2019-2020年八年級(jí)物理《第七章-從粒子到宇宙》知識(shí)梳理

1、2019-2020年八年級(jí)物理第七章 從粒子到宇宙知識(shí)梳理【知識(shí)梳理】 1走進(jìn)分子世界 A.分子 能保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒稱為分子，分子很小，一般分子直徑的數(shù)量級(jí)為10-10 m在高倍電子顯微鏡下，可以看到一些物質(zhì)的分子 B.分子動(dòng)理論的主要內(nèi)容 物質(zhì)是由大量分子組成的，分子間有空隙；分子一直處于永不停息的動(dòng)動(dòng)中；分子間同時(shí)存在著相互作用的引力和斥力 說(shuō)明： 不同物質(zhì)內(nèi)部分子間空隙的大小不同；同種物質(zhì)在不同情況下分子間的距離也會(huì)不同，比如溫度、壓強(qiáng)等的變化，都會(huì)影響分子間的距離 物體的溫度越高，分子的運(yùn)動(dòng)越劇烈由于分子的運(yùn)動(dòng)與溫度有關(guān)，所以分子運(yùn)動(dòng)又稱為熱運(yùn)動(dòng) 分子相互作用的情況與分子間距

2、離的大小有關(guān).當(dāng)分子間的距離等于1010 m時(shí)，這個(gè)距離稱為分子間的平衡距離，此時(shí)，分子間的引力和斥力相等；當(dāng)分子間的距離小于10-10 m時(shí)，斥力起主要作用；當(dāng)分子間的距離大于1010 m時(shí)，引力起主要作用；當(dāng)分子間的距離大于分子直徑10倍時(shí)，分子間的作用力就變得很小 分子間的引力和斥力都隨分子間距離的增大而減小，隨分子間距離的減小而增大，但斥力的變化比引力的變化快 C.用分子動(dòng)理論解釋物質(zhì)三態(tài)的性質(zhì) 大多數(shù)物質(zhì)從液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)體積變小(水例外，水結(jié)冰時(shí)體積變大)；液態(tài)變?yōu)闅鈶B(tài)時(shí)體積顯著增大，如水在汽化為水蒸氣時(shí)體積要增大約1 700倍，物質(zhì)在物態(tài)變化時(shí)發(fā)生體積上的變化，主要是由于構(gòu)成物質(zhì)的

3、分子在排列方式上發(fā)生了變化 固體分子間的距離很小，為l1010-51010 m，分子間的作用力很大，每個(gè)分子只能圍繞某一點(diǎn)振動(dòng)，因此，固體有一定的體積和形狀 液體分子間的距離較小，為固體分子間距離的兩倍左右，分子間的作用力較大，每個(gè)分子可以在一定的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，因此，液體有一定的體積，無(wú)一定的形狀，具有流動(dòng)性 氣體分子間的距離很大，分子間的作用力很小，每個(gè)分子能自由地沿各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，因此，氣體無(wú)一定的體積和形狀，具有流動(dòng)性，而且很容易被壓縮 D納米科技簡(jiǎn)介 納米科技是指在納米尺度(約在1100納米之間)上研究物質(zhì)的特性和相互作用以及利用這些特性的科學(xué)和技術(shù)，這一技術(shù)使人類認(rèn)識(shí)和改造物質(zhì)世界的能力

4、延伸到原子和分子水平，可以說(shuō)是當(dāng)今最重要的新興科學(xué)技術(shù)之一 任何材料通過(guò)復(fù)雜的納米機(jī)器都可以制成納米尺度的超細(xì)粉末，當(dāng)物質(zhì)小到納米尺度時(shí)，它的理化性質(zhì)都有所變化，具有一些奇異和反常的性質(zhì)，如塊狀金的熔點(diǎn)是l 064而制成納米的超細(xì)顆粒后，熔點(diǎn)只有33；銅到了納米級(jí)就不導(dǎo)電；而絕緣的二氧化硅在20 nm時(shí)卻開始導(dǎo)電；通過(guò)納米技術(shù)，陶瓷可以變得有韌性；通常在高溫下才能燒結(jié)的材料，通過(guò)納米技術(shù)在低溫下就能燒結(jié)，而且能將不易互熔的金屬冶煉成新的合金 納米材料是納米技術(shù)的基礎(chǔ)和先導(dǎo)，已成為世界各國(guó)納米科技發(fā)展的熱點(diǎn)，納米材料是指材料的幾何尺寸小到納米尺度，并且具有特殊性能的材料，例如： 納米金屬顆粒納米

