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1、第一节 宇宙和微观世界本讲稿第一页，共三十页思考：1、你认识的宇宙是怎样的？2、你知道地球处于宇宙的什么位置吗？本讲稿第二页，共三十页宇宙的结构宇宙星系团星系恒星行星卫星星系本讲稿第三页，共三十页本讲稿第四页，共三十页本讲稿第五页，共三十页银银河河系系银河系，地球和太阳所在的恒星系统。银河系呈盘状，银银河系，地球和太阳所在的恒星系统。银河系呈盘状，银盘的直径约盘的直径约10万光年万光年(1光年相当子光年相当子950亿公里亿公里)，厚度约为厚度约为1万光年。银盘由四条巨大的旋臂环绕组成，万光年。银盘由四条巨大的旋臂环绕组成，太太阳阳就位于人马座旋臂和英仙座旋臂之间的猎户座旋臂上，就位于人马座旋臂
2、和英仙座旋臂之间的猎户座旋臂上，离银河系中心约离银河系中心约3万光年万光年一光年等于光在一光年等于光在1 1年中的行程，约为年中的行程，约为9.46109.46101515m m宇宙是由物质组成的宇宙是由物质组成的,物质处于不停的运动和发展中物质处于不停的运动和发展中本讲稿第六页，共三十页天文学家最近发现了位于银河系边界的“戒指”状的星云。科学家们表示该星云周围大约分布着0.5亿至1亿颗大小不一的星星。这一发现将有助于科学家们研究银河系的诞生时间。本讲稿第七页，共三十页地球在离太阳比较近的第三条轨道上地球在离太阳比较近的第三条轨道上本讲稿第八页，共三十页太阳系由水星、金星、地球、火星、木星、土
3、星、天王星、海王星、冥王星九大行星及小行星、彗星等组成。地球在近日的第三条第三条轨道上它有一颗卫星 月球月球本讲稿第九页，共三十页宇宙是由物质组成的物质又是由什么组成的呢？本讲稿第十页，共三十页物质由极其微小的微粒（分子）构成，分子由原子构成分子：保持物质的性质的微保持物质的性质的微粒粒。要借助电子显微镜电子显微镜才能观察。直径约为直径约为百亿分之几百亿分之几米、米、大约是大约是0.30.4纳米（纳米（nm)物质分子原子本讲稿第十一页，共三十页二十一世纪科技发二十一世纪科技发展的主要方向之一就是展的主要方向之一就是新材料的研制和应用新材料的研制和应用本讲稿第十二页，共三十页(四四)纳米及纳米技
4、术纳米及纳米技术1nm=10-9m纳米技术：是指在纳米尺度纳米技术：是指在纳米尺度(0.1nm100nm)范围内操纵原子排范围内操纵原子排列、物质结构的一种技术。列、物质结构的一种技术。本讲稿第十三页，共三十页原子的结构原子核核外电子质子中子？夸克夸克？本讲稿第十四页，共三十页宇宙的组成夸克原子核原子分子电子？质子中子？物质宇宙本讲稿第十五页，共三十页物质的形态固态、液态、气态（由分子间距决定）物质形态变化时，体积会发生变化。本讲稿第十六页，共三十页固态固态液态液态气态气态（三）固态、液态、气态的微观模型（三）固态、液态、气态的微观模型有一定的体积有一定的体积和形状和形状有一定的体积没有有一定
5、的体积没有确定的形状确定的形状,具有流具有流动性动性没有一定的没有一定的体积和形状体积和形状,具有流动性具有流动性本讲稿第十七页，共三十页3、固、液、气三态分子的特点、固、液、气三态分子的特点n固态物质分子的排列十分紧密，固体具有一定的形状和体积。n液态物质分子没有固定位置，液体没有确定的形状。具有流动性。n气态物质分子极度散乱，间距很大，容易被压缩，具有流动性。本讲稿第十八页，共三十页宇宙及微观世界宇宙及微观世界宇宙是由各种物质组成的宇宙是由各种物质组成的物质是分子组成的，分子是保持物质物质是分子组成的，分子是保持物质原来性质的最小粒子原来性质的最小粒子物质的三种状态物质的三种状态（固、液、
6、气）（固、液、气）特点特点微观模型微观模型小结本讲稿第十九页，共三十页一、宇宙和微观世界一、宇宙和微观世界n1、宇宙是由物质组成的、宇宙是由物质组成的n银河系的直径10 21m，合十万光年。n用光年的长度单位表示银河系比较方便。n（1光年=9.461015m）光速运动一年所经过的路程即光年，是最大的长度单位。n太阳系是银河系中几千亿颗恒星中的一员，地球是太阳系九大行星中运行在第三轨道的一员。n2、物质是由分子组成的、物质是由分子组成的 任何物质都是由极其微小的粒子组成的，这些粒子保持了物质原来的性质，我们把它叫做分子。n通常我们以纳米做单位来量度分子的大小。（1nm=10-9m）本讲稿第二十页
