探索微觀世界的歷程

1、第一節(jié)第一節(jié) 探索微觀世界探索微觀世界的歷程的歷程第十六章第十六章 粒子和宇宙粒子和宇宙思維的火花思維的火花德謨克利特（公元前德謨克利特（公元前460460公元前公元前370370） “正像綠墻正像綠墻是由樹(shù)干和枝是由樹(shù)干和枝葉組成似的，葉組成似的，大自然的物都大自然的物都是由看不見(jiàn)的是由看不見(jiàn)的微小粒子微小粒子原子構(gòu)成。原原子構(gòu)成。原子不能消失，子不能消失，但也不會(huì)無(wú)中但也不會(huì)無(wú)中生有。生有?！钡轮兛死轮兛死靥?德謨克利特的原子論缺少科學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，德謨克利特的原子論缺少科學(xué)的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，長(zhǎng)期以來(lái)并不為人們所認(rèn)同。長(zhǎng)期以來(lái)并不為人們所認(rèn)同。 直到直到1717世紀(jì)，以世紀(jì)，以“化學(xué)之父化學(xué)之

2、父”道爾頓和道爾頓和玻意耳為代表的科學(xué)家通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)才復(fù)活玻意耳為代表的科學(xué)家通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)才復(fù)活和確立了原子論。和確立了原子論?！盎瘜W(xué)之父化學(xué)之父”道道爾頓（爾頓（1766176618441844） 1811 1811年，意大利的科學(xué)家阿伏伽德羅進(jìn)年，意大利的科學(xué)家阿伏伽德羅進(jìn)一步指出，物質(zhì)一般不是直接由原子組成，一步指出，物質(zhì)一般不是直接由原子組成，而是由幾個(gè)原子相結(jié)合的分子構(gòu)成的。而是由幾個(gè)原子相結(jié)合的分子構(gòu)成的。用場(chǎng)離子顯微鏡拍攝的用場(chǎng)離子顯微鏡拍攝的鎢針針尖上的原子圖樣鎢針針尖上的原子圖樣DNADNA分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu)電子的發(fā)現(xiàn)電子的發(fā)現(xiàn) 1897 1897年，英國(guó)年，英國(guó)的物理學(xué)家

3、湯姆的物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)，陰極放孫發(fā)現(xiàn)，陰極放射線(xiàn)在電場(chǎng)或磁射線(xiàn)在電場(chǎng)或磁場(chǎng)的作用下可發(fā)場(chǎng)的作用下可發(fā)生偏轉(zhuǎn)，方向與生偏轉(zhuǎn)，方向與帶負(fù)電的粒子相帶負(fù)電的粒子相同，從而發(fā)現(xiàn)了同，從而發(fā)現(xiàn)了電子。電子。視頻：陰極射線(xiàn)管視頻：陰極射線(xiàn)管 電子的發(fā)現(xiàn)，電子的發(fā)現(xiàn)，打破了原子不打破了原子不可分的概念，可分的概念，是人類(lèi)對(duì)物質(zhì)是人類(lèi)對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)上的結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)上的一次飛躍。并一次飛躍。并掀起了新一輪掀起了新一輪探索物質(zhì)微觀探索物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的熱潮。結(jié)構(gòu)的熱潮。 湯姆孫（湯姆孫（1856185619401940） 粒子散射粒子散射實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn) 盧瑟福（盧瑟福（1871187119371937） 盧瑟福的實(shí)驗(yàn)讓人們認(rèn)

4、識(shí)到原子雖小，盧瑟福的實(shí)驗(yàn)讓人們認(rèn)識(shí)到原子雖小，里面卻十分空曠，如果我們將原子放大里面卻十分空曠，如果我們將原子放大成直徑上百米的足球場(chǎng)，在其中央有一成直徑上百米的足球場(chǎng)，在其中央有一顆稱(chēng)為原子核的小米粒，其直徑不到原顆稱(chēng)為原子核的小米粒，其直徑不到原子直徑的萬(wàn)分之一，而它的質(zhì)量卻占整子直徑的萬(wàn)分之一，而它的質(zhì)量卻占整個(gè)原子質(zhì)量的個(gè)原子質(zhì)量的99.9499.94以上。以上。 1919 191919321932年，盧瑟福和他的年，盧瑟福和他的學(xué)生先后發(fā)現(xiàn)了帶正電的質(zhì)子和不學(xué)生先后發(fā)現(xiàn)了帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子。帶電的中子。 1964 1964年，美國(guó)物理學(xué)家蓋爾曼在費(fèi)米、楊振寧、坂田昌年，美國(guó)

5、物理學(xué)家蓋爾曼在費(fèi)米、楊振寧、坂田昌一的研究基礎(chǔ)上，提出了質(zhì)子、中子、介子、超子等都是由一的研究基礎(chǔ)上，提出了質(zhì)子、中子、介子、超子等都是由三種基礎(chǔ)粒子組成，它們分別稱(chēng)為上夸克、下夸克、奇異夸三種基礎(chǔ)粒子組成，它們分別稱(chēng)為上夸克、下夸克、奇異夸克?？恕Ｔ雍嗽雍丝淇丝淇嗽釉淤|(zhì)子質(zhì)子 中子中子 華裔科學(xué)家丁肇中在華裔科學(xué)家丁肇中在19741974年又發(fā)現(xiàn)了一種稱(chēng)為年又發(fā)現(xiàn)了一種稱(chēng)為J J的粒的粒 子，因而獲得子，因而獲得19761976年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 納米技術(shù)納米技術(shù) 納米技術(shù)是納米技術(shù)是2020世紀(jì)世紀(jì)9090年代出現(xiàn)的一門(mén)年代出現(xiàn)的一門(mén)新興技術(shù)。它是在新興技術(shù)。它是在0.100.10至至100100納米納米( (即十億即十億分之一米分之一米) )尺度的空間內(nèi)，研究電子、原子尺度的空間內(nèi)，研究電子、原子和分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性的嶄新技術(shù)。和分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性的嶄新技術(shù)。納米氧化鈦納米氧化鈦 納米鈦可耐腐蝕，用其涂覆的物納米鈦可耐腐蝕，用其涂覆的物品既能耐沸水，又能在海水中浸品既能耐沸水，又能在海水中浸泡泡1010年不損，它還有神奇的自我年不損，