Chapter 2

物質的組成及交互作用

2-1 物質的組成

2-2 原子的尺度與內部結構

2-3 物質間的基本交互作用

Physics

德謨克利特（Democritus，460 ～ 370B.C.）：認為物質無法被一直細分下去，而原子是最後不可分的物質微粒，為原子概念的創始者。

道耳頓（John Dalton，1766 ～ 1844）：為解釋化學實驗為何質量會守恆，提出「原子說」，認為化學反應是原子的重新組合所造成，而原子無法再分割，此乃第一個根據實驗提出關於原子的理論。

原子

存在：德謨克利特、牛頓、道耳頓、波茲曼、�　　　愛因斯坦

不存在：亞里斯多德、笛卡兒、馬赫

原子的存在

配合課本 - P.28

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圖2-1 原子論的發展。

配合課本 - P.28

原子的存在

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圖2-1 原子論的發展。

配合課本 - P.29

原子的存在

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圖2-2

美國物理學家格拉肖（Sheldon Lee Glashow，1932 ∼）

以吞食自己尾巴的巨蛇來描述不同尺度下的科學世界。

配合課本 - P.29

原子的存在

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圖2-3 不同尺度的生物體及一般儀器能觀察到物體的大小關係。

配合課本 - P.30

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補給站

布朗運動 – 原子論的證實

1905 年愛因斯坦認為這現象是看不見的水分子撞擊懸浮微粒所造成。

1908 年更提出驗證其理論的實驗方向。同年法國物理學家做實驗證實愛因斯坦的預測。

配合課本 - P.30

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圖2-4 布朗運動。

配合課本 - P.30

布朗運動 – 原子論的證實

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用原子排列成「原子」

用原子排列成「IBM」

配合課本 - P.30

布朗運動 – 原子論的證實

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《男孩和他的原子：史上最小的電影》是一個由IBM研究院的拍攝團隊藉掃描顯微鏡操縱一氧化碳分子拍攝242 張相片，後製組合成一部動畫。

配合課本 - P.30

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布朗運動 – 原子論的證實

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圖2-6 水的三態：看得到固態的水（冰）與液態的水，然而氣態的水卻看不到。

固態、液態與氣態之間的差異，都可由原子觀點來解釋。

配合課本 - P.31

物質三態的原子觀

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一般而言， 因固態分子間距較液態與氣態固定，所以三態在質量相等的條件下，體積部分大小依序為固態＜液態＜氣態，其中氣體的體積隨容器的容積大小而定。也因此在同壓下，密度部分大小依序為固態＞液態＞氣態。

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然而並非所有物質均如此， 例如水，0 °C 時冰的密度約為0.92 公克 /立方公分 小於4 ℃ 時液態的密度1公克 /立方公分。

配合課本 - P.31

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