一、粒子探索的历程一、粒子探索的历程人类是如何一步步揭开物质结构之谜的？人类是如何一步步揭开物质结构之谜的？【回顾回顾】2134“端端”说说“分子分子”“原子原子”“原子核原子核+ +电子电子”墨子墨子道尔顿道尔顿德漠克利特德漠克利特J.J.J.J.汤姆生汤姆生一、粒子探索的历程一、粒子探索的历程汤姆生的葡萄干蛋糕原子结构模型合理吗？汤姆生的葡萄干蛋糕原子结构模型合理吗？【J.J.J.J.汤姆生汤姆生】 【简介简介】 1856 1856年出生于英格兰。学习于年出生于英格兰。学习于曼彻斯特欧文学院，曼彻斯特欧文学院，18841884年搬到了剑年搬到了剑桥大学担任桥大学担任卡文迪许卡文迪许实验室主任。他实验室主任。他的学生之一是的学生之一是欧内斯特欧内斯特卢瑟福卢瑟福，卢瑟，卢瑟福于福于19191919年接替年接替汤姆生汤姆生就任卡文迪许就任卡文迪许实验室主任。因为实验室主任。因为X X射线的发现，他发射线的发现，他发现原子内带负电的粒子命名为电子。现原子内带负电的粒子命名为电子。因这一发现获得因这一发现获得19061906年诺贝尔物理学年诺贝尔物理学奖奖。极富戏剧性的是，他的儿子。极富戏剧性的是，他的儿子J.P.J.P.汤姆生汤姆生后来因证实电子是一种波而被后来因证实电子是一种波而被授予授予诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖。【质疑质疑】二、原子核式结构二、原子核式结构【 粒子散射实验粒子散射实验】【思考思考】1 1、你觉得该现象与汤姆生模型有什么矛盾？、你觉得该现象与汤姆生模型有什么矛盾？2 2、你觉得应该构建一个怎样的模型？、你觉得应该构建一个怎样的模型？二、原子核式结构二、原子核式结构【 核式结构模型核式结构模型】1.1.原子核带原子核带正正电，核外电子带电，核外电子带负负电，绕核高速运动。电，绕核高速运动。2.2.原子核很小，但原子的原子核很小，但原子的质量几乎集中在原子核质量几乎集中在原子核里。里。4.4.原子核带原子核带正电量与正电量与核外电子带核外电子带负电量相等负电量相等。3.3.原子内部很空，原子内部很空，电子电子非常小，非常小，质量可忽略不计质量可忽略不计。【卢瑟福卢瑟福.E.E】 【简介简介】二、原子核式结构二、原子核式结构 新西兰著名物理学家，被称为新西兰著名物理学家，被称为核核物理之父物理之父，开拓了原子的轨道理论，还，开拓了原子的轨道理论，还发现了以他名字命名的元素发现了以他名字命名的元素“鑪鑪”。他。他就学尼尔森学院和坎特伯雷大学，得到就学尼尔森学院和坎特伯雷大学，得到三个学位，三个学位，18951895年，卢瑟福到卡文迪许年，卢瑟福到卡文迪许实验室做博士后研究。实验室做博士后研究。18981898年，卢瑟福年，卢瑟福被指派担任麦吉尔大学物理系主任，在被指派担任麦吉尔大学物理系主任，在那里的工作使他获得了那里的工作使他获得了19081908年的诺贝尔年的诺贝尔化学奖。化学奖。他证明了放射性是原子的自然他证明了放射性是原子的自然衰变。他的一个名言是衰变。他的一个名言是，“科学只有物科学只有物理一个学科，其他不过相当于集邮活动理一个学科，其他不过相当于集邮活动而已而已”。 人类认识原子核的结构和它的变化规律，是从人类认识原子核的结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。发现天然放射现象开始的。19191919年，年，卢瑟福用卢瑟福用粒粒子轰击氮核，打出子轰击氮核，打出一一种粒子种粒子，经测定荷质比知道它，经测定荷质比知道它是氢原子核，叫做质子。