第5.1節(jié) 原子核的組成-高二物理人教版2019選擇性必修第三冊(cè)

高中物理選擇性必修第三冊(cè)

第五章：原子核

第1節(jié):原子核的組成

第1節(jié)：原子核的組成

人們對(duì)原子組成和原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過程棗糕（西瓜）模型++核式結(jié)構(gòu)模型量子化軌道電子云

溫故知新

一、天然放射現(xiàn)象貝可勒爾1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光。他發(fā)現(xiàn)只要有鈾元素存在，不論是什么化合物，都有放射現(xiàn)象，貝可勒爾還進(jìn)一步指出這些射線是鈾原子核發(fā)出的。——人類第一次在實(shí)驗(yàn)室觀察到原子核現(xiàn)象1、貝可勒爾對(duì)放射現(xiàn)象的研究

一、天然放射現(xiàn)象2、居里夫婦對(duì)天然放射現(xiàn)象的研究皮埃爾·居里，1859－1906，法國(guó)物理學(xué)家.瑪麗·居里，1867－1934，法國(guó)籍波蘭裔物理學(xué)家、化學(xué)家.瑪麗.居里和她的丈夫皮埃爾.居里對(duì)含鈾和含鈾的各種礦石進(jìn)行了深入研究。發(fā)現(xiàn)這種瀝青中含有兩種能夠發(fā)出更強(qiáng)射線的新元素，瑪麗.居里把其中一種元素（為了紀(jì)念她的祖國(guó)波蘭而）命名為釙（Po），另一種元素命名為鐳（Ra）。①居里夫婦對(duì)最早提出了放射性的概念。②命名兩種新元素：釙（Po）和鐳（Ra）。放射性：物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性。放射性元素：具有放射性的元素稱為放射性元素。天然放射現(xiàn)象：放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象。原子序數(shù)大于或等于83的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性．鋇鈾云母翠砷銅鈾礦斜水鉬鈾礦鈾鈣石礦放射性說明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)

一、天然放射現(xiàn)象3、幾個(gè)概念

把放射源鈾、釙或鐳放入用鉛做成的容器中，射線只能從容器的小孔射出，成為細(xì)細(xì)的一束。放射性物質(zhì)磁場(chǎng)β射線a射線γ射線

二、射線的本質(zhì)1.

研究方法

如果a射線、β射線都是帶電粒子流、接照?qǐng)D中標(biāo)出的徑跡判斷，

它們分別帶什么電荷？三種

射線α射線β射線γ射線

不帶電正電荷負(fù)電荷利用左手定則判斷

二、射線的本質(zhì)2.

三種射線思考問題：如果不用磁場(chǎng)而用電場(chǎng)判斷它們帶電的性質(zhì)，兩個(gè)電極怎樣放置可以使三種射線大致沿圖示的方向偏轉(zhuǎn)？

α射線是高速粒子流，粒子帶正電，電荷量是電子的2倍，質(zhì)量是氫原子的4倍，其組成與氨原子核相同。α粒子的速度可以達(dá)到光速的1/10。由于α粒子帶電，質(zhì)量又比較大，通過氣體時(shí)很容易把氣體分子中的電子剝離，使氣體電離.

由于與物質(zhì)中的微粒作用時(shí)會(huì)損失自己的能量，α粒子的穿透能力較弱，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米，用一張紙就能把它擋住.1.α射線：

二、射線的本質(zhì)2.

三種射線

與α射線偏轉(zhuǎn)方向相反的那束射線帶負(fù)電荷，我們把它叫做β射線.研究發(fā)現(xiàn)β射線由帶負(fù)電的粒子（β粒子）組成.進(jìn)一步研究表明β粒子就是電子.

β射線是高速電子流，它的速度更大，可達(dá)光速的99%。它的電離作用較弱，穿透能力較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板.2.β射線：

二、射線的本質(zhì)2.