5、金屬顆粒表面上的原子十分活躍實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)如果將銅或鋁做成納米顆粒，遇到空氣就會(huì)劇烈燃燒，發(fā)生爆炸，可用納米金屬顆粒的粉末做成固體作為火箭的燃料、催化劑 納米金屬塊體金屬納米顆粒粉體制成的塊狀金屬材料，會(huì)變得十分結(jié)實(shí)，強(qiáng)度比一般金屬高十幾倍，同時(shí)又可以像橡膠一樣富有彈性 碳納米管碳納米管是由石墨中一層或若干層卷曲而成的籠狀“纖維”，內(nèi)部是空的，外部直徑只有幾到幾十納米，它的密度只有銅的1/6，而強(qiáng)度卻是銅的l00倍，輕而柔軟又非常結(jié)實(shí)的材料可用來(lái)制作防彈背心如果用納米管做成繩索，則從月球上掛到地球表面也不會(huì)被自身重力所拉斷，可以用它作為地球球乘人的電梯 納米氧化物材料氧化物納米顆粒的最大本領(lǐng)是在電

6、場(chǎng)作用下或在光照下迅速改變顏色作為士兵防護(hù)激光槍的眼鏡和廣告板，在電、光的作用下會(huì)變得更加絢麗多彩 納米陶瓷納米陶瓷粉制成的陶瓷有一定的塑性、硬度大、耐高溫，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在更高的溫度下，汽車會(huì)跑得更快，飛機(jī)會(huì)飛得更高 納米半導(dǎo)體材料納米半導(dǎo)體材料能發(fā)出各種顏色的光，可以做成小型激光的光源，它還可以直接吸收陽(yáng)光中的光能并直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，它還能使海水淡化 納米材料具有優(yōu)異的光、力、電、熱、磁等性能，應(yīng)用前景極為廣泛諸如現(xiàn)在有納米材料學(xué)、納米電子學(xué)、納米生物學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米化學(xué)和納米加工等預(yù)計(jì)納米技術(shù)將超過(guò)計(jì)算機(jī)工業(yè)，成為未來(lái)信息技術(shù)時(shí)代的核心到那時(shí)，納米電子學(xué)將用量子元件代替微電子器，巨型計(jì)

7、算機(jī)可被裝入口袋里；通過(guò)納米技術(shù)可將幾噸的衛(wèi)星減至幾克；微型機(jī)器人可進(jìn)入人體血管內(nèi)進(jìn)行工作，英特爾公司宣布已制造出30 nm的量子半導(dǎo)體2000年10月29日，中國(guó)科學(xué)納米技術(shù)科學(xué)研究中心成立，進(jìn)行納米基礎(chǔ)理論與應(yīng)用開發(fā)的研究 納米科技將使人類進(jìn)一步掌握物質(zhì)世界的規(guī)律，掌握改造微觀世界的武器，對(duì)開發(fā)新能源、保護(hù)環(huán)境、社會(huì)可持續(xù)發(fā)展等，將會(huì)產(chǎn)生極大的影響 2探索更小的微粒 A.分子由原子組成 分子是保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒，但不是組成物質(zhì)的最小微粒分子由原子組成不同原子組成的分子構(gòu)成化合物，如水分子是由氫原子和氧原子組成的，玻璃分子是由氧原子和硅原子組成的；同種原子組成的分子構(gòu)成單質(zhì)，如石墨、

8、金剛石、富勒烯都是由碳原子組成的單質(zhì)分子，氧氣是由氧原子組成的單質(zhì)分子 B.摩擦起電 a.摩擦起電 帶電體的基本性質(zhì)是能夠吸引輕小物體，如頭發(fā)、紙屑、通草球等 用摩擦的方法使物體帶電，叫做摩擦起電 摩擦起電必須是兩種不同物質(zhì)組成的物體相互摩擦，這是由于不同物質(zhì)的原子核束縛電子的本領(lǐng)不同，當(dāng)兩個(gè)物體相互摩擦?xí)r，哪個(gè)物體的原子核束縛電子的本領(lǐng)弱，它就容易失去電子，使跟它相摩擦的物體得到電子，因此，摩擦起電的實(shí)質(zhì)不是創(chuàng)造了電荷，而是電子的轉(zhuǎn)移，在摩擦起電中，失去電子的物體因缺少電子而帶正電，得到電子的物體因多余電子而帶負(fù)電，因此相互摩擦的兩個(gè)物體帶的是等量的異種電荷 由于分子和原子在通常情況下是不帶

