高三物理《原子和原子核公式》必备知识点.docx

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1、高三物理原子和原子核公式必备知识点高三物理原子核结构教案37 第一节原子核结构新课标要求1、学问与技能（1）知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。2、过程与方法（1）通过视察，思索，探讨，初步学会探究的方法；（2）通过对学问的理解，培育自学和归纳实力。3、情感、看法与价值观（1）树立正确的，严谨的科学探讨看法；（2）树立辨证唯物主义的科学观和世界观。教学重点：原子核的组成。教学难点：如何利用磁场区分质子与中子教学方法：老师启发、引导，学生探讨、沟通。教学用具：投影片，多媒体协助教学设备1、原子核的组成问提：质子：由谁发觉的？怎样发觉的？中子：发觉的缘由是什么？由谁发觉的？（卢瑟福用粒子轰击

2、氮核，发觉质子。查德威克发觉中子。发觉缘由：假如原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数状况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子）小结：质子(proton)带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，中子(nucleon)不带电，数据显示：质子和中子的质量非常接近，统称为核子，组成原子核。 提问：原子核的电荷数是不是电荷量？原子荷的质量数是不是质量？提示：不是，原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。小结：原子核的电荷数=质子数

3、=核外电子数=原子序数原子核的质量数=核子数=质子数+中子数符号表示原子核，X：元素符号；A：核的质量数；Z：核电荷数一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？（核子数是235，质子数是92，中子数是143）2、同位素(isotope)（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。（2）性质：原子核的质子数确定了核外电子数目，也确定了电子在核外的分布状况，进而确定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。提问：列举一些元素的同位素？提示：氢有三种同位素：氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），氚（也叫超重

4、氢），符号分别是：。碳有两种同位素，符号分别是。 高三物理原子核结构教学设计38 3.1原子核结构新课标要求1、学问与技能（1）知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。2、过程与方法（1）通过视察，思索，探讨，初步学会探究的方法；（2）通过对学问的理解，培育自学和归纳实力。3、情感、看法与价值观（1）树立正确的，严谨的科学探讨看法；（2）树立辨证唯物主义的科学观和世界观。教学重点：原子核的组成。教学难点：如何利用磁场区分质子与中子教学方法：老师启发、引导，学生探讨、沟通。教学用具：投影片，多媒体协助教学设备1、原子核的组成问提：质子：由谁发觉的？怎样发觉的？中子：发觉的缘由是什么？由谁发觉的

5、？（卢瑟福用粒子轰击氮核，发觉质子。查德威克发觉中子。发觉缘由：假如原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数状况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子）小结：质子(proton)带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，中子(nucleon)不带电，数据显示：质子和中子的质量非常接近，统称为核子，组成原子核。 提问：原子核的电荷数是不是电荷量？原子荷的质量数是不是质量？提示：不是，原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。小结：原

6、子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数原子核的质量数=核子数=质子数+中子数符号表示原子核，X：元素符号；A：核的质量数；Z：核电荷数一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？（核子数是235，质子数是92，中子数是143） 2、同位素(isotope)（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。（2）性质：原子核的质子数确定了核外电子数目，也确定了电子在核外的分布状况，进而确定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。提问：列举一些元素的同位素？提示：氢有三种同位素：氕（通常所说的氢），氘（也

7、叫重氢），氚（也叫超重氢），符号分别是：。碳有两种同位素，符号分别是。 原子的核式结构原子核-示例2学生自学与老师引导相结合 教学重点：粒子散射试验和原子的核式结构 教学难点：原子的核式结构 教法示例：学生自学与老师引导相结合，此方法针对一般学生 一、引入课题 提问：原子是否还可以再分？原子是由什么构成的？ 二、电子的发觉 英国物理学家汤姆生在探讨阴极射线时发觉了电子，从而揭示原子是可以再分的，汤姆生由此提出了枣糕式原子结构，如图所示 本部分先由老师提出问题，学生带着问题看书，然后老师总结 三、原子的核式结构 1、粒子散射试验 （1）试验装置 （2）试验现象：大多数粒子仍直线运动；少数粒子发生

8、偏转；极少数粒子甚至被反弹回来 用软件演示粒子散射试验现象 学生看书了解试验装置与试验现象，并记忆试验结 果 2、原子的核式结构 原子有一个很小的核，它集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外巨大的空间绕核运动 老师用原子的核式结构说明粒子散射试验现象：由于原子核很小，大部分粒子穿过金箔时离核较远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响，仍沿直线运动；只有极少数粒子从原子核旁边飞过，受到原子核的库仑斥力较大，发生明显的偏转 四、原子核的构成 原子核由质子和中子构成同位素是质子数相同、而中子数不同的原子 学生看书 老师讲解一些有关质子和中子发觉的物理学史内容 高三物理原子核衰变及半衰期教