三種射線

中間不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的那束射線叫做γ射線，研究表明，γ射線的實(shí)質(zhì)是一種波長(zhǎng)極短的電磁波，它不帶電，是中性的.

γ射線是能量很高的電磁波，波長(zhǎng)很短，在10-10m以下。它的電離作用更弱，穿透能力更強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土.3.γ射線：

二、射線的本質(zhì)2.

三種射線紙鋁鉛α射線β射線γ射線

成分速度電離能力穿透能力a射線β射線γ射線氦原子核1/10光速很強(qiáng)較弱電子流接近光速較弱較強(qiáng)電磁波光速更弱很強(qiáng)

二、射線的本質(zhì)3.

三種射線特征實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果一種元素具有放射性，那么，無論它是以單質(zhì)存在，還是以化合物存在，都具有放射性。放射性的強(qiáng)度也不受溫度、外界壓強(qiáng)的影響。由于元素的化學(xué)性質(zhì)決定原子核外的電子，這就說明射線與這些電子無關(guān)，也就是說，射線來自原子核。這說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。拓展學(xué)習(xí)：威耳遜云室

圖5.1-2是威耳遜云室的實(shí)物照片。云室內(nèi)部設(shè)計(jì)有可以上下移動(dòng)的活塞，上蓋是透明的，可以通過它觀察粒子運(yùn)動(dòng)的徑跡。云室里面有干凈的空氣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先往云室里加少量酒精，使室內(nèi)充滿酒精的飽和蒸氣，然后迅速向下拉動(dòng)活塞，室內(nèi)氣體膨脹，溫度降低，酒精蒸氣達(dá)到過飽和狀態(tài)。這時(shí)如果有粒子在室內(nèi)氣體中飛過，使沿途的氣體分子電離，過飽和酒精蒸氣就會(huì)以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴，于是顯示出粒子運(yùn)動(dòng)的徑跡。這種云室是英國(guó)物理學(xué)家威耳遜在1912年發(fā)明的，叫作威耳遜云室。圖5.1-3中甲、乙兩圖分別是α射線和β射線在云室中的徑跡。α粒子的質(zhì)量比較大，在氣體中飛行時(shí)不易改變方向。由于它的電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生的離子多，所以它在云室中的徑跡直而清晰。高速β粒子的徑跡又細(xì)又直，低速β粒子的徑跡又短又粗而且是彎曲的。γ射線的電離本領(lǐng)很小，在云室中一般看不到它的徑跡。

三、原子核的組成1、發(fā)現(xiàn)質(zhì)子——1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。質(zhì)子：P電量：e=1.602×10-19C質(zhì)量：mp=1.672×10-27kg

后來，人們用同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質(zhì)子，由此斷定質(zhì)子是原子核的組成部分。盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程：

三、原子核的組成原子核是只由質(zhì)子組成的嗎？如果原子核中只有質(zhì)子，那么，任何一種原子核的質(zhì)量與電荷量之比，都應(yīng)該等于質(zhì)子的質(zhì)量與電荷量之比。但事實(shí)是這樣的嗎？如果原子核中內(nèi)只有質(zhì)子，則：實(shí)際上：說明原子核還有其他組成部分思考與討論

盧瑟福猜想原子核內(nèi)存在另一種不帶電的粒子，1920年，盧瑟福預(yù)言：可能有一種質(zhì)量與質(zhì)子相近的不帶電的中性粒子存在，他把它叫做中子。這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)。查德威克

三、原子核的組成1932年，英國(guó)物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子，用符號(hào)n表示。通過研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量非常接近，但是不帶電，是中性粒子。在對(duì)各種原子核進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和電子是組成原子核的兩種基本粒子。查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程：查德威克2、發(fā)現(xiàn)中子中子的質(zhì)量：mn=1.674927471×10-27

kgmp=1.672×10-27kg

三、原子核的組成

三、原子核的組成1、核子：質(zhì)子和中子都是原子核的組成成分，所以統(tǒng)稱為核子。2、電荷數(shù)：原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個(gè)整數(shù)表示

