高中物理 第十九章 原子核 1 原子核的组成课件2 新人教版选修35.ppt

第十九章原子核1原子核的组成 一 天然放射现象 1 1896年 法国物理学家 发现 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版感光 2 物质发射射线的性质称为 具有放射性的元素称为 放射性元素 射线的现象叫作 贝可勒尔 放射性 放射 性元素 自发地发出 天然放射现象 3 原子序数大于或等于83的元素 都能 地发出射线 原子序数小于 的元素 有的也能放出射线 4 玛丽 居里和她的丈夫皮埃尔 居里发现了两种放射性更强的新元素 命名为 83 钋 po 和镭 ra 自发 判一判 1 1896年 法国的玛丽 居里首先发现了天然放射线 2 原子序数大于83的元素都是放射性元素 3 原子序数小于83的元素都不能放出射线 提示 1 1896年 法国物理学家贝可勒尔首先发现了天然放射线 2 原子序数大于或等于83的元素 都能自发地发出射线 都是放射性元素 3 原子序数小于83的元素 有的也能放出射线 二 射线到底是什么1 射线 实际上就是 速度可达到光速的 其 能力强 能力较差 在空气中只能前进几厘米 用 就能把它挡住 2 射线 是 它速度很大 可达光速的99 它的穿透能力较强 能力较弱 很容易穿透黑纸 也能穿透几毫米厚的 氦原子核 电离 穿透 一张纸 高速电子流 电离 铝板 3 射线 呈电中性 是能量很高的 波长很短 在10 10m以下 它的 作用更小 但 更强 甚至能穿透几厘米厚的 或几十厘米厚的混凝土 4 放射线来自原子核 说明 是有结构的 电磁波 电离 穿透能力 铅板 原子核内部 判一判 1 射线实际上就是氦原子核 射线具有较强的穿透能力 2 射线是高速电子流 很容易穿透黑纸 也能穿透几毫米厚的铝板 3 射线是能量很高的电磁波 电离作用很强 提示 1 射线实际上就是氦原子核 射线穿透能力较差 用一张纸就能把它挡住 2 射线是高速电子流 穿透能力较强 很容易穿透黑纸 也能穿透几毫米厚的铝板 3 射线是能量很高的电磁波 电离作用很弱 三 原子核的组成1 质子的发现 1919年 卢瑟福用 轰击氮原子核发现了质子 质子是 的组成部分 2 中子的发现 卢瑟福猜想原子核内存在着一种质量与质子 但 的粒子 称为中子 查德威克通过实验验证了这个猜想 3 原子核的组成 原子核由 组成 质子和中子统称为 粒子 原子核 相同 不带电 质子和中子 核子 4 原子核的符号 5 同位素 具有相同的 而 不同的原子核 在元素周期表中处于 因而互称同位素 例如 氢有三种同位素氕 氘 氚 符号是 质子数 中子数 质子数 质子数 中子数 同一位置 判一判 1 质子和中子都不带电 是原子核的组成成分 统称为核子 2 原子核的电荷数就是核内的质子数 也就是这种元素的原子序数 3 同位素具有不同的化学性质 提示 1 质子带正电 中子不带电 都是原子核的组成成分 统称为核子 2 原子核的电荷数就是核内的质子数 也就是这种元素的原子序数 3 同位素具有相同的核外电子分布 所以具有相同的化学性质 一 天然放射现象的三种射线思考探究 如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图 1 射线向左偏转 射线向右偏转 射线不偏转说明了什么 2 射线的偏转半径大于 射线的偏转半径说明什么问题 提示 1 说明 射线带正电 射线带负电 射线不带电 2 说明 射线比荷小于 射线的比荷 归纳总结 1 三种射线的比较 2 三种射线在电场和磁场中的偏转 1 在匀强电场中 射线不发生偏转 做匀速直线运动 粒子和 粒子沿相反方向做类平抛运动 在同样的条件下 粒子的偏移大 如图所示 位移x可表示为所以 在同样条件下 粒子与 粒子偏移之比为 2 在匀强磁场中 射线不发生偏转 仍做匀速直线运动 粒子和 粒子沿相反方向做匀速圆周运动 且在同样条件下 粒子的轨道半径小 如图所示 根据qvb 所以 在同样条件下 粒子与 粒子的轨道半径之比为 3 元素的放射性 如果一种元素具有放射性 那么不论它是以单质的形式存在 还是以某种化合物的形式存在 