的建立与发展。第三个部分阐述了古代原子论的发展过程和主要内容。第四部分主要论述了原子论哲学的产生与发展。第五部分阐述了道尔顿在《化学哲学新体系》中描述的原子，最后一部分概括了原子论近现代发展史。 1 原子论发展史与主要内容 化学是以物质为研究对象，以阐明物质的结构及其变化规律为己任，所以，“物质是什么构成的？”是化学的基本问题也是核心问题。然而，从上古代的德谟克利特（公元前460～前370年）到17世纪的波义耳（1627～1691年），上下2000多年，尚未做出完全正确的回答。 到了17世纪的1661年，波义耳以化学实验为基础建立这样的元素论：那些不能用化学方法再分解的简单物质是元素。即西方的“土、气、水、火”四元素物质组成观。这种物质观已接近原子论，但还不是科学的原子论。因为，他当时称之为元素的物质，今天看来只是单质，而不是原子。 随着科学实验的深入、技术的进步、一代又一代科学家的努力，人们对物质的认识渐渐地明确起来，并发生了认识上的飞跃，产生了科学的原子论，完成这一“飞跃”的代表人物就是英国科学家道尔顿，那已经是19世纪初的事情了（1803年）。 由于原子的概念是化学的基石，是化学的灵魂，这个问题一旦解决，必然促进化学学科极大的发展。事实正是如此：从科学原子论提出，到19世纪中期，已发现的化学元素就有60多种，证明了原子论的指导作用。从此，化学进入蓬勃发展的新阶段，同时也揭开了物质结构理论的序幕，已能从微观物质结构的角度去揭示宏观化学现象的本质。使化学发展到由材料的堆积至材料的整理，并使其条理化的新时期。
第十章 从粒子到宇宙 10．1 认识分子 01 知识管理 1．德谟克里特的猜想 原 子：古希腊的哲学家德谟克里特把不可再分割的微粒叫做__原子__． 2．分子 定 义：分子是保持物质__化学性质__不变的最小微粒，物体大部分都是由分子组成的． 分子的大小：分子很小，大多数分子直径的数量级为__10__－ 10__m(0.1 nm)，分子的质量也很小，一般物体中分子的数目非常多． 分子直径的测量：测量分子的直径，一般采用的是油膜法，也就是在水面上滴几滴油，并测量出其体积V ；然后让油分子在水面上以单个分子层平铺开，并测量出油膜的总面积S ，由公式d ＝V S 便可以计算出油膜的厚度，也就是油分子的直径． 注 意：(1)分子是保持物质化学性质不变的最小微粒，“最小”的含义是指分子的特性——保持物质的化学性质，它并不是指体积、空间、数目等方面的“最小”；(2)分子是微观的粒子，肉眼是不能直接看到的． 02 基础题 1．古希腊哲学家德谟克里特猜想，大块物体是由极小的物质粒子组成的，并把这种物质粒子叫做(C) A ．微粒 B ．分子 C ．原子 D ．电子 2．大多数分子的数量级为(D) A ．10－7 m B ．10－8 m C ．10－9 m D ．10－ 10 m 3．下列关于分子的说法正确的是(B) A ．分子是组成物质的最小微粒，它不可再分割 B ．分子是保持物质化学性质不变的最小微粒 C ．小的物体是由分子组成的，而大的物体不是由分子组成的 D ．无生命的物体是由分子组成的，而有生命的物体不是由分子组成的 4．物质是由__分子__组成的，这一理论最早在1811年由意大利物理学家__阿伏加德罗 __提出；分子的直径很小，其尺度的数量级为__10－ 10__m ，合__0.1__nm. 03 中档题 5．纽约大学的科学家最近研制出有“双腿”且能在盒子里“散步”的分子机器人．它是由26个氨基酸分子结合而成的多肽分子．下列说法正确的是(A) A ．这种分子机器人是一种新型分子 B ．我们已可以直接用肉眼看到这种分子 C ．分子本身是不会运动的，其“散步”一定是在人推动下进行的 D ．这种分子组成的物质是一种混合物 6．下列关于分子的说法中正确的是(D) A ．最早提出物质由分子组成的科学家是古希腊的哲学家德谟克里特 B ．大部分物体都是由分子组成的，但有些特别大的物体或一些特别小的物体，如纳米材料就不是由分子组成的 C ．分子虽然很小，但用放大镜或显微镜是能看见的 D ．上述说法都是错误的
