資源簡介

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第一節 認識原子核
教學課件
Teaching Courseware
20XX.XX.XX
第五章 原子核與核能
高中物理魯科版（2019）選擇性必修第三冊
PART.1
PART.2
PART.3
PART.4
素養目標
新課講解
新課導入
經典例題
目錄
CONTENTS
PART.2
PART.4
課堂練習
課堂小結
1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射現象。了解天然放射現象在認識原子核過程中的重大意義。
2.掌握三種射線的本質。
3.了解質子和中子的發現過程,知道原子核的組成。
4.了解核反應的概念,會書寫核反應方程。
素養目標
新課導入
人們認識原子核的結構是從天然放射現象開始的，基于實驗事實和邏輯推理逐步建立對原子結構的認識。
19世紀末，x射線、電子和放射性揭開了微觀世界的序幕，被稱為微觀世界的三大發現。
成為打開原子核物理大門的一把鑰匙
物質的放射性
新課導入
棗糕（西瓜）模型
+
+
核式結構模型
量子化軌道
電子云
始于實驗
終于實驗
新課講解
New lesson explanation
新課講解
一、天然放射現象
1896年，貝克勒爾偶然發現鈾鹽能發出一種未知的射線，該射線能透過黑紙使照相底片感光，留下印跡————由此發現了物質的放射性。
1.天然放射現象的發現
發現鈾鹽放射現象的感光底片
貝克勒爾在實驗室中
新課講解
居里夫婦繼續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，后面在研究中還發現了兩種新的元素釙（Po）和鐳（Ra）
皮埃爾·居里，1859－1906，
法國物理學家。
瑪麗·居里，1867－1934，
法國籍波蘭裔物理學家、化學家。
新課講解
新課講解
1.物質能自發地放出射線的現象稱為天然放射現象。物質放出射線的這種性質,稱為放射性。具有放射性的元素，稱為放射性元素。
2.放射性不是少數幾種元素才有的。 原子序數大于等于83的所有元素和原子序數小于83的部分元素，都能自發的放出射線。
鋇鈾云母
翠砷銅鈾礦
斜水鉬鈾礦
鈾鈣石礦
新課講解
二、認識三種射線
如圖所示，讓放射線通過強磁場，在磁場的作用下，放射線能分成三束，這表明有三種射線，且它們電性不同。
α射線、β射線 和γ射線
新課講解
α 射線
“+”
β 射線
“”
γ射線 不帶電
利用電場和磁場都可以將射線分離開來，如圖甲、乙所示，圖甲中用電場分離的三束射線電性如何？圖乙中用磁場分離的三束射線電性如何？
α 射線
“+”
β 射線
“”
γ射線 不帶電
圖甲
圖乙
新課講解
厚紙張
α 射線
α 射線由帶正電的 α 粒子組成，進一步研究表明 α 粒子就是氦原子核。
厚紙張
鋁板
β 射線
β 射線由帶負電的 β 粒子組成，進一步研究表明 β 粒子就是電子。
新課講解
γ 射線的實質是一種波長極短的電磁波，不帶電。
厚紙張
鋁板
混凝土
γ 射線
新課講解
三種射線的本質和特點
①α射線：α射線是高速運動的氮原子核粒子流，射出時的速率可達0.1c。α射線有很強的電離作用，但穿透能力很弱，在空氣中只能飛行幾厘米，一張鋁箔或一張薄紙就能將它擋住。
②β射線：β射線是高速運動的電子，射出時的速率可達0.99c，穿透能力較強，能穿透幾毫米厚的鋁板，但電離作用較弱。
③γ射線：γ射線是波長很短的電磁波，穿透能力很強，能穿透幾厘米厚的鉛板，但電離作用很弱。
新課講解
幾厘米鉛板
正電
負電
不帶電
弱
較強
很強
10%光速
99%光速
光速
α
β
γ
α、β、γ三種射線的性質、特征比較
新課講解
三、質子和中子的發現及原子核的組成
1.質子的發現
為探測原子核的結構，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發現了質子。
結論：質子是原子核的組成部分。
新課講解
新課講解
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。
新課講解
2.中子的發現
①1930年，用釙發出的α射線轟擊鈹時，會產生一種不受電場和磁場影響、穿透能力很強的射線。
②1932年，約里奧—居里夫婦用這種射線轟擊石蠟，能從石蠟中打出質子。
③1932年，查德威克對云室中這種射線進行研究，發現這種射線是一種不帶電、質量接近質子的粒子流，即為中子。
中子是原子核的組成部分。
新課講解
發現中子的核反應方程：
α 射線
檢測器
中子
質子
新課講解
3.原子核的組成
中子
質子
統稱核子
(1)組成：原子核由質子和中子組成，并將質子和中子統稱為核子。
(2)原子核的符號:
(3)兩個基本關系