放射性都不受影响 也就是说 放射性与元素存在的状态无关 放射性仅与原子核有关 因此 原子核不是组成物质的最小微粒 原子核也存在着一定结构 特别提醒 1 射线跟原子核外电子的关系方面 一种元素的放射性 与单质还是化合物无关 这就说明射线跟原子核外电子无关 2 原子核内部的结构情况方面 射线来自于原子核说明原子核内部是有结构的 典例示范 多选 2015 南昌高二检测 将 三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场 图中表示射线偏转情况正确的是 解题探究 1 射线 射线 射线 它们的带电性质有什么不同 提示 射线带正电 射线带负电 射线不带电 2 射线和 射线偏转程度相同吗 提示 射线比 射线的比荷小 所以 射线的偏转程度小 射线的偏转程度更大 正确解答 选a d 已知 粒子带正电 粒子带负电 射线不带电 根据正 负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正 负电荷在电场中受电场力方向可知 a b c d四幅图中 粒子的偏转方向都是正确的 但偏转的程度需进一步判断 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动 其半径r 将数据代入 则 粒子与 粒子的半径之比a对 b错 带电粒子垂直进入匀强电场 设初速度为v0 垂直电场线方向位移为x 沿电场线方向位移为y 则有x v0t y 消去t可得y 对某一确定的x值 粒子沿电场线偏转距离之比 过关训练 1 2015 哈尔滨高二检测 如图所示 放射源放在铅块中 铅块上方有匀强磁场 磁场方向垂直于纸面向外 已知放射源通过细孔放出的射线有 三种 下列判断正确的是 a 甲是 射线 乙是 射线 丙是 射线b 甲是 射线 乙是 射线 丙是 射线c 甲是 射线 乙是 射线 丙是 射线d 甲是 射线 乙是 射线 丙是 射线 解析 选b 粒子垂直进入磁场 若带电则必受洛伦兹力的作用而做圆周运动 轨迹为圆弧 而乙为直线 可判定其为不带电粒子 即乙是 射线 再根据左手定则 即可判断甲为 射线 丙为 射线 故正确选项为b 2 2015 巴彦淖尔高二检测 天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示 由此可推知 a 来自于原子核外的电子b 的电离作用最强 是一种电磁波c 的电离作用较强 是一种电磁波d 的电离作用最弱 是一种电磁波 解析 选d 射线能被一张纸挡住 说明它的穿透能力较差 射线是 射线 射线是高速运动的氦核流 它的穿透能力较差 电离作用最强 选项b不正确 射线的穿透能力较强 能穿透纸和几毫米厚的铝板 说明它是 射线 射线是高速电子流 射线来自原子核 不是来自原子核外的电子 选项a不正确 射线的穿透能力最强 能够穿透几厘米厚的铅板 射线是 射线 射线的电离作用最弱 穿透能力最强 它是能量很高的电磁波 故选项c错误 d正确 补偿训练 如图所示 r是一种放射性物质 虚线框内是匀强磁场 ll 是厚纸板 mn是荧光屏 实验时 发现在荧光屏的o p两点处有亮斑 由此可知磁场的方向 到达o点的射线种类 到达p点的射线种类应属于下表中的 解析 选c r放射出来的射线共有 三种 其中 射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用 射线不偏转 故打在o点的应为 射线 由于 射线贯穿本领弱 不能射穿厚纸板 故到达p点的应是 射线 依据 射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里 规律方法 判断三种射线性质的方法 1 射线的电性 射线带正电 射线带负电 射线不带电 是实物粒子 而 射线是光子流 它是波长很短的电磁波 2 射线的偏转 在电场或磁场中 通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断 和 射线偏转方向 由于 射线不带电 故运动轨迹仍为直线 3 射线的穿透能力 粒子穿透能力较弱 粒子穿透能力较强 