高中物理-粒子和宇宙学案 【学习目标】 1．初步了解粒子物理学基础。 2．初步了解恒星的演化。 【重点难点】 1．粒子物理学基础常识。 2．宇宙大爆炸理论和恒星的演化过程。 【课前预习】 1．基本粒子与新粒子 （1）直到19世纪末,人们认为组成物质的最小微粒是__________,后来发现了质子、中子、电子,于是许多人认为,电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最小微粒,并把它们叫做________。 （2）1932年发现了__________,1937年发现了__________,1947年发现了K介子和________介子,还发现了一些粒子,质量比质子的质量大,叫做__________。 （3）实验中发现,对应着许多粒子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质________的粒子,叫做反粒子,例如,电子的反粒子就是________,质子的反粒子就是_________。2．夸克模型 （1）1964年提出的夸克模型,认为强子由更基本的________组成。 （2）夸克模型指出了电子电荷不再是电荷的最小单元,即存在__________电荷。 3．宇宙的演化 （1）研究微观世界的粒子物理、量子理论与研究__________的理论相互沟通、相互支撑。 （2）当恒星核能耗尽时,就进入末期,恒星的末期形态主要有：白矮星、中子星或_________。 （3）在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期,在宇宙大爆炸后,随着温度的下降,电子与质子复合成为中性的氢原子。继续冷却,质子、电子、原子等与光子分离而逐步组成恒星和星系。
【预习检测】 1．关于人们发现的新粒子,下列说法正确的是（） A．许多粒子都有自己的反粒子 B．把粒子分为强子、轻子、媒介子,根据的是粒子与各种相互作用的关系 C．质子属于强子 D．光子属于轻子 2．目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成。u夸克带电荷量 为2 3 e,d夸克带电荷量为 1 3 e -,e为元电荷,下列论断可能正确的是（） A．质子由1个u夸克和1个d夸克的组成,中子由1个u夸克和2个d夸克的组成B．质子由2个u夸克和1个d夸克的组成,中子由1个u夸克和2个d夸克的组成C．质子由1个u夸克和2个d夸克的组成,中子由2个u夸克和1个d夸克的组成D．质子由2个u夸克和1个d夸克的组成,中子由1个u夸克和1个d夸克的组成 参考答案 【课前预习】 1.（1）原子,基本粒子, （2）正电子,u子,π,超子 （3）相反,正电子,反质子 2．（1）夸克（2）分数（3）最小 3．（1）宇宙（2）黑洞 【预习检测】 1．ABC 2．B ▲堂中互动▲ 【典题探究】 【例题1】为了探究宇宙起源,“阿尔法磁谱仪”将在太空中寻找“反物质”。所谓“反物质”是由“反粒子”构成的。“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量,但电荷的符号相反,则反氢原子是（）
浅谈速度变化致物质质量变化 云南云维集团大为制焦电仪黄兆荣 摘要：本文分析了物质速度变化导致物质质量发生变化的理论依据和原因。 关键词：速度，质量，变化 一、概述：将纸撕碎，纸的质量（天枰称）会发生变化，将水装在密封的塑料瓶里摇动，摇动前后的质量也会发生变化，都是先重后輕，同样将热水装在密闭的瓶中，放在天枰称，质量的变化，随着热水的温度降低，质量慢慢增加。 二、分析：1、物质的速度变化（Vt-Vo=a)则需要看到一个力（F) m = F / a = F/ (Vt-Vo) 由于a都会落后F.有了F，使物质运动速度发生变化（Vt-Vo),物质内部会发生摩擦，物质与外壳也会发生摩擦，摩擦生电、声、噪音等，摩擦生电，根据电磁力与引力的统一的原理，电磁力会吸引它周边的物质，周边有一种最基本的粒子，能进出任何物质的表面上，当某种物质的力量打破平衡时间，该基本粒子就会进出该物质的表面，与其发生反应。使物质的质量发生改变。 