9、電的，而磨擦起電使物體帶上了電，說(shuō)明原子是可分的 b兩種電荷 自然界中只存在兩種電荷，一種叫正電荷，另一種叫負(fù)電荷人們規(guī)定，用絲綢摩擦過(guò)的玻璃捧所帶的電荷叫做正電荷，用毛皮摩擦過(guò)的橡膠棒所帶的電荷叫做負(fù)電荷 電荷間相互作用的規(guī)律是：同種電荷相互推斥，異種電荷相互吸引 c在靜電現(xiàn)象中，兩個(gè)物體相互吸引有兩種可能的原因：帶電體吸引輕小物體；異種電荷相互吸引 d檢驗(yàn)物體是否帶電的方法：將被檢驗(yàn)的物體靠近輕小物體，若相互吸引則帶電，反之則不帶電；將被檢驗(yàn)的物體靠近或接觸驗(yàn)電器的金屬球，若驗(yàn)電器的兩個(gè)箔片張開則帶電，反之則不帶電；將被檢驗(yàn)的物體靠近一個(gè)已知的帶電體，若相互吸引或相互推斥則帶電，反之則不帶

10、電 C.微觀粒子 a.科學(xué)家探索微觀粒子的歷程 1897年湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子； 1919年盧瑟福用a粒子從氮原子核中打出了質(zhì)子； 1932年查德威克發(fā)現(xiàn)了中子； 1961年蓋爾曼提出了夸克的設(shè)想 b盧瑟福的原子行星模型 在發(fā)現(xiàn)電子以后，物理學(xué)家們對(duì)原子內(nèi)部的情況提出種種猜想著名科學(xué)家盧瑟福在總結(jié)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，提出了原子結(jié)構(gòu)的行星模型如圖所示，他認(rèn)為原子的中心有一個(gè)直徑約為l014m10-15 m的核，這個(gè)核的體積只有整個(gè)原子的一百萬(wàn)億分之一，但它卻集中了整個(gè)原子質(zhì)量的99.99原子核帶正電，帶負(fù)電子的電子繞著這個(gè)原子核高速旋轉(zhuǎn)，這好像地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)原子核帶的正電荷數(shù)與原子核外所有電子帶的負(fù)電荷數(shù)

11、是相等的，整個(gè)原子呈不帶電的中性狀態(tài)，這樣的模型稱為原子的行星模型 質(zhì)子數(shù)等于電子數(shù)，但不一定等于中子數(shù)；一個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量等于一個(gè)中子的質(zhì)量，一個(gè)電子的質(zhì)量很小，約為一個(gè)質(zhì)子質(zhì)量的;1/1836倍 說(shuō)明：盧瑟福提出的原子結(jié)構(gòu)行星模型并不是原子存在的真實(shí)狀況，實(shí)際上核外的電子并不是像地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)那樣，核外電子的運(yùn)動(dòng)并沒有確定的方向和軌道，只能用電子云描述它在原子核外空間某處出現(xiàn)機(jī)會(huì)的大小離核近外，電子出現(xiàn)機(jī)會(huì)多，離核遠(yuǎn)外，電子出現(xiàn)機(jī)會(huì)少，這是現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō) c物質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次 說(shuō)明：除了氫的同位素“氕”以外，其他所有原子的原子核都是由質(zhì)子和中子共同組成的，氕的原子核中只有質(zhì)子，沒有中子，是特殊的

12、情況，質(zhì)子和中子都是由三個(gè)夸克組成的，但是夸克的種類不同 現(xiàn)以由碳原子構(gòu)成的分子一富勒烯來(lái)展示一下分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，如下圖所示 關(guān)于“粒子世界概貌”，請(qǐng)同學(xué)們參看教材中的“信息快遞” D加速器 a.加速器 顧名思義，加速器就是用來(lái)使粒子加速的機(jī)器，它通過(guò)電磁場(chǎng)的不同組合形態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)電子、質(zhì)子、或重離子等帶電粒子的加速，能產(chǎn)生幾百兆到幾千兆電子伏能量的高能粒子流這些高能粒子流就象炮彈一樣，可以打人物質(zhì)的深層結(jié)構(gòu)，從而使人們了解物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，粒子的能量越高，越能深入到物質(zhì)的內(nèi)部，因此，加速器是探索微小粒子的有力武器，在科學(xué)研究、國(guó)防建設(shè)等方面有著重要而廣泛的應(yīng)用，近幾十年來(lái)，世界各發(fā)達(dá)國(guó)家都建設(shè)了