以后又从氟、钠等原子核是氢原子核，叫做质子。以后又从氟、钠等原子核中打出质子，从而断定质子是原子核的组成部分。中打出质子，从而断定质子是原子核的组成部分。 人们又发现人们又发现绝大多数原子核的质量绝大多数原子核的质量2 2倍于质子质倍于质子质量，但原子核所带电荷跟质子电荷相等量，但原子核所带电荷跟质子电荷相等，据此卢瑟，据此卢瑟福猜想原子核内还存在另一种质量跟质子差不多、福猜想原子核内还存在另一种质量跟质子差不多、不带电的粒子，称为中子。这一猜想被他的学生不带电的粒子，称为中子。这一猜想被他的学生查查德威克德威克用实验证实。用实验证实。原子核还能分吗原子核还能分吗? ?三、探索更小的粒子三、探索更小的粒子【思考思考】三、探索更小的粒子三、探索更小的粒子【原子核结构模型原子核结构模型】1.1.原子核由带原子核由带正电的质子正电的质子和和不带电的中子不带电的中子组成。组成。4.4.不是所有的原子核内都有中子，例如氢。不是所有的原子核内都有中子，例如氢。3.3.原子核内原子核内质子和中子质量相当质子和中子质量相当, ,依靠依靠核力核力结合。结合。2.2.原子核内原子核内质子数和核外电子数相等质子数和核外电子数相等。【查德威克查德威克】【简介简介】 1891 1891年出生在英国，中学时代成年出生在英国，中学时代成绩平平，但坚持自己的信条：绩平平，但坚持自己的信条：会做则必会做则必须做对，一丝不苟；不会做又没弄懂，须做对，一丝不苟；不会做又没弄懂，绝不下笔。绝不下笔。他这种不骛虚荣、实事求是他这种不骛虚荣、实事求是的精神，使他在科学研究事业中受益一的精神，使他在科学研究事业中受益一生，大学时被生，大学时被卢瑟福卢瑟福看中。第一次世界看中。第一次世界大战被投入了平民俘虏营。大战被投入了平民俘虏营。19321932年发现年发现“中子中子”。中子的发现完成了原子物理。中子的发现完成了原子物理研究上的一项突破性进展，开创了人类研究上的一项突破性进展，开创了人类利用原子能的新时代。利用原子能的新时代。查德威克查德威克因发现因发现中子的杰出贡献，获得中子的杰出贡献，获得19351935年诺贝尔物年诺贝尔物理学奖。理学奖。三、探索更小的粒子三、探索更小的粒子三、探索更小的粒子三、探索更小的粒子质子和中子还能分吗质子和中子还能分吗? ?【思考思考】19641964年年盖尔曼盖尔曼提出提出夸克夸克的设想，认为质子和中子由的设想，认为质子和中子由一种理论上假设的一种理论上假设的“夸克夸克”构成。他因此获得了构成。他因此获得了19196969年度诺贝尔物理学奖。年度诺贝尔物理学奖。【讨论讨论】夸克还能再分吗？怎么分？夸克还能再分吗？怎么分？（提高粒子的运动速度）（提高粒子的运动速度）各级微小粒子的发现过程有什么共同特点各级微小粒子的发现过程有什么共同特点? ?三、探索更小的粒子三、探索更小的粒子【归纳归纳】利用粒子相互撞击，破坏粒子结构，观测粒利用粒子相互撞击，破坏粒子结构，观测粒子内部是否有新粒子出现。子内部是否有新粒子出现。【粒子加速器粒子加速器】【思考思考】如何提高粒子的撞击能量如何提高粒子的撞击能量? ? 例、说出下图中各种粒子的名称和带电情况。例、说出下图中各种粒子的名称和带电情况。 例、已知钠原子的质量是氢原子的例、已知钠原子的质量是氢原子的2323倍，内部倍，内部 有有1111个电子，那么原子核内有个电子，那么原子核内有 个质子，个质子， 有有 个中子。如果钠原子带个中子。如果钠原子带1 1个正电荷，个正电荷， 那是因为那是因为 。