把水装在密闭的塑料瓶里，静置，有基本的受力平衡（不是绝对的）有一个质量数，当塑料瓶在外力的作用下摇动，由于水分子之间，水分子与塑料瓶内壁的摩擦都会产生（电磁力），及单位面积引力增加，吸引外界的基本粒子，从而使自己的质量增加，，把热水装在瓶中，称其质量为ma，当热水冷却后，再称起质量为mb对比发现，mb-ma大于0，这是由于热水的密度比冷水的密度小，热水运动虽然比冷水的运动剧烈，但是震动幅度小，所以热水单位面积的引力小；冷水的单位面积的引力大，故其质量大，撕纸时，将纸撕烂时，产生的引力（即电磁力）比没有撕碎的纸的引力大，固撕纸前、后的质量有相差有，引力将周围的基本粒子或物质吸引在电磁力（引力）变化的物体上。 运动能使物体的质量增加 1、在空气中笔者将A4纸撕碎，称其重量比未撕碎前纸的质量增加了，一共用四张纸做实
第七章 从粒子到宇宙（共一课时） 教学目标 1、知识和技能：归纳本章知识框架，形成知识体系。 2、过程和方法：知道人们认识微观世界和宇宙的过程和方法。 3、情感态度和价值观：了解本章知识的应用，体会知识的价值，激发兴趣和情感。 教学重点、难点 重点：1、知识体系的建构 2、探究微观世界和宇宙的过程 难点：认识微观世界的方法。 复习过程 一、引导学生自主复习，自己归纳本章所学的知识。 本章知识框架； 二、复习展开 复习展开1： 知识的理解与辨析 问题一：下列四个例子中，不能说明分子在运动的是（ ） A 、美味佳肴放在餐桌上，香气扑鼻 B 、晒衣服时，衣袖上的水蒸发后变干 C 、擦黑板时，粉笔灰纷纷落下 D 、在白开水中放入一勺糖，白开水会变甜 问题二：水很难被压缩，其原因是（ ） A 、水分子之间有空隙 B 、水分子之间有引力 C 、水分子之间有斥力 D 、水分子在不断地运动 拓展提高： （1）分子运动与机械运动的区别 （2）什么实验可以说明分子间有空隙 （3）什么实验可以说明分子间有引力 复习展开2： 认识微观世界和宇宙的过程和方法 粒子 宇宙 本章知识 分子 分子间有空隙 分子在运动 分子间有引力和斥力 原子 原子核 质子 中子 夸克 电子 人类认识宇宙的过程 宇宙的结构
‘1、人类在探究物质结构的过程中，取得了那些辉煌成果？ （电子——质子——中子——夸克） 2、人类对宇宙的认识是由近及远的，通过观察人们已认识到宇宙是一个有层次的 天体结构系统。大致有哪些层次？ （行星——恒星——太阳系——银河系——星系团） 3、人们在认识物质的结构是采用了“模型法”，请举两个例子加以说明。 结论： 1、物质结构的微粒模型（分子） 2、原子结构的行星模型（原子核和电子） 过程的了解与方法的运用 问题三：由于肉眼无法观察到物质的内部结构，这给人们探究物质结构带来了很大的困难，科学家解决这一问题的方法是：根据_____________，提出 __________，再________________。 问题四：“花气袭人知骤暖，鹊声穿树喜新晴”，这是南宋诗人陆游的《村居树喜》中的两句诗。对于前一句，从屋里等角度可以说明什么？ 问题五：在日产生活中，你能找到体现分子间存在引力和斥力的例子吗？比一比谁找得多？ 问题六：将夸克、原子、质子、原子核按空间尺度由大到小进行排列，正确的是 （） A、夸克、质子、原子核、原子 B、原子、原子核、质子、夸克 C、原子、质子、原子核、夸克 D、质子、夸克、原子、原子核 问题七：20世纪20年代，天文学家哈勃通过分析星系的光谱，发现了“红移” 现象，该现象说明星系（） A、靠近我们 B、远离我们 C、保持不动 D、缓慢振动 复习展开3： 体会知识的价值 1、用纳米材料制成的各种用品有许多奇特的性质，请你通过阅读课本谈谈纳米材 料的一些特性及应用。 2、加速器是探索什么的有力武器？在生产和生活中有哪些作用？ 3、中国人实现飞天梦的经历，请同学说说你的最大感受是什么？“神州五号”载 人飞船发射、飞行、返回，请同学们提出问题。 延伸提高思考题 问题八：将一匙白糖缓慢的假如一杯满满的水利，糖融化了，可是满满的一杯水却没有溢出来，情节是这个现象。 问题九：现有两个模型：（1）在操场上乱跑的一群孩子。（2）在教室里坐着上课的哪个模型作为气体模型比较合适？它可以解释气体的那些现象？ 三、聚集中考： 例1：下列例子中，不能用分子一直处在永不停息的运动中的理论来说明的是（）