13、各種不同用途的加速器，粒子的能量越來(lái)越高，我國(guó)在北京建成“正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)”，已經(jīng)獲得了許多重要的科研成果，此外，在蘭州、合肥等地建成了重離子加速器等不同功能的加速器 加速器的建造得益于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，如高真空技術(shù)，超導(dǎo)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，加速器在幫助人們進(jìn)一步探索微觀粒子世界奧秘的同時(shí)，在人們的生產(chǎn)、生活中也有著重要的應(yīng)用20世紀(jì)40年代，電子加速器開始用于癌癥的治療粒子加速器還用于工業(yè)探傷、食品的防腐與保鮮、復(fù)合材料的生產(chǎn)以及醫(yī)療用品消毒等 b高能物理學(xué)中的能量單位 常用單位是電子伏(eV)，此外，還有千電子伏(keV)、兆電子伏(MeV)、吉電子伏(GeV)和太電子伏(teV) 1 teV

14、=103 GeV=106 MeV=109 keV=1012 eV 通常我們稱能量E100 MeV(原子能爆炸時(shí)的核作用在此量級(jí))為低能，l00MeVE3 GeV為高能 3宇宙探秘 宇宙指所有的空間和時(shí)間，教材中“宇宙”一詞指的是觀測(cè)宇宙，即人類目前探測(cè)范圍所及的空間和時(shí)間中物質(zhì)世界的總稱 A.量天尺的單位 天文學(xué)中，天體之間相距遙遠(yuǎn)，用米、千米作為距離單位顯得太小、很不方便，為此采取一些特殊長(zhǎng)度作為距離單位 一個(gè)天文單位(AU)：地球到太陽(yáng)的平均距離 光年(1y)：光在真空中行進(jìn)一年所通過(guò)的距離 1 AU=1.4961011m 1 I.y=9.461015 m B.人類對(duì)宇宙的探索是由近及遠(yuǎn)的

15、 1608年荷蘭人發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡，隨著望遠(yuǎn)鏡的不斷改進(jìn)，人類的視野便不斷地向著宇宙的深處延伸 18世紀(jì)以前，人類的觀測(cè)能達(dá)到直徑約l.21010km的太陽(yáng)系；后來(lái)逐步擴(kuò)大到直徑約為l105 I. y，包括約2 000億顆恒星的銀河系；到20世紀(jì)20年代，人類已能“觀察到1108 I.y距離的星系；到50年代，擴(kuò)大到l109 Iy；到60年代，又?jǐn)U大到l1010 Iy；現(xiàn)在，人類已能觀察到31010 I.y空間范圍的星系觀察表明，在31010 I. y這個(gè)空間范圍內(nèi)，有幾十億個(gè)星系，每個(gè)星系平均約有1 000億顆恒星據(jù)科學(xué)估計(jì)散布在宇宙中的星系多達(dá)1 000億個(gè) 在晴朗夜空的空爍群星中，有一條橫亙

16、天際的光帶，它是由群星和彌漫物質(zhì)集中而成的一個(gè)龐大的天體系統(tǒng)稱為銀河系，銀河系是宇宙中數(shù)以千億計(jì)的星系中的一員 太陽(yáng)系處于銀河系的邊緣，太陽(yáng)系由八大行星和太陽(yáng)組成，八大行星是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，月亮是地球的衛(wèi)星，不是太陽(yáng)系中的行星 宇宙是一個(gè)有層次的天體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)層次由高到低可分為：宇宙一星系團(tuán)一星系(銀河系、河外星系)恒星斗行星斗衛(wèi)星 說(shuō)明：成百上千個(gè)星系集合成的星系系統(tǒng)稱為星系團(tuán) C.人類對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)不斷深入的簡(jiǎn)歷 自古以來(lái)人類一直在關(guān)注、探索著宇宙 在人類漫長(zhǎng)的歷史進(jìn)程中，大部分時(shí)間人們主要依靠肉眼觀察、簡(jiǎn)單猜測(cè)與推理來(lái)認(rèn)識(shí)宇宙他們對(duì)宇宙的認(rèn)識(shí)很

