5.1原子核的組成課件高二上學(xué)期物理教科版選擇性

第一節(jié)原子核的組成第五章

原子核與基本粒子人們認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)構(gòu)就是從天然放射性現(xiàn)象開始的。人們通過(guò)什么現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)發(fā)現(xiàn)原子核是由更小的微粒構(gòu)成的？……

湯姆孫原子模型盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型玻爾原子模型

近代原子模型 1895年12月28日，倫琴遞交論文《論一種新射線，初始報(bào)告》，宣告發(fā)現(xiàn)X射線，全世界立即激動(dòng)起來(lái).倫琴拍攝了人類歷史上第一張手骨照片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?！祟惖谝淮卧趯?shí)驗(yàn)室觀察到原子核現(xiàn)象一、天然放射現(xiàn)象1．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)1903年，居里夫婦和貝克勒爾由于對(duì)放射性的研究而共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1911年，居里夫人因發(fā)現(xiàn)元素釙和鐳再次獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，因而成為世界上第一個(gè)兩獲諾貝爾獎(jiǎng)的人。

受到貝克勒爾的發(fā)現(xiàn)的鼓舞，波蘭裔法國(guó)物理學(xué)家瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里對(duì)鈾和含鈾的各種礦石進(jìn)行了深入研究。發(fā)現(xiàn)這種瀝青中還存在著兩種能夠發(fā)出更強(qiáng)射線的新元素，居里夫人把其中一種元素命名為釙（Po），另一種元素命名為鐳（Ra）。居里夫婦放射性：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．翠砷銅鈾礦鈾鈣石礦天然放射現(xiàn)象的意義：說(shuō)明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)放出的射線究竟是什么？2．放射性和放射性元素二、射線的性質(zhì)1.

研究方法

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?！?/p>

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α射線β射線γ射線有磁場(chǎng)：膠片有三處感光在磁場(chǎng)作用下，射線分為三束，即射線由三種粒子組成.通過(guò)左手定則：左偏帶負(fù)電，是β射線不偏不帶電，叫γ射線無(wú)磁場(chǎng)：膠片只有一處感光說(shuō)明：右偏帶正電，是α射線××××××××××××××××××××γ射線β射線α射線2.三種射線的性質(zhì)、特性α射線β射線γ射線

α射線β射線γ射線本質(zhì)速度特性氦核α粒子流電子流光子流光速的十分之一光速的99%貫穿本領(lǐng)小，電離作用強(qiáng)貫穿本領(lǐng)大，電離作用較弱能穿透幾毫米的鋁板貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)，電離作用最弱能穿透幾厘米的鉛板光速c3.

射線的來(lái)源射線與核外電子無(wú)關(guān)，它來(lái)自原子核。說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。原子核單質(zhì)、化合物溫度、壓強(qiáng)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(guò)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(guò)飽和狀態(tài)。這時(shí)如果有粒子在室內(nèi)氣體中飛過(guò)，使沿途的氣體分子電離，過(guò)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。新課講授三、原子核的組成盧瑟福，用α粒子轟擊氮，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子，帶正電，與電子電荷量相同，質(zhì)量為mp=1.672621898×10-27kg1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：但是，絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量與電荷量之比都大于質(zhì)子的相應(yīng)比值

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?核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量=原子核是只由質(zhì)子組成：實(shí)際上：核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量>說(shuō)明原子核還有其他組成部分思考2.

發(fā)現(xiàn)中子①猜想：盧瑟福認(rèn)為原子核內(nèi)部存在中子。②

實(shí)驗(yàn)：查德威克利用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想，發(fā)現(xiàn)中子。查德威克中子不帶電，用n表示，質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量接近。新課講授原子核的示意圖3.

原子核的組成原子核由質(zhì)子和中子組成，組成原子核的質(zhì)子和中子通稱為核子。原子具有結(jié)構(gòu)原子具有核式結(jié)構(gòu)原子核具有結(jié)構(gòu)重要實(shí)驗(yàn)結(jié)論陰極射線原子內(nèi)部存在電子a粒子散射實(shí)驗(yàn)原子=原子核+核外電子天然放射性現(xiàn)象原子核=質(zhì)子+中子4.

原子核的表示方法=質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)①核電荷數(shù)Z②質(zhì)量數(shù)A=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)核電荷數(shù)(質(zhì)子數(shù)）ZX

元素符號(hào)

核質(zhì)量數(shù)（核子數(shù)）A表示：它有2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子，所以電荷數(shù)是2，質(zhì)量數(shù)是4。氦原子核（a粒子）5.

同位素

具有相同質(zhì)子、不同中子數(shù)的原子互稱同位素。在元素周期表中處于同一位置，具有相同的化學(xué)性質(zhì)。經(jīng)典例題例1如圖所示，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(shuō)法中正確的有(

)A．打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是α射線、γ射線和β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bAC解析：由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中帶正電的α粒子受的洛倫茲力向上，帶負(fù)電的β粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧，而γ射線不帶電，做直線運(yùn)動(dòng)，故B錯(cuò)誤，A、C正確；如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng)時(shí)，由于α粒子速度約是光速的1/10，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場(chǎng)中不可能都做直線運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。例2已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核的質(zhì)量數(shù)是226。試問(wèn)：(1)鐳核中有幾個(gè)質(zhì)子？幾個(gè)中子？(2)鐳核所帶電荷量是多少？(3)若鐳原子呈電中性，它核外有幾個(gè)電子？解析：

(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為88，中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138。(2)鐳核所帶電荷量Q＝Ze＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17C。(3)鐳原子呈電中性，則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，故核外電子數(shù)為88。C1．天然放射現(xiàn)象通常會(huì)放出三種射線，即α、β、γ射線，關(guān)于這三種射線，以下說(shuō)法正確的是（）A．云室中α射線徑跡長(zhǎng)而粗，這是因?yàn)棣辽渚€具有較強(qiáng)的穿透能力B．β射線是高速質(zhì)子流，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板C．γ射線是能量很高的電磁波，在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中都不偏轉(zhuǎn)D．用β射線照射帶正電的驗(yàn)電器，則驗(yàn)電器的張角會(huì)變大D課堂練習(xí)2．天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，由此可知（）A．②來(lái)自于原子核外的電子B．①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波C．③的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波D．③的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子C3．如圖所示，放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是（

）A．①④表示α射線，其射出速度最慢但電離能力最弱B．②⑤表示γ射線，其穿透能力和電離能力都很強(qiáng)C．②⑤表示γ射線，是由原子核內(nèi)釋放出來(lái)的高頻電磁波D