重庆市高中物理人教版选修3-5第十九章第8节粒子和宇宙同步练习 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共8题；共16分) 1. （2分）原子的质量主要集中在（） A . 质子上 B . 中子上 C . 电子上 D . 原子核上 2. （2分）下列说法正确的是（） A . 天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构 B . α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构 C . 原子核发生β衰变生成的新核原子序数减少 D . 氢原子从能级3跃迁到能级2辐射出的光子的波长小于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长 3. （2分） (2017高二下·故城期中) 月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的 He含量十分丰富， He是发生核聚变的极好原料，将来 He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大．关于He，下列说法正确的是（） A . He的原子核内有三个中子两个质子 B . He的原子核内有一个中子两个质子 C . He发生聚变，放出能量，一定会发生质量亏损 D . He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起
4. （2分） (2017高二下·兰州期末) 在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是（） A . γ射线的贯穿作用 B . α射线的电离作用 C . β射线的贯穿作用 D . β射线的中和作用 5. （2分） (2017高二下·宾阳期末) 下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是（） A . 氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大 B . γ射线是高速运动的电子流 C . 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变 D . 的半衰期是5天，100克经过10天后还剩下50克 6. （2分）某原子核吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子.由此可知（） A . A=7，Z=3 B . A=7，Z=4 C . A=8，Z=3 D . A=8，Z=4 7. （2分） (2017高二上·大连期末) K﹣介子衰变的方程为K﹣→π0﹣π﹣，其中K﹣介子和π﹣介子带负的基本电荷，π0介子不带电．一个K﹣介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，衰变后产生的π﹣介子的轨迹为圆弧PB，两轨迹在P点相切，它们的半径RK﹣与Rπ﹣之比为2：1，π0介子的轨迹未画出．由此可知π﹣的动量大小与π0的动量大小之比为（）
［摘要］夸克－胶子等离子体是当今粒子物理领域的重要研究课题，它不仅能揭示微观粒子的物理性质，还能帮助人们认识宇宙的演化过程。本文对夸克－胶子等离子体的研究现状进行了概述。［关键词］夸克－胶子等离子体；高能重离子碰撞浅谈现代粒子物理前沿问题———夸克－胶子等离子体 傅永平 郗勤 （临沧师范高等专科学校数理系，云南临沧 ６７７０００） 1研究夸克-胶子等离子体的科学意义 按照目前的实验观测结果，已知的物质最小构成单元是夸克和轻子，比如质子和中子就是由上夸克和下夸克组成的三夸克色禁闭束缚态，而介子则是双夸克色禁闭束缚态。我们熟知的电子就是轻子的一种。