人教版《11.1宇宙和微观世界》课件.ppt

一、宇宙和微观世界一、宇宙和微观世界人教版新教材同步教学课件人教版新教材同步教学课件第十一章第十一章 多彩的物质世界多彩的物质世界（1 1）宇宙是由一大群运动的恒星、大量的气体）宇宙是由一大群运动的恒星、大量的气体 和尘埃组成的物质系统和尘埃组成的物质系统（2 2）无边无际的宇宙中大约有几十亿个像银河系）无边无际的宇宙中大约有几十亿个像银河系 这样的星系。星系离我们最远的超过这样的星系。星系离我们最远的超过100100亿亿 光年光年（3 3）宇宙间恒星总数约）宇宙间恒星总数约10102222个个（4 4）银河系直径约十万光年，）银河系直径约十万光年，厚度约为厚度约为1万光年万光年，它是由它是由13001300亿颗恒星形成的巨大星系。从正面看亿颗恒星形成的巨大星系。从正面看银河系像一个庞大的车轮状的旋涡系统，从侧面银河系像一个庞大的车轮状的旋涡系统，从侧面看相一个中间凸起的铁饼，看相一个中间凸起的铁饼，银盘由四条巨大的旋银盘由四条巨大的旋臂环绕组成，臂环绕组成，太阳太阳就位于人马座旋臂和英仙座旋就位于人马座旋臂和英仙座旋臂之间的猎户座旋臂上，离银河系中心约臂之间的猎户座旋臂上，离银河系中心约3万光年万光年银河系有多大？银河系有多大？用什么长度单位表示最方便？用什么长度单位表示最方便？天文学家最近天文学家最近发现了位于了位于银河系河系边界的界的“戒指戒指”状的星云。状的星云。科学家科学家们表示表示该星云周星云周围大大约分布着分布着0.5亿至至1亿颗大小大小不一的星星。不一的星星。这一一发现将有助于科学家将有助于科学家们研究研究银河系的河系的诞生生时间。（5 5）太阳系太阳系已发现的八大行星是水星、金星、已发现的八大行星是水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。地球在绕太阳运行的第三条轨道上地球在绕太阳运行的第三条轨道上壮观的太阳日冕美丽的家园美丽的家园地球地球木星木星土星和它美丽的光环土星和它美丽的光环爱神小行星爱神小行星海尔海尔波普彗星波普彗星l l思考：思考：1.古代人对天体运动存在哪些看法？古代人对天体运动存在哪些看法？2.“地心说地心说”和和“日心说日心说”的观点分别是什么的观点分别是什么？3.哪种学说统治时间更长？为什么哪种学说统治时间更长？为什么?地心说：地心说：地心说：地心说：日心说：日心说：日心说：日心说：地球是宇宙的中心地球是宇宙的中心。地球是静止不动的，。地球是静止不动的，太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。太阳、月亮以及其它行星都绕地球运动。符合人们的日常经验；符合人们的日常经验；符合宗教地球是宇宙的中心的说法。符合宗教地球是宇宙的中心的说法。统治很长时间的原因：统治很长时间的原因：太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳是静止不动的，地球和其它行星都绕太阳转动太阳转动。地心说地心说地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古地心说是长期盛行于古代欧洲的宇宙学说。它最初由古希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密希腊学者欧多克斯在公元前三世纪提出，后来经托勒密（90-168）进一步发展而逐渐建立和完善起来。）进一步发展而逐渐建立和完善起来。托勒密的托勒密的“地心说地心说”体系体系地心模型地心模型地心模型地心模型亚里士多德地心模型地心模型日心说日心说哥白尼的哥白尼的“日心说日心说”体系体系约在公元前约在公元前260年，古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出年，古希腊天文学家阿利斯塔克最早提出了日心说的观点。但真正发展并完善日心说的，是来自了日心说的观点。