17、有限，并具有濃厚的神話與宗教色彩 大約在三四千年前，古代的巴比倫人已經(jīng)把天空中較亮的星星組成了各種有趣的形狀，稱為星座巴比倫人創(chuàng)立了48個(gè)星座后來(lái)，希臘天文學(xué)家給它們?nèi)×嗣郑械男亲衲撤N動(dòng)物，就用動(dòng)物名作為星座的名字，有的星座是以希臘神話里的人物名字來(lái)命名的現(xiàn)在，國(guó)際通用的星座共88個(gè)，是1928年國(guó)際天文聯(lián)合學(xué)會(huì)重新劃分和決定的 早在十六世紀(jì)以前，中國(guó)天文學(xué)家落下閎、張衡、祖沖之、一行、郭守敬等，設(shè)計(jì)制造出精巧的觀測(cè)儀器，通過(guò)恒星觀測(cè)，以定歲時(shí)，改進(jìn)歷法，產(chǎn)生了“蓋天說(shuō)”認(rèn)為天圓地方；“渾天說(shuō)”天地像蛋，地在中心，天在周圍；“宣夜說(shuō)天沒有一定的形狀，無(wú)限而空虛，日月星辰就懸浮在空虛之中自

18、由自在地運(yùn)行著等宇宙結(jié)構(gòu)觀點(diǎn)，這些觀點(diǎn)雖然有局限性，但其中也有現(xiàn)代宇宙結(jié)構(gòu)觀可以借鑒的成分 在古代歐洲，公元二世紀(jì)，托勒密在他的偉大論一書中提出了“地心說(shuō)”地球處于宇宙的中心并靜止不動(dòng)，太陽(yáng)、其他行星和衛(wèi)星都圍繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)，地心說(shuō)是根據(jù)有限的觀察資料拼湊起來(lái)的學(xué)說(shuō)，雖然能較為完滿地解釋當(dāng)時(shí)觀測(cè)到的一些行星運(yùn)動(dòng)情況，并在航海上有一定的實(shí)用價(jià)值，但很多時(shí)候與實(shí)際情況不符“地心說(shuō)”在一千多年后的十六世紀(jì)被哥白尼的“日心說(shuō)”打破1543年，哥白尼通過(guò)30多年的觀察與分析，在他的天體運(yùn)行論一書中提出了“日心說(shuō)”太陽(yáng)是宇宙的中心，地球和其他行星都繞著太陽(yáng)按一定的周期轉(zhuǎn)動(dòng)日心說(shuō)雖然仍未超出太陽(yáng)系的局限，但卻

19、把地球從居于宇宙中心的特殊地位降為一顆繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)的普通行星，正確地反映了太陽(yáng)系的實(shí)際情況，從根本上動(dòng)搖了人類中心論等宗教教義不可冒犯的神話，它作為自然科學(xué)的“獨(dú)立宣言”，第一次使宇宙的闡述從神學(xué)的桎梏下解放出來(lái)，在人類思想發(fā)展史以及社會(huì)發(fā)展史上留下了不可磨滅的光輝意大利科學(xué)家布魯諾堅(jiān)信并推廣哥白尼的日心說(shuō)，為此受到了天主教會(huì)的酷刑當(dāng)然，限于當(dāng)時(shí)的科技水平，哥白尼日心說(shuō)中太陽(yáng)是宇宙的中心，行星圍繞太陽(yáng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)等觀點(diǎn)實(shí)際上也有一些局限和錯(cuò)誤 在哥白尼提出日心說(shuō)之后，丹麥天文學(xué)家第谷創(chuàng)制了大型精密的天文儀器，并對(duì)行星進(jìn)行了精密觀測(cè)和記錄，德國(guó)天文學(xué)家開普勒根據(jù)第谷的觀測(cè)資料總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的三