如果用质量来标度，夸克和轻子可以分为三代，每一代有２种夸克和轻子，其中夸克包括上夸克、下夸克、奇夸克、璨夸克、顶夸克和低夸克，轻子包括电子、电子中微子、μ子、μ子中微子、τ子和τ子中微子。 夸克－胶子等离子体是区别于强子的一种新的物质形态，夸克不再是以强子型的双夸克或三夸克色禁闭束缚态形式存在，夸克－胶子等离子体中的夸克是色相互作用渐近自由的，夸克与夸克之间，夸克与多夸克之间存在自由的色相互作用，这是一种多体夸克凝聚的新物质形态。 宇宙大爆炸初期宇宙的温度约为１０２８ ｅＶ，按照标准模型，当时可 能存在的物质只有轻子和夸克，此时夸克的色自由度是解禁的，就会形成夸克－胶子等离子体。之后随着宇宙不断膨胀，温度下降到１００ＭｅＶ时，夸克物质发生对称性破缺，开始冻结成为质子和中子。从夸克物质演化的意义来讲，研究夸克－胶子等离子体不仅对基本粒子物理研究意义重大，而且对于宇宙演化的研究来讲也具有重要意义。 2实验概况 实验表明，高能重离子碰撞有可能产生核子的多重碰撞，使能量主要集中在质心附近。也即一个核的核子有可能和另一个核的不同核子发生多次碰撞，而不是仅发生一次碰撞便飞离质心区域，这样在一个很短的驰豫时间内，能量可以集中在质心附近，从而产生夸克－胶子等离子体。为更好地解释在高能重离子碰撞过程中，能量如何主要聚集在质心附近，引入核阻塞能力的概念，它表征重离子碰撞过程中一个入射核子与另一个核碰撞时所受到核物质的阻塞程度，如果多重碰撞程度越高，阻塞能力也就越大，出射核子所携带的能量就越小，那么聚集在质心附近的能量就越高，也就越容易产生夸克－胶子等离子体。多重碰撞及核阻塞能力的研究，在高能重离子碰撞产生夸克－胶子等离子体方面具有重要作用。 实验物理学家们正在尝试着利用高能重离子碰撞实验装置，把物质的温度和密度在一个很小的时空区域内提升到大爆炸的初始阶段，即把“历史”退回到存在自由夸克物质的宇宙初期。美国布鲁海文国家实验室（ＢＮＬ）的相对论重离子对撞机（ＲＨＩＣ）能够将金原子核加速到每核子１００ＧｅＶ，碰撞的质心系能量可达３９．４ＴｅＶ。 此外，欧洲核子研究中心（ＣＥＲＮ）的大型强子对撞机（ＬＨＣ）可以把铅原子核加速到每核子２．７６ＴｅＶ的质心系能量。那么碰撞的质心系能量可达到５７４．０８ＴｅＶ。未来ＬＨＣ的质心系能量还将提升到每核子５．５ＴｅＶ，碰撞的质心系能量将达到１１４４ＴｅＶ。ＲＨＩＣ能将金原子核加速到光速的９９．９５％，核粒子束迎头相撞时，每秒钟将会出现上千次的碰撞，每一次碰撞都能在相撞点上产生很高的温度，大约能产生超过１０１２Ｋ的温度，这相当于太阳温度的１万倍。 3探测夸克-胶子等离子体 夸克－胶子等离子体一旦产生就会迅速冷却膨胀，所以其寿命是很短暂的。对于实验物理学家而言，观察其冷却过程中的粒子产生才是观测夸克－胶子等离子体的有效途径。夸克－胶子等离子体在冷却过程中将有大量新粒子产生，其中包括光子、轻子和夸克碎裂产生的强 子。标准模型预言，夸克－胶子等离子体的粒子产生多重数将远大于核子－核子深度非弹性散射的粒子产生，所以通过比较实验结果和理论预言将成为又一检验标准模型正确与否的关键。 如何观测夸克－胶子等离子体不仅是实验关心的问题，也是理论研究的热点。比如研究夸克－胶子等离子体的动力学特征。而要了解它，就必须依赖于从中心区域出射的、且未被其损坏的粒子。这些粒子的最佳候选者就是光子和轻子，因为光子和轻子只参与电磁相互作用和弱相互作用，它们都不会与夸克物质发生强相互作用，对于以强相互作用为主导的过程而言，它们几乎可以不受阻碍地从碰撞中心区域出射并被探测器捕捉到，所以光子和轻子都可以携带中心区域夸克物质的动力学信息，通过研究它们便可以了解自由夸克物质的动力学特征及规律。 在高能重离子碰撞过程中有以下三种主要的光子产生源，首先是初始冷组分部分子碰撞产生的快光子，它们包括夸克、胶子之间的湮灭和康普顿过程产生的直接光子，还包括由末态部分子在真空中碎裂产生的光子。还有喷注通过热媒介时，与热部分子相互作用也会产生光子。由于初始部分子碰撞过程中的转移动量很高，强相互作用跑动耦合常数小于１，这些光子的产生机制可以利用微扰量子色动力学和量子电动力学来处理。