①核電荷數＝質子數＝原子序數。
②質量數＝質子數＋中子數＝核子數。
電荷數
(原子序數)
質量數
——元素符號
X
A
Z
新課講解
1.定義：質子數相同而中子數不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素
2.特點：質子數相同，核外電子數也相同，具有相同的化學性質
3.氫的三種同位素：氕氘氚
(2)同位素
p
n
p
p
n
n
氕
氘
氚
質子數相同
核外電子數相同
有相同的化學性質
新課講解
(3)核反應與核反應方程
①核反應：原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程。
②核反應方程：用原子核符號描述核反應過程的式子。
③核反應規律：在核反應中，質量數和核電荷數守恒。
④發現質子與中子的核反應方程
HeN→_________
HeBe→_________
OH
Cn
經典例題
Classic Example
經典例題
1.如圖所示為研究某未知元素放射性的實驗裝置,實驗開始時在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強電場E,通過顯微鏡可以觀察到在熒光屏的某一位置上每分鐘閃爍的亮點數。若撤去電場后繼續觀察,發現每分鐘閃爍的亮點數沒有變化;如果再將薄鋁片移開,觀察到每分鐘閃爍的亮點數大大增加,由此可以判斷,放射源發出的射線可能為(β射線能夠穿過薄鋁片)
A.β射線和γ射線
B.α射線和β射線
C.β射線和X射線
D.α射線和γ射線
√
經典例題
2.(多選)查德威克發現新粒子的實驗示意圖如圖所示。由天然放射性元素釙(Po)放射的α射線轟擊鈹時會產生粒子流A,用粒子流A轟擊石蠟時,會轟擊出粒子流B,則下列說法正確的是
A.粒子流A是電子,粒子流B是中子
B.粒子流A是中子,粒子流B是質子
C.粒子流A是不受電場磁場影響、
穿透能力很強的射線
D.粒子流B是查德威克做了用α粒子轟擊氮原子核的實驗首次發現的
√
√
經典例題
3.請說出下面兩個原子核的質子數和中子數：
（α粒子）
表示：帶2個單位正電荷，即有2個質子和4－2＝2個中子。
氦原子核
鈾原子核
電荷數是2，質量數是4。
電荷數是92，質量數是235。
表示：帶92個單位正電荷，即有92個質子和235－92＝143個中子。
課堂練習
Classroom Practice
課堂練習
1.從原子核中能放出α、β、γ射線，關于原子核的組成，以下說法中正確的是( )
A.原子核中有質子、中子，還有α粒子
B.原子核中有質子、中子，還有β粒子
C.原子核中有質子、中子，還有γ光子
D.原子核中只有質子和中子
課堂練習
1.答案：D
解析：原子核內只有質子和中子.原子核放出的α粒子是核內兩個質子和兩個中子結合形成的；放出的β粒子是核內的一個中子轉變成一個質子時產生的；原子核發生α衰變或β衰變時處于激發態，向低能級躍遷時，將多余的能量以γ光子的形式輻射出去.故D正確.
課堂練習
課堂練習
課堂練習
3.完成下列核反應方程,并指出其中哪個是發現質子的核反應方程,哪個是發現中子的核反應方程。
(1NnC+　　　;
(2NHeO+　　 　　;
(3Bn→　　　 He;
(4BeHe→　 　　 n;
(5FeHCo +　　。
H
H,發現質子的核反應方程
Li
C,發現中子的核反應方程
n
課堂練習
4.在研究原子核結構的過程中，人們首先發現了質子，之后就認定原子核中一定還存在另外不同種類的粒子（后來把它稱為中子），理由是( )
A.質子不帶電，原子核帶正電 B.質子帶正電，原子核也帶正電
C.質子的質量小于原子核的質量 D.質子的電荷量小于原子核的電荷量
4.答案：C
解析：質子的質量小于原子核的質量，使人們想到原子核中還有另外的組成部分，后來發現是不帶電的中子。
故選C。
課堂練習
5.答案：C
解析：由圖知①②③種射線的貫穿本領依次增強，這正是α、β、γ三種離子的特性，故C正確。
故選C。
課堂小結
Class Summary
課堂小結
認識原子核
一、天然放射現象
三種放射線
定義
發現歷程
元素自發的放出射線的現象
貝克勒爾發現放射現象
β射線（電子）
帶正電，穿透本領弱，電離能力強
帶負電，穿透本領中等，電離能力中等
α射線（氦原子核）
二、質子和中子的發現　
原子核的組成　核反應
發現歷程
γ射線（電磁波）
不帶電，穿透能力強，電離能力弱
原子核符號
同位素
定義：質子數相同、中子數不同的原子核
居里夫婦發現鐳并提出放射性概念
特點：化學性質相同
盧瑟福發現質子
查德威克發現中子
質量數A=核子數=質子數+中子數
核電荷數Z=質子數=原子序數=核外電子數
感謝觀看
THANK YOU

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