9、学设计40 3.2原子核衰变及半衰期新课标要求1、学问与技能（1）了解自然放射现象及其规律；（2）知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们；（3）知道放射现象的实质是原子核的衰变；（4）知道两种衰变的基本性质，并驾驭原子核的衰变规律；（5）理解半衰期的概念。2、过程与方法（1）能够娴熟运用核衰变的规律写出核的衰变方程式；（2）能够利用半衰期来进行简洁计算（课后自学）。（3）通过视察，思索，探讨，初步学会探究的方法；（4）通过对学问的理解，培育自学和归纳实力。3、情感、看法与价值观（1）树立正确的，严谨的科学探讨看法；（2）树立辨证唯物主义的科学观和世界观。教学重点：自然放射现象及其规律，原

10、子核的衰变规律及半衰期。教学难点：知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们及半衰期描述的对象。教学方法：老师启发、引导，学生探讨、沟通。教学用具：投影片，多媒体协助教学设备（一）引入新课本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步学问，核物理探讨的是原子核的组成及其改变规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探究其中的奇妙！我们已经知道原子由原子核与核外电子组成。那原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来探讨原子核呢？人类相识原子核的困难结构和它的改变规律，是从发觉自然放射现象起先的，1896年，法国物理学家贝克勒尔发觉，

11、铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深化探讨，又发觉了放射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（Po），另一种命名为镭（Ra）。 （二）进行新课1、自然放射现象（1）物质放射射线的性质称为放射性(radioactivity)。元素这种自发的放出射线的现象叫做自然放射现象，具有放射性的元素称为放射性元素。（2）放射性不是少数几种元素才有的，探讨发觉，原子序数大于82的全部元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。2、射线究竟是什么那这些射线究竟是什么呢？把放

12、射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发觉射线如图所示：（投影）思索与探讨：你视察到了什么现象？为什么会有这样的现象？假如射线，射线都是带电粒子流的话，依据图推断，他们分别带什么电荷。假如不用磁场推断，还可以用什么方法推断三种射线的带电性质？ 射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。依据左手定则，可以推断射线都是正电荷，射线是负电荷。带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能推断三种射线的带电性质，如图：我们已经探讨了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些性质呢？

13、请同学们阅读课文后填写表格。看书总结。小结：试验发觉：元素具有放射性是由原子核本身的因素确定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者上升它的温度，它都具有放射性。三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们相识到原子核隐藏有巨大的核能，原子核内也有其困难的结构。例题：下列说法正确的是（）A射线粒子和电子是两种不同的粒子B红外线的波长比X射线的波长长C粒子不同于氦原子核D射线的贯穿本事比粒子强点评：本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本学问。19世纪末20世纪初，人们发觉X，射线，经探讨知道，

14、X，射线均为电磁波，只是波长不同。可见光，红外线也是电磁波，波长从短到长的电磁波波谱要牢记。另外，射线是电子流，粒子是氦核。从，三者的穿透本事而言：射线最强，射线最弱，这些学问要牢记。3、原子核的衰变（1）原子核的衰变原子核放出或粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种改变称为原子核的衰变。一种物质变成另一种物质。（2）衰变铀238核放出一个粒子后，核的质量数削减4，核电荷数削减2，变成新核-钍234核。那这种放出粒子的衰变叫做衰变。这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U23490Th+42He（3）衰变方程式遵守的规律第一、质量数守恒其次、核电荷数

15、守恒衰变规律：AZXA-4Z-2Y+42He（4）衰变钍234核也具有放射性，它能放出一个粒子而变成23491Pa（镤），那它进行的是衰变，请同学们写出钍234核的衰变方程式？粒子用0-1e表示。钍234核的衰变方程式：23490Th23491Pa+0-1e衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会变更但核电荷数应加1衰变规律：AZXAZ+1Y+0-1e提问：衰变假如按衰变方程式的规律来写的话应当没有问题，但并不象衰变那样简单理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会增加？哪来的电子？原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子：

16、10n11H0-1e这个电子从核内释放出来，就形成了衰变。可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。（5）射线是由于原子核在发生衰变和衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随射线和射线而产生。射线的本质是能量。理解射线的本质，不能单独发生。 4、半衰期提问：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量描述？这种描述的对象是谁？氡的衰变图的投影：m/m0(1/2)n学生沟通阅读体会：（1）氡每隔3.8天质量就削减一半。（2）用半衰期来表示。（3）大量的氡核。总结：半衰期表示放射性元素的衰变的快慢；放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做

17、这种元素的半衰期；半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。 例如：数学上的概率问题（抛硬币）将1万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数也许为5000对5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事实告知我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学状态和外部条件无关。简洁介绍：镭226氡222的半衰期为1620年铀238钍234的半衰期为4.5亿年说明：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均不会变更。 老师给出课堂巩固练习题例1：配平下列衰变方程23492U2309

18、0Th+(42He)23490U23491Pa+(0-1e)例2：钍232（23290Th）经过_次衰变和_次衰变，最终成为铅208（20882Pb）分析：因为衰变变更原子核的质量数而衰变不能，所以应先从推断衰变次数入手：衰变次数=6每经过1次衰变，原子核失去2个基本电荷，那么，钍核经过6次衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，确定了衰变次数：衰变次数=4 第11页 共11页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页