第 一 節(jié) 走 進 微 觀第 十 章 小 粒 子 與 大 宇 宙 塵 土 、 樹 木 、 水 、 火 焰 、 空 氣 、 星 辰 ， 我 們 周 圍的 一 切 ， 包 括 有 生 命 的 和 無 生 命 的 ， 都 是 物 質(zhì) 。從 無 限 的 宇 宙 到 微 小 的 基 本 粒 子 ，物 質(zhì) 以 各 種 各 樣 的 形 態(tài) 展 現(xiàn) 著 。仰 望 天 空 ， 群 星 閃 爍 。 宇 宙 到 底 有 多 大 呢 ？ 人 們 還 在 探 究 。在 我 們 的 周 圍 ， 有 潺 潺 的 流 水 ， 美 麗 的 鮮 花 ， 飛 翔的 小 鳥 ， 嬉 鬧 的 人 群 。 這 便 是 人 們 熟 悉 的 世 界 。在 人 們 不 能 直 接 看 到 的 世 界 里 ， 同 樣 奧 秘 無 窮 。那 里 有 細 胞 、 病 毒 、 分 子 、 原 子 目 前 科 學(xué) 家的 研 究 已 進 入 這 樣 的 微 觀 世 界 。自 然 的 尺 度 物 質(zhì) 是 由 什 么 組 成 ？古 希 臘 人 認(rèn) 為 宇 宙 萬 物 有水 、 火 、 土 、 氣 組 成 ， 稱為 “ 四 元 素 說 ” 我 們 的 祖 先 認(rèn) 為 宇 宙 萬物 有 金 、 木 、 水 、 火 、土 組 成 ， 稱 為 “ 五 行 說 ” 后 來 ， 人 們 認(rèn) 識 到 若 物 質(zhì) 無 限 的 分 下 去 ， 所 得 顆粒 愈 來 愈 小 ， 小 到 這 種 顆 粒 能 保 持 化 學(xué) 性 質(zhì) 不 變?yōu)?止 ， 通 常 所 說 的 物 質(zhì) 就 是 由 這 種 顆 粒 構(gòu) 成 的 。1811年 ， 意 大 利 物 理 學(xué) 家 阿 伏 家 德 羅 第 一 個 把 這種 顆 粒 命 名 為 “ 分 子 ”現(xiàn) 在 ， 人 們 認(rèn) 為 物 質(zhì) 是 由 分 子 或 原子 組 成 的 ， 現(xiàn) 代 科 技 可 以 使 人 們 觀察 到 構(gòu) 成 物 質(zhì) 的 分 子 或 原 子 。 氫 分 子 是 最 小 的 分 子 ， 其 尺 度 相 當(dāng) 于 一 根 頭 發(fā) 絲的 直 徑 的 十 萬 分 之 一 ， 質(zhì) 量 只 有 10-27kg左 右 。水 的 分 子 的 直 徑 大 約 是 4 10-10m， 1cm3的水 中 就 會 有 3.34 1022個 水 分 子 ， 一 個 水 分子 的 質(zhì) 量 只 有 3 10-26kg。各 種 分 子 的 直 徑 都 只 有 幾 萬 分 之 一 個 納米 左 右 ， 據(jù) 估 計 一 只 螞 蟻 一 口 水 就 吞 下2 1010個 水 分 子 ， 10萬 個 氧 分 子 依 次 排列 起 來 ， 總 長 僅 0.03mm。 20世 紀(jì) 中 葉 ， 人 類 為了 探 索 微 觀 世 界 的 奧秘 ， 制 造 了 各 種 類 型的 離 子 加 速 器 。 借 助不 斷 完 善 的 離 子 加 速器 ， 還 發(fā) 現(xiàn) 了 哪 些 離子 ？ 子 、 介 子 、 介 子 、 超 子 、 超 子 、 子 等這 些 離 子 400余 粒 是 比 原 子 核 更 深 一 個 層 次 的 物 質(zhì) 存在 形 式 。 人 類 對 自 然 界 的 認(rèn) 識 永 無 止 境 ， 探 索 永 不 停止 ， 微 觀 世 界 的 神 秘 面 紗 ， 還 有 待 于 同 學(xué) 們 去 揭 開 。 考 考 你1、 我 們 周 圍 的 空 氣 、 鮮 花 、 樹 木 、 動 物 、 水 和 石 頭 等 都是 。2、 我 們 周 圍 的 一 切 物 質(zhì) 都 是 由 或 組 成 的 。3、 19世 紀(jì) 初 英 國 科 學(xué) 家 道 爾 頓 證 明 了 的 存 在 ；1897年 英 國 物 理 學(xué) 家 湯 姆 生 發(fā) 現(xiàn) 了 ； 1909年 盧 瑟 福在 進 行 離 子 散 射 實 驗 后 ， 提 出 了 模 型 。4、 原 子 是 由 和 組 成 ， 原 子 核 是 由 和 組 成 ； 其 中 帶 正 電 ， 不 帶 電 。 物 質(zhì) 分 子 原 子原 子電 子原 子 的 核 式 結(jié) 構(gòu)原 子 核 電 子 質(zhì) 子中 子 質(zhì) 子 中 子 第 二 節(jié) 看 不 見 的 運 動 我 們 知 道 物 質(zhì) 是由 大 量 分 子 構(gòu) 成的 ， 你 還 想 知 道什 么 ？物 質(zhì) 的 分子 是 如 何排 列 的 ？ 分 子 是 否運 動 ？分 子 之 間 是 否有 力 的 作 用 ？ 分 子 很 小 ， 也 很 輕 ， 肉 眼 是 看 不 見 的 ， 分 子 有 間 隙 嗎 ？ 將 機 油 裝 入 一 個 壁很 厚 相 當(dāng) 堅 固 的 鋼筒 中 ， 然 后 加 上 2萬 個 標(biāo) 準(zhǔn) 大 氣 壓 的高 壓 。 結(jié) 果 鋼 筒 “ 流 淚 ”了 ， 也 就 是 說 機油 從 鋼 筒 里 滲 透出 來 。 說 明 固 體分 子 間 也 存 在 間隙 。 分 子 之 間 有間 隙分 子 是 運 動 還 是 靜 止 的 ？ 一 切 物 體 的 分子 都 在 不 停 地做 無 規(guī) 則 的 運動不 同 的 物 質(zhì) 在 互 相 接 觸 時 ， 彼 此進 入 對 方 的 現(xiàn) 象 ， 叫 做 擴 散 。 分 子 之 間 既 有 引力 又 有 斥 力 ， 當(dāng)分 子 之 間 的 距 離比 較 大 時 ， 分 子之 間 的 作 用 力 表現(xiàn) 為 引 力 ； 當(dāng) 分子 之 間 的 距 離 比較 小 時 ， 分 子 之間 的 作 用 力 表 現(xiàn)為 斥 力 。 物 體 很難 被 拉 開 ， 說 明分 子 間 存 在 引 力 ；物 體 很 難 被 壓 縮 ，說 明 分 子 間 存 在斥 力 。 分 子 間 存 在 引 力 和斥 力物 質(zhì) 中 的 分 子 狀 態(tài) 北 京 古 觀 象 哈勃空間望遠鏡國 際 空 間 站火 星 探 索 的 漫 游 者 神 奇 的 宇 宙 世 界