7、，共三十页n3、固、液、气三态分子的特点、固、液、气三态分子的特点n固态物质分子的排列十分紧密，固体具有一定的形状和体积。n液态物质分子没有固定位置，液体没有确定的形状。具有流动性。n气态物质分子极度散乱，间距很大，容易被压缩，具有流动性。n4、原子及其结构、原子及其结构n原子由原子核和核外电子组成。n原子的结构与太阳系十分相似。n原子核是由原子和中子组成的，质子和中子又是由夸克组成的。n5、纳米科学技术、纳米科学技术 纳米科学技术是在纳米尺度内（0.1100nm）进行的科学技术。本讲稿第二十一页，共三十页例土星是太阳系中最美丽的行星，它是一颗由浓密例土星是太阳系中最美丽的行星，它是一颗由浓密
8、大气包裹的液体星球，用望远镜可以看到它有一个美丽大气包裹的液体星球，用望远镜可以看到它有一个美丽的光环，像一个巨大的项圈。土星光环是伽利略首先发的光环，像一个巨大的项圈。土星光环是伽利略首先发现的，光环由石块、冰块和尘埃组成。其实不仅土星有现的，光环由石块、冰块和尘埃组成。其实不仅土星有光环，木星、天王星和海王星也有光环，只不过比较稀光环，木星、天王星和海王星也有光环，只不过比较稀薄而已。由土星及其光环的组成可知，宇宙天体是由薄而已。由土星及其光环的组成可知，宇宙天体是由_组成的。组成的。物质物质练习本讲稿第二十二页，共三十页例例(1)自从自从汤姆逊汤姆逊发现了电子，人们开始研究原发现了电子，
9、人们开始研究原子的内部结构。科学家提出了多种原子结构模型。子的内部结构。科学家提出了多种原子结构模型。在二十世纪上半叶，最为大家接受的原子结构与下在二十世纪上半叶，最为大家接受的原子结构与下列哪个物体相似（）列哪个物体相似（）西红柿西瓜面包太阳系西红柿西瓜面包太阳系(2)一块糖要想保持它的甜味不变最小只能分到一块糖要想保持它的甜味不变最小只能分到（）（）原子质子分子夸克原子质子分子夸克C分子：分子：保持物质的性质的微粒保持物质的性质的微粒。本讲稿第二十三页，共三十页例关于原子核的组成，下列说法中正确的是例关于原子核的组成，下列说法中正确的是（）（）原子核是由质子和电子组成的原子核是由质子和电子
10、组成的原子核是由质子和中子组成的原子核是由质子和中子组成的原子核是由中子和电子组成的原子核是由中子和电子组成的原子核是由质子、中子、电子组成的原子核是由质子、中子、电子组成的本讲稿第二十四页，共三十页例例4“纳米纳米”是物理量是物理量_的单的单位，符号位，符号是是_；科学研究表明冠状；科学研究表明冠状病毒的一个变种是引起非典型肺炎的病病毒的一个变种是引起非典型肺炎的病原体，原体，冠状病毒呈不规则的圆形或类圆冠状病毒呈不规则的圆形或类圆形，平均直径是形，平均直径是nm，即，即_m。长度长度10-7nm本讲稿第二十五页，共三十页例例5固体、液体、气体都由分子组成，为什么它们的物理固体、液体、气体都
11、由分子组成，为什么它们的物理性质不同呢？性质不同呢？状态状态液体液体气体气体固体固体分子间距离分子间距离很小很小比固体稍大比固体稍大很大很大分子间作用力分子间作用力分子运动情况分子运动情况很大很大很小很小比固体小比固体小在平衡位置附近在平衡位置附近做做无规则运动无规则运动运动比较自由运动比较自由除碰撞外做匀速直除碰撞外做匀速直线运动线运动特征特征有一定的体积有一定的体积和形状和形状有一定的体积有一定的体积无形状无形状没有一定的体积没有一定的体积和形状和形状本讲稿第二十六页，共三十页例例6盛在烧杯中的液态蜡凝固后体积会变小，中间凹盛在烧杯中的液态蜡凝固后体积会变小，中间凹陷下去，所有的物质从液态
12、变为固态时体积都会变小陷下去，所有的物质从液态变为固态时体积都会变小吗？举例说明你的观点。吗？举例说明你的观点。本讲稿第二十七页，共三十页例例7“光年光年”是天文学上长度的单位，是天文学上长度的单位，其意义是光在一年内通过的距离。已知光在真其意义是光在一年内通过的距离。已知光在真空中的传播速度是空中的传播速度是3108m/s，比邻星球距地球，比邻星球距地球4.3光年，若航天飞机的速度可达光年，若航天飞机的速度可达3000m/s，从地，从地球向比邻星球发射的航天飞机至少需要多少时球向比邻星球发射的航天飞机至少需要多少时间才能到达？间才能到达？解：解：本讲稿第二十八页，共三十页作业作业2下列氢原子的各种模型图中，正确的是()图2电子1、图2是用来说明原子内部结构的示意图.由图可知：原子是由和组成，原子核由中子和组成.本讲稿第二十九页，共三十页3为了揭示大自然的奥秘，无数科学家进行了不懈的探索。下列说法错误错误的是（）A汤姆生发现了电子，从而揭示了原子是可以再分的 B卢瑟福建立了原子结构的行星模型 C近代科学家提出质子和中子都是由被称为夸克的更小粒子组成的 D组成大自然的天体和微观粒子都在不停地运动，其中太阳是宇宙真正的中心 D本讲稿第三十页，共三十页