此外，在热夸克物质的平衡相中，热光子将由热夸克和热胶子的湮灭和康普顿过程产生，由于夸克－胶子等离子体的热光子主要集中在低横动量区域，所以微扰论很难处理。 只能依靠有限温度场论以及有效热质量截断等技术来解释夸克－胶子等离子体的热光子产生。最近，有的学者提出了一种新的理论来解释热光子的产生机制，称为共形反常。在夸克－胶子等离子体中存在共形不变对称性的破缺，这种破缺机制直接导致了色单态热部分子之间的相互作用产生热光子。光子产生的最后一个主要来源是碰撞演化末态的强子物质，热强子气体之间主要通过介子相互作用产生热光子，其中介子主要是轻介子，目前关于强子气体模型已经把奇异介子也包含进来了。来自ＲＨＩＣ的ＰＨＥＮＩＸ实验组和ＬＨＣ的ＣＭＳ实验组得到的光子实验数据能较好地与理论计算结果相吻合。 对于高能重离子碰撞中双轻子的产生机制，与光子产生过程完全类似，只需要将实光子变换为虚光子即可，因为双轻子主要由虚光子衰变而来。理论表明来自于夸克－胶子等离子体的热双轻子在低不变质量区域产率最大，但是热双轻子在这个区域的贡献被众多的强子衰变谱所掩盖，热双轻子唯一占主导的区域是在中间不变质量区域。但中间不变质量区域的双轻子数据同样能用粲粒子衰变来解释。不过来自ＮＡ６０实验组的数据表明较之粲粒子衰变谱，中间不变质量区域的双轻子数据有一个抬高，这个抬高有可能是来自热双轻子的贡献。 除此之外，对于ＲＨＩＣ的双轻子实验而言，仍存在着不少公开问题。其中之一就是低横动量双轻子数据在低不变质量区域较之强子衰变的理论预言有一个２到３倍的抬高现象。这种抬高现象可以通过热媒介中矢量介子由于手征部分恢复而发生质量移动来部分地得到解释，但仍无法完全解释抬高现象。最近，ＰＨＥＮＩＸ实验组得到的高横动量双轻子不变质量谱也存在实验值高于现有理论预言的抬高现象。来自热双轻子的贡献仍无法解释现有数据。 4小节 本文就目前粒子物理的前沿热点，夸克－胶子等离子体，进行了概述。现有的夸克－胶子等离子体的光子产生实验数据能够与理论计算结果较好地吻合，但是双轻子产生的实验数据在理（下转第４２页）
从粒子到宇宙 分子 1、分子的模型 能够保持物质化学性质的最小微粒叫做分子 分子很小（数量级为10-10m） 物质由大量分子组成，分子间有间隙 2、分子的运动 分子在永不停息地做无规则运动 扩散现象： ①不同物质相互接触时彼此进入对方的现象叫做扩散现象。固、液、气体都会发生扩散现象 ②扩散现象表明分子在不停地做无规则运动 ③分子扩散的快慢与温度有关，温度越高，扩散的越快 3、分子间的作用力 （1）分子之间同时存在着相互作用的引力和斥力。 （2）分子间的作用力的大小与分子间的距离有关 （3）固体、液体、气体所表现出来不同性质，是由分子间的作用力决定的固体、液体、气体分子间作用力大小关系 更小的微粒 分子由原子构成，不同原子构成化合物分子，相同原子构成单质分子。 原子是由位于中心的原子核和核外高速旋转的核外电子构成的。 （电子带负电，原子核带正电） 原子核是由质子和中子构成的。 （质子带正电，中子不带电） 质子和中子都是由夸克组成的。 高能物理学中常用的能量单位：电子伏（eV） 发现各种微粒的科学家： 道尔顿一一原子，汤姆逊一一电子，卢瑟福一一质子，查德威克一一中子，盖尔曼一一夸克 摩擦起电 1、带电体的性质：带电体能吸引轻小物体 2、电荷及相互作用
（1）两种电荷 正电荷：用丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷 负电荷：用毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷（2）电荷间的相互作用规律： 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引 3、验电器 （1）作用：检验物体是否带电 （2）原理：同种电荷相互排斥 宇宙 恒星不是绝对不动的。 散布在宇宙中的星系多达1 0 0 0亿个，宇宙是个有层次的天体系统。光年 1 .= X 1015m （光在真空中进行一年所经过的距离）天文单位1AU=X 1011m （地球到太阳之间的平均距离） 宇宙诞生于约150 亿年前的一次大爆炸 证明宇宙在膨胀的证据是：谱线红移