但真正发展并完善日心说的，是来自波兰的哥白尼（波兰的哥白尼（1473-1543）。）。十六世纪十六世纪“日心说日心说”创立之前的一千多创立之前的一千多年中，年中，“地心说地心说”一直占统治地位，并长一直占统治地位，并长期为教会所利用，宣称恒星天上面是最高期为教会所利用，宣称恒星天上面是最高天，也就是天神的住所。由于这一学说没天，也就是天神的住所。由于这一学说没有反映行星运动的本质，经不起长时间的有反映行星运动的本质，经不起长时间的观测检验，后来为哥白尼观测检验，后来为哥白尼“日心说日心说”所推所推翻翻一、宇宙是由物质组成的一、宇宙是由物质组成的1、地球及其他一切天体是由、地球及其他一切天体是由物质物质组成的，组成的，物质处于不停的物质处于不停的运动和发展运动和发展中中2、光年、光年(长度单位长度单位)：表示光在一年内所：表示光在一年内所走走 的路程的路程 1l.y.=9.461015m3、宇宙的结构卫星行星恒星星系星系团宇宙二、物质的组成二、物质的组成物质由极其微小的微粒（分子）构成物质由极其微小的微粒（分子）构成分子：保持物质原来的性质的微粒。要借助电子显微镜才能观察。直径约为百亿分之几 米、大约是0.30.4纳米（nm)物质分子汤姆生的汤姆生的“葡萄干葡萄干+蛋糕蛋糕”模型模型三、原子及其结构原子由原子由原子核和电子组成原子核和电子组成.1.1.原子的核式结构模型原子的核式结构模型 原子的质量几乎集原子的质量几乎集中在原子核里。原子直中在原子核里。原子直径的数量级为径的数量级为1010-10-10mm，原子核直径的数量级为原子核直径的数量级为1010-15_-15_1010-14-14mm。卢瑟福卢瑟福2.2.原子核带正电，核外电子带负原子核带正电，核外电子带负 电，绕核高速运动电，绕核高速运动。质子和中子由夸克组成质子和中子由夸克组成夸克设想的提出：夸克设想的提出：1964年盖尔曼盖尔曼提出夸克的设想，提出夸克的设想，认为夸克是比强子更深层次的粒子。认为夸克是比强子更深层次的粒子。这是一种理论上假设的构成强子的这是一种理论上假设的构成强子的组成粒子，盖尔曼因此获得了组成粒子，盖尔曼因此获得了19691969年度年度诺贝尔物理学奖。诺贝尔物理学奖。夸克轨迹图夸克轨迹图问题：问题：质子和中子还能分吗质子和中子还能分吗?物质的组成物质的组成1 1、物质、物质分子分子原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子夸克夸克夸克夸克物质是由物质是由_组成，分子又是由组成，分子又是由_组成，组成，原子是由原子是由_和和_组成，其中原组成，其中原子核又是由子核又是由_和和_组成，质子和中子组成，质子和中子都是由都是由_组成。组成。分子分子原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子夸克夸克2 2、纳米、纳米(长度单位长度单位)，1nm1nm1010-9-9m m原子及其结构原子及其结构三、固态、液态、气态的微观模型三、固态、液态、气态的微观模型大多数物质从液态变成固态时，体积会变小大多数物质从液态变成固态时，体积会变小（水除外）；且物质从液态变成气态，体积（水除外）；且物质从液态变成气态，体积会变大，为什么呢？会变大，为什么呢？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、气态的微观模型固态固态液态液态气态气态固态固态分子的排列分子的排列分子间作用力分子间作用力有一定的形有一定的形状和体积状和体积十分紧密十分紧密很强很强特征特征三、固态、液态、气态的微观模型三、固态、液态、气态的微观模型固态固态液态液态气态气态分子的排列分子的排列分子间作用力分子间作用力特征特征液态液态没有确定的没有确定的形状，有体形状，有体积，且有流积，且有流动性动性无固定位置，无固定位置，运动比较自由运动比较自由比固态小比固态小三、固态、液态、气态的微观模型三、固态、液态、气态的微观模型固态固态液态液态气态气态分子的排列分子的排列