資源簡(jiǎn)介

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5.1　認(rèn)識(shí)原子核
核電站
一、天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)
1896年 法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾：鈾和含鈾礦物能發(fā)出射線，穿透黑紙使底片感光。
1898年 居里夫婦：深入研究鈾，發(fā)現(xiàn)發(fā)射性更強(qiáng)新元素：釙（Po），鐳（Ra）。
放射性：物質(zhì)能發(fā)射射線的性質(zhì)
放射性元素：具有放射性的元素
放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，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。
β射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，還能穿透幾毫米厚的鋁板
α射線的穿透本領(lǐng)最小，我們用一張紙就能把它擋住
γ 射線的穿透本領(lǐng)極強(qiáng)，一般薄金屬板都擋不住它，它能穿透幾十厘米厚的水泥墻和幾厘米厚的鉛板
二、認(rèn)識(shí)三種放射線
符號(hào) 組成 電量 電離本領(lǐng) 穿透本領(lǐng)
α射線
β射線
γ射線
電離作用：射線飛行途中遇到原子并將其部分能量轉(zhuǎn)移給原子中的電子，使這個(gè)電子脫離核的束縛成為自由電子。
γ
氦核
電子
光子
+2e
-e
不帶電
最強(qiáng)
較強(qiáng)
最弱
最弱
較強(qiáng)
最強(qiáng)
三種射線的比較方法
(1)知道三種射線帶電的性質(zhì)，α射線帶正電、β射線帶負(fù)電、γ射線不帶電。α、β射線是實(shí)物粒子，而γ射線是光子流，屬于電磁波的一種。
(2)在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中，通過(guò)其受力及運(yùn)動(dòng)軌跡半徑的大小來(lái)判斷α和β射線，由于γ射線不帶電，故運(yùn)動(dòng)軌跡仍為直線。
(3)α射線穿透能力較弱，β射線穿透能力較強(qiáng)，γ射線穿透能力最強(qiáng)。
在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)情況的比較
(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，α射線偏轉(zhuǎn)較小，β射線偏轉(zhuǎn)較大，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖甲所示。
(2)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，α射線偏轉(zhuǎn)半徑較大，β射線偏轉(zhuǎn)半徑較小，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖乙所示。
放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性元素的原子核內(nèi)釋放出來(lái)的，這表明原子核也有內(nèi)部結(jié)構(gòu).
原子核內(nèi)究竟還有什么結(jié)構(gòu)？
原子核又是由什么粒子組成的呢？
三、質(zhì)子中子的發(fā)現(xiàn) 原子核的組成
1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)
1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)子。經(jīng)過(guò)研究證明，質(zhì)子帶正電荷，其電量和一個(gè)電子的電量相同，它的質(zhì)量等于一個(gè)電子質(zhì)量的1836倍。進(jìn)一步研究表明，質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全相同，所以質(zhì)子就是氫原子核。
質(zhì)子帶正電荷，電荷量與一個(gè)電子的電荷量相等。質(zhì)子的質(zhì)量為
mp= 1.672621898x 10-27 kg 。
同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質(zhì)子。
質(zhì)子是原子核的組成部分。
原子核是否只是由質(zhì)子組成呢？
盧瑟福進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并得到公認(rèn)。
2.中子的發(fā)現(xiàn)
1932年英國(guó)物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子，通過(guò)研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量基本相同，但是不帶電，是中性粒子。
中子不帶電，用n表示。
中子的質(zhì)量是mn= 1.674 927471 x 10-27 kg
中子
質(zhì)子
核子
10－15m
X
A
Z
核電荷數(shù)
質(zhì)量數(shù)
元素符號(hào)
（核）電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)
質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)
3.原子核的組成
4．對(duì)核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解
(1)核子數(shù)：質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小，二者統(tǒng)稱為核子，所以質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù)。
(2)電荷數(shù)(Z)：原子核所帶的電荷等于質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個(gè)數(shù)表示原子核的電荷量，叫作原子核的電荷數(shù)。
(3)質(zhì)量數(shù)(A)：原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量總和，而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(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)。
5．同位素：原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目，進(jìn)而也決定了元素的化學(xué)性質(zhì)，同種元素的質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)也相同，所以有相同的化學(xué)性質(zhì)，但它們的中子數(shù)可以不同，所以它們的物理性質(zhì)不同。把具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子互稱為同位素。
1.(多選)氫有三種同位素，分別是氕H)、氘H)、氚H)，則(　　)
A.它們的質(zhì)子數(shù)相等
B.若為中性原子，它們的核外電子數(shù)相等
C.它們的核子數(shù)相等
D.它們的化學(xué)性質(zhì)相同
隨堂檢測(cè)
解析：氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，質(zhì)子數(shù)和中性原子狀態(tài)核外電子數(shù)均相同，都是1，中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)各不相同，A、B正確，C錯(cuò)誤；同位素化學(xué)性質(zhì)相同，只是物理性質(zhì)不同，D正確。
答案：ABD
2.據(jù)最新報(bào)道，放射性同位素鈥 Ho在醫(yī)療領(lǐng)域有重要應(yīng)用，該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是(　　)
A.32
B.67
C.99
D.166
解析：根據(jù)原子核內(nèi)各量的關(guān)系可知核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=67，中子數(shù)為166-67=99，故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為99-67=32，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。
答案：A
3.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，由此可推知(　　)
A.②來(lái)自原子核外的電子
B.①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波
C.③的電離作用較強(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
解析：射線均來(lái)自核內(nèi)，A錯(cuò)誤；從圖中可看出，一張紙能擋住①射線，則①射線一定是α射線，其貫穿本領(lǐng)最差，電離能力最強(qiáng)，但不是電磁波，而是高速粒子流，B錯(cuò)誤；鋁板能擋住②，而不能擋住③，說(shuō)明③一定是γ射線，其電離能力最弱，貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)，是一種電磁波，屬于原子核內(nèi)以能量形式釋放出來(lái)的以光速運(yùn)行的高能光子，C錯(cuò)誤，D正確。
答案：D
4.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)若鐳原子呈現(xiàn)中性，它核外有幾個(gè)電子
(4Ra是鐳的一種同位素，讓Ra和Ra以相同速度垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們運(yùn)動(dòng)的軌跡半徑之比是多少
解析：因?yàn)樵有驍?shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的，原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。
(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=88×1.6×10-19 C=1.408×10-17 C。
(3)鐳原子呈中性，則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，故核外電子數(shù)為88。
(4)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為洛倫茲力，故有Bqv=m兩種同位素具有相同的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同，故。
答案：(1)88　138　(2)1.408×10-17 C　(3)88　(4)113∶114

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