第十九章原子核 第八节粒子和宇宙 教学目标： （一）知识与技能 1、了解构成物质的“基本粒子”及粒子物理的发展史。 2、初步了解宇宙的演化过程及宇宙与粒子的和谐统一。 （二）过程与方法 1、感知人类探究宇宙奥秘的过程和方法。 2、能够突破传统思维重新认识客观物质世界。 （三）情感、态度与价值观 1、让学生真正感受到自然的和谐统一并深知创建和谐社会的必要性。 2、培养学生的科学探索精神。 教学重点： 了解构成物质的粒子和宇宙演化过程。 教学难点： 各种微观粒子模型的理解。 教学方法： 教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具： Internet网络素材、报刊杂志、影视媒体、多媒体教学设备。 教学过程： （一）引入新课 教师讲述：宇宙的起源一直是天文学中困难而又有启发性的问题。宇宙学中大爆炸论的基本观点是宇宙正在膨胀，要了解宇宙更早期的情况，我们必须研究组成物质的基本粒子。 问题：现在我们所知的构成物体的最小微粒是什么？ 学生回答：构成物体的最小微粒为“原子”。 教师讲述：其实直到19世纪末，人们都认为原子是组成物质不可分的最小微粒。20世纪初人们发现了电子，并认为原子并不是不可以再分，而且提出了原子结构模型的研究。 问题：现在我们认为原子是什么结构模型，由什么组成？ 学生回忆并回答：现在我们认为原子是核式结构，说明原子可再分，原子核由质子与中子构成。 （二）新课教学 1、“基本粒子”不基本 教师讲述：1897年汤姆生发现电子，1911年卢瑟福提出原子的核式结构。继而我们发现了光子，并认为“光子、电子、质子、中子”是组成物质的不可再
分的粒子，所以把它们叫“基本粒子”。那么随着科学技术的发展“它们”还是不是真正意义上的“基本”粒子呢？ 学生活动：学生阅读教材，思考，讨论。 2、发现新粒子 教师：20世纪30年代以来，人们在对宇宙线的研究中发现了一些新的粒子。要求学生阅读教材“发现新粒子”部分并思考下面的问题： （1）从宇宙线中发现了哪些粒子？这些粒子有什么特点？ （2）通过科学核物理实验又发现了哪些粒子？ （3）什么是反粒子？ （4）现在可以将粒子分为哪几类？ 学生活动：阅读教材，思考，讨论，回答问题： （1）1932年发现正电子；1937年发现μ子；1947年发现K 介子与π介子 （2）实验中发现了许多反粒子，现在发现的粒子多达400多种。 （3）许多粒子都存在着质量与它相同而电荷及其他一些物理性质相反的粒子，叫做反粒子。 （4）按粒子与各种相互作用的关系，可分为三大类：强子、轻子和媒介子。 师生共同总结并举例： 强子：是参与强相互作用的粒子。如质子、中子… 轻子：轻子是不参与强相互作用的粒子。如电子、电子中微子… 媒介子：传递各种相互作用的粒子。如光子、胶子… 3、夸克模型 教师指导学生阅读教材“夸克模型”部分并思考问题：上述粒子是不是最小单位，有没有内部结构呢？现代科学认为夸克有哪几种？有什么特征？ 学生活动：阅读教材，回答问题：1964年提出夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫做夸克（quark ）。夸克模型经过几十年的发展，已被多数物理学家接受。现代科学认为夸克有：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克。它们带的电荷为元电荷的3 2+或31-倍每种夸克都有对应的反夸克。 教师提示：科学家们还未捕捉到自由的夸克。夸克不能以自由的状态单个出现，这种性质称为夸克的“禁闭”。能否解放被禁闭的夸克，是物理学发展面临的一个重大课题。 夸克模型的提出是物理学发展中的一个重大突破，它指出电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。而另一方面也说明科学正由于一个一个的突破才使得科学得到进一步的发展。 4、宇宙的演化、恒星的演化 教师讲述：前面我们提到要了解宇宙起源需了解物质的组成的粒子，这是因为在物理学中研究微观世界的粒子物理、量子理论，与研究宇宙的理论竟然相互沟通、相互支撑。