分子间作用力分子间作用力特征特征气态气态没有确定的没有确定的形状和体积形状和体积，有流动性，有流动性易压缩易压缩极度散乱，间极度散乱，间距很大距很大极小极小固态固态分子的排列分子的排列分子间作用力分子间作用力有一定的形有一定的形状和体积状和体积十分紧密十分紧密很强很强特征特征液态液态没有确定的没有确定的形状，有体形状，有体积，且有流积，且有流动性动性无固定位置，无固定位置，运动比较自由运动比较自由比固态小比固态小气态气态没有确定的没有确定的形状和体积形状和体积，有流动性，有流动性易压缩易压缩极度散乱，间极度散乱，间距很大距很大极小极小科学世界：纳米科学技术科学世界：纳米科学技术(1)(1)纳米技术：是指在纳米尺度纳米技术：是指在纳米尺度（1nm=101nm=10-9-9m m）内的科学技术。内的科学技术。(2)(2)纳米材料特点：纳米材料特点：指材料的几何尺寸达到纳米量指材料的几何尺寸达到纳米量级，并且具有特殊性能的材料。级，并且具有特殊性能的材料。中国科学家首次中国科学家首次打造打造“纳米皇冠纳米皇冠”纳米抗菌不锈纳米抗菌不锈钢塑料复合管钢塑料复合管纳米碳管纳米碳管纳米结构纳米结构图片图片例土星是太阳系中最美丽的行星，它是一颗例土星是太阳系中最美丽的行星，它是一颗由浓密大气包裹的液体星球，用望远镜可以看到由浓密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现的，光环由石块、冰块和光环是伽利略首先发现的，光环由石块、冰块和尘埃组成。其实不仅土星有光环，木星、天王星尘埃组成。其实不仅土星有光环，木星、天王星和海王星也有光环，只不过比较稀薄而已。由土和海王星也有光环，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。物质物质动手动脑动手动脑例自从汤姆逊发现了电子，人们开始研究原例自从汤姆逊发现了电子，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（）下列哪个物体相似（）西红柿西瓜面包太阳系西红柿西瓜面包太阳系 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 例例4“纳米纳米”是物理量是物理量 _ 的的单位，符号单位，符号 是是_；科学研究表明；科学研究表明冠状病毒的一个变种是引起非典型肺炎冠状病毒的一个变种是引起非典型肺炎的病原体，的病原体，冠状病毒呈不规则的圆形冠状病毒呈不规则的圆形或类圆形，平均直径是或类圆形，平均直径是nm，即即_m。长度长度 10-7 nm例例5盛在烧杯中的液态蜡凝固后体积会变小，盛在烧杯中的液态蜡凝固后体积会变小，中间凹陷下去，所有的物质从液态变为固态时体中间凹陷下去，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。积都会变小吗？举例说明你的观点。例例6固体、液体、气体都由分子组成，为什么它们固体、液体、气体都由分子组成，为什么它们的物理性质不同呢？的物理性质不同呢？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 做无规则运动做无规则运动运动比较自由运动比较自由除碰撞外做匀速除碰撞外做匀速直线运动直线运动特征特征有一定的体有一定的体积和形状积和形状有一定的体有一定的体积无形状积无形状没有一定的没有一定的体积和形状体积和形状例例7“光年光年”是天文学上长度的单位，其意义是是天文学上长度的单位，其意义是光在一年内通过的距离。已知光在真空中的传播光在一年内通过的距离。已知光在真空中的传播速度是速度是3108m/s，比邻星球距地球比邻星球距地球4.3光年，若光年，若航天飞机的速度可达航天飞机的速度可达3000m/s，从地球向比邻星从地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？球发射的航天飞机至少需要多少时间才能到达？解：解：