1.1 原子模型
原子
自古以来人类就在不断地探究物质构成的奥秘。古希腊哲学家德谟克利特提出了最早的原子论 , 他认为物质是不连续的，分到最后是一些不可再分的颗粒，他把这种构成物质的颗粒称为原子，古希腊文的意思是“不可再分的颗粒”。从 17 世 纪至 18 世纪 , 化学家发现了几十种元素的原子 , 例如氧、氢、碳。 汤姆逊的原子葡萄干蛋糕模型
原子模型
19 世纪末，英国物理学家汤姆逊在实验中发现原子中存在着带负电的粒子，他把这种
粒子称为电子。电子的发现打 破了原子是坚固的、不可再分的最微小 粒子的观念 , 随之而来的问题是 : 原子是全部由带负电的电子组成的吗 这显然是不可能的，因为原子是不带电的 ( 电中性的 ) 。因此，汤姆逊设想原子中必定有等量 的正电荷存在，而正电 荷像液体一样均匀地分布在原子里 , 电子则 " 浸 " 在 其中 , 这一模型被人们称为 " 葡萄干蛋糕模型 " 。后来，汤姆逊的学生英国物理学家卢瑟福在实验中发现，原子中全
部正电荷和绝大部分质量都集中在原子内一个极小的空间区域，称为原子核。他设想电子像行星环绕太阳运转一样在核外绕核旋转，这一模型被称为 "“行星模型” ，“行星模型”否定了“葡萄干蛋糕模型”，但也并不是完美的，以后的实验进一步表明，原子中的电子不像行星环绕太阳运转时那样有固定的轨道 , 而是形成电子云。 20 世纪 30 年代物理学家在实验中又发现原子核内除了带正电的质子外 , 还有一种质量与质子相同、但不带电的粒子，他们把这种粒子称为 " 中子 "。
氨原子的行星模型
因此，
原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的，质子和中子统称为核
子。原子是由原子核和核外绕核高速旋转的带负电的电子所组成的。大部分原子的大小约是 10-10 米 , 而原子核只有 10-14~10-15 米。如果把原子想象成篮球一样大，那么原子核比一粒细砂子还小，但原子核却集中了原子的几乎全部质量。
远在古希腊原子论之前 , 我国古代大思想家庄子就提出了物质无限可分的哲理。 2000 多年来 , 科 学家在不断探寻组成物质的最基本的单元。 20 世纪下半叶，除了电子、 质子、中子外，物理学家又发现了 一批基本粒子。可以讲，基本粒子并不 " 基本些基本粒子的最小单元——" 夸克 " 的存在。
1. 原子是不是组成物质不可再分的最小微粒
2. 以 " 葡萄干蛋糕模型 " 和 " 行星模型 " 为例 , 说明原子的模型是怎样的
3. 关于原子 , 下列说法不正确的是 ( ) 。
A. 原子是由原子核和带负电的电子组成的
B. 原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的
c. 核子包括质子和中子
D. 原子核虽然很小 , 但却集中了原子的全部质量和所有正电荷
十亿分之一米的奇异世界
10 分之 1 米 100 分之 1 米 10 ∞分之 1 米 1 万分之 1 米 10 万分之 1 米 100 万分之 1 米 1000 万分之 1 米 1 亿分之 1 米
(10 厘米 )(1 厘米 )(1 毫米 )(100 微米 )(10 微米 )(1 微米 )(100 纳米 )(10 纳米 ) 人的手皮肤表面皮肤表面细节细胞染色体染色体基本纤维基本纤维的结构 DNA 的螺旋结构
纳米是一个长度单位 , 仅为十亿分之一米 , 符号为 m,1 纳米 =109 米 (0.000 000 001 米 ) 。 1 纳米到底有多么小呢 如果拿地球作为比较的标准 , 地球的直径约为 13000 千 米 , 其十亿分之一只有 13.0 毫米 , 相当于一只玻璃弹子的大小。
对于纳米的 (0.1~100 纳米 ) 微小世界 , 多学科的交叉和综合研究展现了超乎人们想象的诱人前景。以下就是一些纳米科技正在攻克的课题 :
在信息存储方面。如果我们能够利用一个分子制成数据存储器 , 那么就可能研制出超高
密度存储器 , 于是我们就可能将一百年的书籍 中的全部信息记录在一块 " 方糖 " 大小的芯片上。
在信息处理速度方面。晶体管多意味着速度史快 , 一枚集成 4 亿 个 30 纳米晶体管的芯片 , 运算速度高达每秒 100 亿次 , 速度这么快的 计算机有可能实现两种语言的瞬时翻译 , 从而彻底打破语言障碍。
在制造业方面。 " 纳米碳管 " 是目前最为引人关注的一种新型材料 , 它将在制迄极微小电子器件方面发挥巨大作用 , 例如能制造出超薄、节能的大型壁挂型显示器。
所有这些并不是异想天开 , 在 21 世纪里 , 我们就有可能分享到纳米技术带来的种种恩惠。
纳米碳管
天之道，损有余而补不足。是故虚胜实，不足胜有余。其意博，其理奥，其趣深，天地之象分，阴阳之候列，变化之由表，死生之兆彰，不谋而遗迹自同，勿约而幽明斯契，稽其言有微，验之事不忒，诚可谓至道之宗，奉生之始矣。－《九阴真经》
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发表于 2010-9-15 15:10:21