原子核组成.pptx

原子核第 十 九 章 1 1 原子核的组成原子核的组成丰丰丰丰润润润润二中二中二中二中物理物理物理物理组组组组1.知道什么是放射性及放射性元素；知道什么是放射性及放射性元素；2.知道知道三种射线三种射线的的特性特性，知道原子核的组成，会正确，知道原子核的组成，会正确书写原子核符号；书写原子核符号；3.通过核结构模型的探究，经历分析和解决问题的过通过核结构模型的探究，经历分析和解决问题的过程，体会物理学的研究方法。程，体会物理学的研究方法。学习目标斜水钼斜水钼斜水钼斜水钼铀矿铀矿铀矿铀矿铀钙铀钙铀钙铀钙石矿石矿石矿石矿钡铀钡铀钡铀钡铀云母云母云母云母翠砷铜翠砷铜翠砷铜翠砷铜铀矿铀矿铀矿铀矿新课导入 1.放射性放射性和和放射性元素放射性元素 1896年年，法法国国物物理理学学家家贝贝克克勒勒尔尔发发现现，铀铀和和含含铀铀的的矿矿物物能能够够发发出出看看不不见见的的射射线线，这这种种射射线线可可以以穿穿透透黑黑纸纸使使照照相相底底片片感感光光，物物质质发发射射射射线线的的性性质质称称为为放放射射性性。具具有有放放射射性性的的元元素素称为称为放射性元素放射性元素。2.天然放射现象天然放射现象 放射性元素放射性元素自发自发地地放出放出射线的射线的现象，叫做现象，叫做天然天然放射现象放射现象。新课 讲授 放放射射性性不不是是少少数数几几种种元元素素才才有有的的，研研究究发发现现，原原子子序序数数大大于于或或等等于于83的的元元素素，都都能能自自发发地地发发出出射射线线，原原子子序序数数小小于于 83 的的元素，元素，有的有的也具有也具有放射性。放射性。放大了放大了1000 1000 倍倍的铀的铀矿石矿石在放射性现象中放出的射线是什么东西呢在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？这些射线带不带电呢？这些射线带不带电呢？它们它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？还有些什么性质呢？观观 察察 与与 思思 考考放射性物质放射性物质放射性物质放射性物质发出的射线有三种发出的射线有三种发出的射线有三种发出的射线有三种：射线、射线、射线、射线、射线、射线、射线、射线、射线射线射线射线 射线射线 射线射线 射线射线 如果如果 射线、射线、射线、射线、射线都是带电粒子流，按照它们射线都是带电粒子流，按照它们在磁场中的径迹判断，它们分别带什么性质的电荷？在磁场中的径迹判断，它们分别带什么性质的电荷？思思 考考 与与 讨讨 论论 根据根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由带偏转较小的一束由带正电的正电的粒子组成，我们把它粒子组成，我们把它叫做叫做 射线。科学家们射线。科学家们研究研究发现，每个发现，每个 粒子粒子带带的的电荷量电荷量是是电电子子电荷量的电荷量的 2 倍，质量是氢原子质量的倍，质量是氢原子质量的4倍。进一步倍。进一步研研究究表明表明，粒子粒子就是氦就是氦原子核。原子核。由于由于 粒子带电，质量又比较大，通过气体时很容易粒子带电，质量又比较大，通过气体时很容易把气体分子中的电子剥离，使气体带电。由于与物质中的把气体分子中的电子剥离，使气体带电。由于与物质中的微粒作用时会损失自己的能量，微粒作用时会损失自己的能量，粒子的穿透能力较差粒子的穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用在空气中只能前进几厘米，用一一张纸张纸就能把它就能把它挡住挡住。射射 线线 与与 射线射线偏转方向相反的那束偏转方向相反的那束射线带负电，射线带负电，我们把我们把它它叫做叫做 射线。研究射线。研究发现发现 射线射线由带负电的粒子（由带负电的粒子（粒粒子）子）组成组成。进一步。进一步研究研究表明表明 粒子粒子就是就是电子电子。射线是高速电子流，它的速度很大，可达光速的射线是高速电子流，它的速度很大，可达光速的99。它的电离作用较弱，。它的电离作用较弱，穿透能力较强穿透能力较强，很容易穿透黑，很容易穿透黑纸，还能穿透纸，还能穿透几毫米几毫米厚的铝厚的铝板。板。射射 线线 中间中间不发生偏转的那束射线不发生偏转的那束射线叫做叫做 射线射线，研究表明，研究表明，射线射线的实质是一种波长极短的电磁波的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是，它不带电，是中性的。中性的。射线射线的的穿透本领极强穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板。它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板。射射 线线射线射线成分成分速度速度贯穿能量贯穿能量电离能量电离能量 氦原子核氦原子核1/10光速光速弱弱很很 强强高速电高速电子流子流接近光速接近光速较较 强强较较 弱弱高高能量能量电磁波电磁波光光 速速很很 强强更更 弱弱 与元素存在的（物理、化学）状态无关。放射性与元素存在的（物理、化学）状态无关。放射性表明表明原子核内部是有结构原子核内部是有结构的。的。放射性放射性的的强度不强度不受温度、外界压强的影响受温度、外界压强的影响。放射。放射性只与原子核的内部结构有关。性只与原子核的内部结构有关。从原子核内部能够射出高能的粒子，科学家们意从原子核内部能够射出高能的粒子，科学家们意识到原子核是一个能量的宝库。识到原子核是一个能量的宝库。