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選擇性必修三 第五章 原子核
1
原子核的組成
原子核的認識
原子核的聚變與裂變
棗糕（西瓜）模型
+
+
核式結構模型
量子化軌道
電子云
基于實驗事實和邏輯推理逐步建立對原子結構的認識
始于實驗
終于實驗
關于原子核內部信息的研究，最早來自礦物的天然放射現象。那么，人們是怎樣從破解天然放射現象入手，一步步揭開了原子核秘密的呢？
貝克勒爾，
1852－1908，法國
一、天然放射性的發現
1896年為了研究X射線
鈾鹽
包著黑紙的底片
X射線？
再次實驗
神秘射線
其它鈾化合物
公布發現
確認了天然放射性的發現，指出發出射線是鈾原子自身性質
含鈾元素
打開了微觀世界的大門，為原子核物理學和粒子物理學的誕生和發展奠定了實驗基礎。貝克勒爾獲得了1903年度諾貝爾物理學獎。
1895年倫琴發現X射線
1.貝克勒爾的工作
猜想發現并命名兩種新元素：釙（Po）和鐳（Ra）。
一、天然放射性的發現
居里夫人
寫論文
研究貝克勒爾發現的射線
發現
鈾鹽發出射線的強度只與化合物中鈾的含量成正比，而與化合物的種類無關，也不受光照、加熱、通電等因素的影響。
確認起因在于原子內部
提出了“放射性”這個詞
是否有其他元素呢？
提出
問題
2.居里夫婦的工作
檢查已知元素
發現釷有放射性
某些鈾釷混合物放射性特別強
1903 年、1911年兩獲諾貝爾物理學獎
二、天然放射現象
物質發射射線的性質稱為放射性。
1.放射性
放射性元素自發地放出射線的現象
2.天然放射現象
3.放射性元素
具有放射性的元素稱為放射性元素
放射性不是少數幾種元素才有的，研究發現，原子序數大于或等于83的所有元素，都能自發的放出射線，原子序數小于83的元素，有的也具有放射性
三、射線的本質
思考：如何判斷射線是什么呢？
1.研究方法
α射線
β射線
γ射線
γ射線
E
β射線
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
B
三、射線的本質
2.射線性質比較
三、射線的本質
幾厘米鉛板
幾毫米
幾十厘米
3.三種射線穿透能力的比較
威爾遜云室
云室里面有干凈的空氣。實驗時，先往云室里加少量酒精，使室內充滿酒精的飽和蒸氣，然后迅速向下拉動活塞，室內氣體膨脹，溫度降低，酒精蒸氣達到過飽和狀態。這時如果有粒子在室內氣體中飛過，使沿途的氣體分子電離，過飽和酒精蒸氣就會以這些離子為核心凝結成霧滴，于是顯示出粒子運動的徑跡。
α粒子的質量比較大，在氣體中飛行時不易改變方向。由于它的電離本領大，沿途產生的離子多，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射線的電離本領很小，在云室中一般看不到它的徑跡
三、射線的本質
3.射線來源
2）放射性與元素所處的化學狀態無關
與核外電子數無關
1）放射性與元素存在的物理狀態（溫度、壓強）無關
與原子核的內部結構有關
3）放射性是原子核的性質
4）天然放射性表明原子核有復雜結構
1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發現質子
質子：P
后來，人們用同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質子，由此斷定質子是原子核的組成部分。
盧瑟福發現質子的核反應方程：
四、原子核的組成
1、發現質子
mp=1.672×10-27kg
思考：如何分析原子核是否只由質子組成的呢？
如果原子核中內只有質子，則：
核的質量
核的電荷量
=
質子質量
質子電荷量
核的比荷=質子的比荷
實際情況：
核的質量
核的電荷量
>
質子質量
質子電荷量
說明原子核還有其他組成部分
盧瑟福猜想原子核內存在另一種不帶電的粒子，1920年，盧瑟福預言：可能有一種質量與質子相近的不帶電的中性粒子存在，他把它叫做中子。這一猜想被他的學生查德威克用實驗證實。
查德威克發現中子的核反應方程：
中子的質量：
mn=1.674927471×10-27kg
mp=1.672×10-27kg
四、原子核的組成
2、發現中子
查德威克
誤認為硬γ
質子能量大
不可能是γ
測質量，確認中子
1932年
中子的質量和質子的質量非常接近不帶電，是中性粒子
用符號n表示
比質子質量約大千分之一
四、原子核的組成
3.原子核的組成
質子
中子
“+”
核子
——元素符號
質量數
核電荷數
=質子數=原子序數=核外電子數
核電荷數Z
質量數A
=核子數=質子數+中子數
4.原子核符號
電荷數Z
電荷量q
≠
質量數A
質量m
≠
四、原子核的組成
5.同位素
具有相同質子數而中子數不同的原子核組成的元素，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。
氕
氘
氚
質子數相同
核外電子數相同
有相同的化學性質
相同
不同
原子核具有結構
天然放射性現象
原子核=質子+中子
原子具有核式結構
α粒子散射實驗
原子具有結構
重要實驗
結論
原子=原子核+核外電子
原子內部存在電子
陰極射線
小結：
1.如圖所示，在某次實驗中把放射源放入鉛制成的容器中，射線只能從容器的小孔射出。在小孔前Q處放置一張黑紙，在黑紙后P處放置照相機底片，QP之間為垂直紙(非黑紙)面的勻強磁場(圖中未畫出)，整個裝置放在暗室中.實驗中發現，在照相機底片的a、b兩處被感光(b點正對鉛盒的小孔)，則下列有關說法正確的是（ ）
A.天然放射現象說明原子具有復雜的結構
B.QP之間的勻強磁場垂直紙面向里
C.通過分析可知，打到a處的射線為β射線
D.此放射性元素放出的射線中只有α射線和β射線
C
課堂練習
2、(多選)天然放射性物質的放射線包括三種成分，下列說法正確的是(　 　 )
A、一張厚的黑紙能擋住α射線，但不能擋住β射線和γ射線
B、某原子核在放出γ射線后會變成另一種元素的原子核
C、三種射線中對氣體電離作用最強的是α射線
D、β粒子是電子，但不是原來繞核旋轉的核外電子
ACD
課堂練習
B
3.在α粒子轟擊金箔的散射實驗中，α粒子可以表示為42He，42He中的4和2分別表示（ )
課堂練習
A.4為核子數，2為中子數
B.4為質子數和中子數之和，2為質子數
C.4為核外電子數，2為中子數
D.4為中子數，2為質子數

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