20、大定律，與開普勒同時(shí)代的近代天文學(xué)的創(chuàng)始人意大利科學(xué)家伽利略用自制的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)太空，發(fā)現(xiàn)金星的圓缺變化，木星的四個(gè)衛(wèi)星以及它們繞木星的運(yùn)動(dòng)，這給哥白尼的日心說(shuō)以有力的支持1666年，英國(guó)偉大的科學(xué)家牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律并由此建立起天體力學(xué)，為人類進(jìn)一步探索宇宙奠定了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，牛頓還發(fā)明了反射式望遠(yuǎn)鏡和棱鏡，1705年，英國(guó)天文學(xué)家哈雷準(zhǔn)確預(yù)測(cè)到一顆大慧星回歸的時(shí)間為7576年，這顆彗星被命名為哈雷彗星，哈雷還用精確的天文儀器觀察到恒星也在運(yùn)動(dòng) 近一百年來(lái)，人類對(duì)宇宙的探索由太陽(yáng)和太陽(yáng)系逐步拓展到恒星世界、銀河系、河外星系和星系團(tuán)，并觸及到宇宙的結(jié)構(gòu)和演化20世紀(jì)20年代，美國(guó)天文學(xué)家哈

21、勃在銀河系外找到了新的星系，它們都跟銀河系一樣，由許許多多恒星匯聚而成，并發(fā)現(xiàn)星系的光譜向長(zhǎng)波方向移動(dòng)，稱之為譜線“紅移”，這一現(xiàn)象表明星系在遠(yuǎn)離我們而去，宇宙在膨脹60年代發(fā)現(xiàn)了類星體、脈沖星、微波背景輻射和星際分子，人類親自登臨月球愛因斯坦的廣義相對(duì)論和霍金的時(shí)間簡(jiǎn)史，是卷對(duì)宇宙探索的重大成果 人類對(duì)宇宙奧秘的探索還在不斷深入 D宇宙的起源 宇宙從何而來(lái)?這是當(dāng)今最大的謎 1932年勒梅特首次提出了現(xiàn)代宇宙大爆炸理論：整個(gè)宇宙最初聚集在一個(gè)“原始原子”中，后來(lái)發(fā)生了大爆炸，碎片向四面八方散開，形成了宇宙，20世紀(jì)40年代末，美籍俄國(guó)天體物理學(xué)家伽莫夫第一次將廣義相對(duì)論融人到宇宙理論中，提出

22、了熱大爆炸宇宙模型該模型認(rèn)為，宇宙起始于一個(gè)“原始火球”，在原始火球里，溫度和密度都高得無(wú)法想象，這時(shí)物質(zhì)所處的狀態(tài)至今還無(wú)法描寫這種狀態(tài)可能極不穩(wěn)定，在距今約150億年前，由于我們還不知道的物理原因，這個(gè)火球發(fā)生了大爆炸，這種爆炸是整體的，涉及宇宙的全部物質(zhì)及時(shí)間、空間爆炸導(dǎo)致宇宙空間處處膨脹，溫度則相應(yīng)下降在溫度下降、體積膨脹的過(guò)程中，按有關(guān)物理知識(shí)，高能的光子可轉(zhuǎn)變?yōu)楦鞣N正反粒子對(duì)高能粒子與它們的反粒子湮滅轉(zhuǎn)化為光子，余下的極少部分粒子(約10億個(gè)粒子中留下1個(gè))I在能量降低之后結(jié)合成輕的原子核，再進(jìn)而結(jié)合成原子溫度降到一定程度，物質(zhì)分裂成團(tuán)塊逐步形成超星系團(tuán)、星系團(tuán)、星系乃至恒星、行星

23、、生命等，直到現(xiàn)在我們所處的這個(gè)宇宙 熱大爆炸宇宙模型理論，是20世紀(jì)后半葉自然科學(xué)四大成就之一，支持該理論的主要有以下一些觀測(cè)事實(shí)： 各種天體的年齡都小于200億年宇宙物質(zhì)的化學(xué)組成在地球上氦元素很少，但在宇宙中氦的含量高居第二，僅次于氫元素宇宙中氫約占3/4，而氦占1/4，其他所有元素的含量還不到2若認(rèn)為氦是由于宇宙中通過(guò)恒星內(nèi)部核反應(yīng)產(chǎn)生(4個(gè)氫原子聚變形成1個(gè)氦原子)，我們可以估計(jì)一下銀河系自誕生以來(lái)一共產(chǎn)生了多少氦，計(jì)算表明它僅提供了銀河系中現(xiàn)有氦的1/10不到，這說(shuō)明氦不可能是在一代代恒星生生滅滅的過(guò)程中產(chǎn)生的，而只能是宇宙形成時(shí)的原始物質(zhì)組成部分大爆炸宇宙論證實(shí)現(xiàn)今宇宙中所有的氦