射线穿透能力最强 而电离作用相反 二 原子核的组成思考探究 如图所示为 粒子轰击氮原子核示意图 1 人们用 粒子轰击多种原子核 都打出了质子 说明了什么问题 2 绝大多数原子核的质量数都大于其质子数 说明了什么问题 提示 1 质子是原子核的组成部分 2 原子核由质子和中子组成 原子核的质量数是其质子数加中子数 归纳总结 1 原子核的组成 原子核是由质子 中子构成的 质子带正电 中子不带电 不同的原子核内质子和中子的个数并不相同 原子核的直径为10 15 10 14m 2 原子核的符号和数量关系 1 符号 2 基本关系 核电荷数 质子数 z 元素的原子序数 核外电子数 质量数 a 核子数 质子数 中子数 3 对核子数 电荷数 质量数的理解 1 核子数 质子和中子质量差别非常微小 二者统称为核子 所以质子数和中子数之和叫核子数 2 电荷数 z 原子核所带的电荷等于质子电荷的整数倍 通常用这个数表示原子核的电荷量 叫作原子核的电荷数 3 质量数 a 原子核的质量等于核内质子和中子的质量总和 而质子与中子质量几乎相等 所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍 这个倍数叫作原子核的质量数 4 同位素 原子核内的质子数决定了核外电子的数目 进而也决定了元素的化学性质 同种元素的质子数相同 核外电子数也相同 所以有相同的化学性质 但它们的中子数可以不同 所以它们的物理性质不同 把具有相同质子数 不同中子数的原子核互称为同位素 特别提醒 1 电子与原子核的关系方面 射线是原子核变化时产生的 电子并不是原子核的组成部分 2 同位素的物理性质与化学性质方面 同位素的化学性质相同 但物理性质不同 典例示范 已知镭的原子序数是88 原子核质量数是226 试问 1 镭核中有多少个质子 多少个中子 2 镭核所带的电荷量是多少 3 呈中性的镭原子 核外有多少个电子 解题探究 1 原子核的核电荷数 质子数 核外电子数具有 的关系 2 质量数和核子数具有 的关系 相等 相等 正确解答 1 镭核中的质子数等于其原子序数 故质子数为88 中子数n等于原子核的质量数a与质子数z之差 即n a z 226 88 138 2 镭核所带电荷量 q ze 88 1 6 10 19c 1 41 10 17c 3 核外电子数等于核电荷数 故核外电子数为88 答案 1 88138 2 1 41 10 17c 3 88 过关训练 多选 氢有三种同位素 分别是则 a 它们的质子数相等b 它们的核外电子数相等c 它们的核子数相等d 它们的中子数相等 解析 选a b 氕 氘 氚的核子数分别为1 2 3 质子数和核外电子数相同 都为1 中子数等于核子数减去质子数 故中子数各不相同 所以a b选项正确 补偿训练 1 2015 莱芜高二检测 放射性元素钴可以有效治疗癌症 该元素原子核内中子数与核外电子数之差是 a 6b 27c 33d 60 解析 选a 中子数为60 27 33个 核外电子数等于质子数等于原子序数27 所以中子数33与核外电子数27之差等于6 a正确 2 某种元素的原子核用表示 下列说法中正确的是 a 原子核的质子数为z 中子数为ab 原子核的质子数为z 中子数为a zc 原子核的质子数为a 中子数为zd 原子核的质子数为a z 中子数为z 解析 选b 根据原子核的符号的含义 a表示质量数 z表示质子数 则中子数为a z 所以b正确 规律方法 原子核的 数 与 量 辨析技巧 1 核电荷数与原子核的电荷量是不同的 组成原子核的质子的电荷量都是相同的 所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍 我们把核内的质子数叫核电荷数 而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量 2 原子核的质量数与质量是不同的 也与元素的原子量不同 原子核内质子和中子的总数叫作核的质量数 原子核的质量等于质子和中子的质量的总和 拓展例题 考查内容 同位素间的同与不同 典例示范 多选 的一种同位素 对于这两种镭的原子而言 下列说法正确