例例1 如图如图所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示方向如图所示)，调整，调整电电场强度场强度 E 和磁感应强度和磁感应强度 B 的的大小，使得大小，使得在在 MN 上上只有两个只有两个点受到射线点受到射线照射。下列判断照射。下列判断是正确是正确的是的是 ()A.射到射到 b 点点的一定的一定是是 射线射线B.射到射到 b 点点的一定的一定是是 射线射线C.射到射到 b 点点的一定的一定是是 射线或射线或 射线射线D.射到射到 b 点点的一定的一定是是 射线射线C典典 例例 探探 究究 1919年，卢瑟福年，卢瑟福用用 粒子粒子轰击氮核，轰击氮核，得到了质子。经过研究证明，质子带正得到了质子。经过研究证明，质子带正电荷，电荷，其电荷量其电荷量和一个电子和一个电子的电荷量的电荷量相相同，它的质量等于一个电子质量同，它的质量等于一个电子质量的的 1836 倍。进一步倍。进一步研究表明，质子的性质和氢研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子氢原子核。核。同样同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。质子质子是原子核的组成部分。是原子核的组成部分。原子核是否只是由质子组成呢原子核是否只是由质子组成呢？卢瑟福卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认。公认。卢瑟福卢瑟福的猜想的猜想：原子核内可能还存在着另一种粒子：原子核内可能还存在着另一种粒子它的质量与质子相同，但是不带电。他把这种粒子叫做它的质量与质子相同，但是不带电。他把这种粒子叫做中子。中子。1932 年年英国物理学家英国物理学家查德威克发现查德威克发现了中子了中子质质质质子子子子和和和和中中中中子子子子中子中子中子中子 质子质子质子质子 统称统称统称统称核子核子核子核子 101015 15 m m （1）核核子子数数：质质子子和和中中子子质质量量相相差差很很小小，统统称称为为核核子子。质质子子数数和和中子数之和叫核子中子数之和叫核子数。数。（2）电电荷荷数数(Z)：原原子子核核所所带带的的电电荷荷总总是是质质子子电电荷荷的的整整数数倍倍，用用这个整数这个整数表示原子核的电荷量。表示原子核的电荷量。（3）质质量量数数(A)：原原子子核核的的质质量量等等于于质质子子和和中中子子的的质质量量总总和和（A=Z+N），所所以以原原子子核核的的质质量量几几乎乎等等于于单单个个核核子子质质量量的的整整数数倍倍，这个倍数叫做原子核的质量数。这个倍数叫做原子核的质量数。质量数质量数质量数质量数（核）电荷数（核）电荷数（核）电荷数（核）电荷数元素符号元素符号元素符号元素符号（1）核电荷数）核电荷数=质子数质子数=元素元素的的原子序数原子序数=核核外外电子数电子数（2）质量数）质量数=核子数核子数=质子数质子数+中子中子数数例例2 镭镭的原子序数的原子序数是是 88，原子核质量数，原子核质量数是是 226。试问。试问：(1)镭镭核中有几个质子？几个中子？核中有几个质子？几个中子？(2)镭镭核所带电荷量是多少？核所带电荷量是多少？(3)若若镭原子呈中性，它核外有几个电子？镭原子呈中性，它核外有几个电子？(4)是是镭的一种同位素，让镭的一种同位素，让 和和 以以相同相同速速度垂直射度垂直射入磁感应强度入磁感应强度为为 B 的的匀强磁场中，它们运动的匀强磁场中，它们运动的轨轨道半径道半径之比是多少？之比是多少？典典 例例 探探 究究解解 （1）镭镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数核中的质子数等于其原子序数，故质子数为为 88，中子数中子数 N 等于等于原子核的原子核的质量数质量数 A 与质子数与质子数 Z 之之差，差，即即 NAZ22688138。（2）镭镭核所核所带电荷量带电荷量 Q Ze 881.61019 C 1.411017 C。（3）核外电子）核外电子数等于核电荷数，故核外电子数数等于核电荷数，故核外电子数为为 88。（4）带电粒子）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦洛伦兹力，根据牛顿第二定律有：兹力，根据牛顿第二定律有：qvB mv2/r r mv/qB 两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，解得：，解得：如如质子数相同质子数相同，而中子，而中子数数不同（质量数不同（质量数当然当然不同）的不同）的原子核，则互称同位素原子核，则互称同位素。氢氢氢氢的的的的同同同同位位位位素素素素例例3 氘氘和氚是氢的同位素，关于氢、氘、氚的原子，和氚是氢的同位素，关于氢、氘、氚的原子，下下列说法正确的是列说法正确的是()A.具有具有相同的质子数、相同的中子数、相同的电子相同的质子数、相同的中子数、相同的电子数数B.具有具有不同的质子数、相同的中子数、相同的电子不同的质子数、相同的中子数、相同的电子数数C.具有具有相同的质子数、不同的中子数、相同的电子相同的质子数、不同的中子数、相同的电子数数D.具有具有相同的质子数、相同的中子数、不同的电子相同的质子数、相同的中子数、不同的电子数数C典典 例例 探探 究究一、天然放射现象一、天然放射现象1.放射性和放射性元素放射性和放射性元素2.天然天然放射现象放射现象二、射线到底是什么二、射线到底是什么三、质子和中子的发现三、质子和中子的发现三种射线：三种射线：射线、射线、射线、射线、射线射线四、原子核的组成四、原子核的组成核电荷数核电荷数=质子数质子数=元素元素的的原子序数原子序数=核核外外电子数电子数质量数质量数=核子数核子数=质子数质子数+中子中子数数课堂总结