24、都是宇宙誕生后最初3 min形成的20世20年代哈勃關(guān)于星系光譜紅移的重大發(fā)現(xiàn)，表明宇宙仍在膨脹1965年美國(guó)科學(xué)家彭其亞斯和威爾遜發(fā)現(xiàn)的宇宙微波背景輻射研究表明，這種熱輻射就是宇宙早期原始火球高溫?zé)崞胶廨椛淞粝碌倪z跡這被認(rèn)為是大爆炸宇宙理論最關(guān)鍵性的證據(jù)1991年4月23日，美國(guó)天文物理學(xué)家宣布，他領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)小組發(fā)現(xiàn)了宇宙誕生初期的物質(zhì)云團(tuán)，有力地支持了大爆炸理論的預(yù)言在大爆炸之后星系形成之前宇宙的結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)是云團(tuán)這一發(fā)現(xiàn)還證實(shí)了科學(xué)家的另一個(gè)預(yù)言，即宇宙質(zhì)量的90存在于暗物質(zhì)中，以往天文學(xué)家觀測(cè)到的宇宙總質(zhì)量遠(yuǎn)比理論上計(jì)算出的宇宙總質(zhì)量要小得多這些“消失了的物質(zhì)被稱為暗物質(zhì)暗物質(zhì)的多少直接影

25、響著宇宙的未來(lái)：如果宇宙總質(zhì)量小于某一數(shù)值，那么它將像現(xiàn)在這樣一直膨脹下去；如果它的總質(zhì)量大于這一數(shù)值，那么天體之間的引力將使宇宙停止膨脹，并在這一巨大引力作用下開始收縮，形成宇宙“大坍塌，直至大爆炸前的狀態(tài)，他們的這一發(fā)現(xiàn)，引起世界科學(xué)家的極大關(guān)注，被認(rèn)為是繼愛因斯坦之后最杰出的理論物理學(xué)家霍金4月24日發(fā)表聲明說(shuō)：“這是本世紀(jì)最重要的發(fā)現(xiàn)” 霍金對(duì)于宇宙起源后1043 s以來(lái)的宇宙演化圖景作了清晰的闡釋 宇宙的起源：最初是比原子還要小的奇點(diǎn)，然后是大爆炸，通過(guò)大爆炸的能量形成了一些基本粒子，這些粒子在能量的作用下，逐漸形成了宇宙中的各種物質(zhì)，從宇宙大爆炸開始有了現(xiàn)在宇宙中的物質(zhì)、時(shí)間、空間

26、的概念 至此，大爆炸宇宙模型理論成為最有說(shuō)服力的宇宙圖景理論然而，至今宇宙大爆炸理論仍缺乏大量實(shí)驗(yàn)的支持，而且我們尚未知曉宇宙開始爆炸和爆炸前的圖景 E我國(guó)空間技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)述 雖然我們的祖先早就發(fā)明了火箭，但用于航天事業(yè)則是新中國(guó)成立以后的事l956年，我國(guó)建立了第一個(gè)專業(yè)化空間科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，航天事業(yè)開始步入正常軌道l964年6月，我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造并發(fā)射了第一枚運(yùn)載火箭；l970年1月30日，為發(fā)射衛(wèi)星做準(zhǔn)備而實(shí)驗(yàn)發(fā)射的第一枚“長(zhǎng)征”號(hào)火箭獲得成功；l970年4月24日，“長(zhǎng)征一號(hào)”載著中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)順利升空，使我國(guó)的航天技術(shù)步人世界前列；l975年11月26 E1，我國(guó)發(fā)射“返回型遙感衛(wèi)星一號(hào)”成功，三天后回收衛(wèi)星成功，成為世界上第三個(gè)能回收衛(wèi)星的國(guó)家；1980年5月，我國(guó)開始向太平洋海域發(fā)射大型運(yùn)載火箭；1981年9月20日，我國(guó)成功地實(shí)現(xiàn)了“一箭多星”的發(fā)射；1982年9月，實(shí)現(xiàn)用潛艇水下發(fā)射運(yùn)載火箭；l984年4月8日，發(fā)射地球同步通信廣播衛(wèi)星成功，這標(biāo)志著我國(guó)已完全掌握了運(yùn)載火箭的技術(shù)我國(guó)現(xiàn)在