原子核的電荷量，叫作原子核的電荷數(shù)，用Z表示。3、質(zhì)量數(shù)：原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個(gè)倍數(shù)叫作原子

核的質(zhì)量數(shù)，用A表示。原子核的示意圖4.原子核的表示:

三、原子核的組成X表示

元素符號(hào)Z表示電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)、原子序數(shù)）A表示

質(zhì)量數(shù)

質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。例如，氫有三種同位素，分別叫做氕（也就是通常說的氫）、氘（也叫重氫）、氚（也叫超重氫），符號(hào)分別是。

5、同位素

原子核的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子數(shù)目，也決定了電子在核外的分布情況，進(jìn)而決定了這種元素的化學(xué)性質(zhì)。因此，同種元素的原子，質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)也相同，它們就會(huì)具有相同的化學(xué)性質(zhì)。

三、原子核的組成1．關(guān)于威耳遜云室探測(cè)射線，下列說法正確的是（）①威耳遜云室內(nèi)充滿過飽和蒸氣，射線經(jīng)過時(shí)可顯示出射線運(yùn)動(dòng)的徑跡②威耳遜云室中徑跡粗而直的是α射線③威耳遜云室中徑跡細(xì)而長(zhǎng)的是γ射線④威耳遜云室中顯示粒子徑跡的原因是電離，所以無法由徑跡判斷射線所帶電荷的正負(fù)A．①② B．②③ C．②④ D．③④A高中物理選擇性必修第三冊(cè)

第五章：原子核

第1節(jié):原子核的組成

2．某原子核的符號(hào)是，那么它的（）A．核外有36個(gè)電子，核內(nèi)有84個(gè)質(zhì)子 B．核外有36個(gè)電子，核內(nèi)有48個(gè)中子C．核外有48個(gè)電子，核內(nèi)有48個(gè)中子 D．核外有48個(gè)電子，核內(nèi)有36個(gè)質(zhì)子B高中物理選擇性必修第三冊(cè)

第五章：原子核

第1節(jié):原子核的組成

3．圖甲是α、β、γ三種射線穿透能力的示意圖，人們根據(jù)射線的特性設(shè)計(jì)了在不損壞工件的情況下利用射線的穿透性，來檢查金屬內(nèi)部傷痕的情況，如圖乙所示。圖乙中檢查所利用的射線是（）A．α射線 B．β射線 C．γ射線 D．三種射線都可以C高中物理選擇性必修第三冊(cè)

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4．盧瑟福預(yù)言原子核內(nèi)除質(zhì)子外還有中子的事實(shí)依據(jù)是（）A．電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等B．原子核的質(zhì)量大于核內(nèi)質(zhì)子質(zhì)量C．原子核的核電荷數(shù)只是原子數(shù)的一半或少一些D．質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相等B高中物理選擇性必修第三冊(cè)

第五章：原子核

第1節(jié):原子核的組成

5．用α射線照射充氮的云室（發(fā)生核反應(yīng)），得到如圖所示的照片，下列說法中正確的是（

）A．A是粒子的徑跡，B是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡B．B是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡C．C是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡D．B是粒子的徑跡，C是質(zhì)子的徑跡，A是新核的徑跡D高中物理選擇性必修第三冊(cè)

第五章：原子核

第1節(jié):原子核的組成

6．如圖，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則下列說法中正確的有（）A．打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是α射線、β射線和γ射線B．α射線和β射線的軌跡是拋物線C．α射線和β射線的軌跡是圓弧D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)，則屏上的亮斑可能只剩下bC高中物理選擇性必修第三冊(cè)

第五章：原子核

第1節(jié):原子核的組成

7．關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu) B．β射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生的C．物質(zhì)的放射性與物質(zhì)的存在狀態(tài)有關(guān) D．通過化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性AD高中物理選擇性必修第三冊(cè)

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8．目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，