原子核物理核的组成

关于原子核物理核的组成第一页，共二十页，2022年，8月28日铅盒放射源射线照相底片天然放射性元素的原子核发出的射线可使照相底片感光

原子核的组成第二页，共二十页，2022年，8月28日铅盒放射源照相底片αβγ在电场中射线束分离成三束α射线：即氦原子核β射线：高速电子流γ射线：高频电磁波

原子核的组成第三页，共二十页，2022年，8月28日

从原子核中能发出射线这一事实，使我们知道了原子核不是不可再分的，原子核应该有自己的结构。原子核是由什么构成的？是如何构成的？

原子核的组成第四页，共二十页，2022年，8月28日一、原子核的人工转变

1919年，卢瑟福完成了用α粒子轰击氮原子核的人工核实验，实验装置示意如图。ＴＴＣＡＦＳＭＡ：放射性物质Ｃ：容器Ｔ：阀门Ｆ：铝箔Ｓ：荧光屏Ｍ：显微镜

原子核的组成第五页，共二十页，2022年，8月28日ＴＴＣＡＦＳＭ氮气Ｎ２实验步骤及结果：１、适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好不出现闪光２、充入氮气后，荧光屏出现了闪光

原子核的组成第六页，共二十页，2022年，8月28日

从实验结果可知，充入氮气后产生了穿透能力比α粒子更强的新的粒子，这种粒子可以穿透铝箔，打在荧光屏上，出现了闪光。后来，将这种粒子引入电场、磁场测定它的电量和质量，确定了它就是氢原子核，又称为质子。物理学中用符号p

或表示质子。上述实验中的质子从何而来？卢瑟福设想实验中出现的质子是α粒子击中氮原子核，发生核反应产生的。第七页，共二十页，2022年，8月28日布拉凯特实验证实发生了核反应在云室中可以观察粒子的径迹。英国的物理学家布拉凯特在云室中做了α粒子轰击氮核的实验，拍摄了两万多张云室照片，终于从４０万条α粒子径迹的照片中，发现有八条产生了分叉。分析径迹的情况可以确定，分叉后的细长径迹是质子的径迹，短而粗的径迹是产生的新核的径迹，碰撞后α粒子的径迹不再出现。

从质量数和电荷数守恒可知，产生的新核是17Ｏ，核反应方程是：

原子核的组成第八页，共二十页，2022年，8月28日

上述实验以及后来用α粒子轰击氟、钠、铝等元素的原子核都发生了类似的反应，并且都产生了质子。这些实验表明，由于从不同元素的原子核中都能打出质子来，因此质子应该是原子核的组成部分。原子核只由质子组成吗？？？

原子核的组成第九页，共二十页，2022年，8月28日质量数电荷数钙Ca汞Hg402020080想一想

由于原子核的质量大体上是质子质量的整数倍，如果原子核只由质子组成，则原子核的质量数应该与质子数相等，因而也与原子核的核电荷数相等。但任意考察两种元素（下表），就知它们的核质量数与核电荷数不等。

原子核只由质子组成的设想能够成立吗？原子核示意图

原子核的组成第十页，共二十页，2022年，8月28日

在上一世纪的二十年代，卢瑟福依据原子核的电荷数与质量数的差别，预见到原子核中应该存在质量与质子相等的、不带电的中性粒子。哈金斯称其为中子。直到上一世纪的三十年代，另一个人工核反应，即用放射性元素钋发出的α射线轰击铍，证实了中子的存在。

原子核的组成第十一页，共二十页，2022年，8月28日二、中子的发现钋Ｐo铍Ｂｅ石蜡不可见粒子不可见粒子不可见粒子质子质子质子α粒子α粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么？

原子核的组成第十二页，共二十页，2022年，8月28日钋铍Ｂｅ石蜡不可见粒子不可见粒子不可见粒子质子质子质子α对实验结果的猜想和思考１、射线轰击铍产生的不可见粒子有很强的穿透能力，可贯穿10-20cm的铅板，人们认为是高能的射线。２、计算表明，不可见粒子从石蜡中打出质子，需要提供5.7MeV的能量，这要求射线的能量达到55MeV。但是，钋发出的α射线轰击铍只能产生7MeV的射线。因此，不可见粒子能从石蜡中打出质子，它一定不是铍被轰击后发出的射线。？

原子核的组成第十三页，共二十页，2022年，8月28日

查德威克用碰撞中的动量守恒和能量守恒分析得到不可见粒子是质量与质子几乎相等的、不带电的粒子，它正是卢瑟福预见的中子。中子的质量数与质子的相等，都是1，中子不带电，其电荷数为零。物理学中用符号n

表示中子。射线粒子轰击铍的核反应方程是：钋铍Ｂｅ石蜡不可见粒子不可见粒子不可见粒子质子质子质子α查德威克对实验结果的分析

原子核的组成第十四页，共二十页，2022年，8月28日三、原子核的组成质子和中子统称为原子核核子原子核的电荷数=质子数原子核的质量数=质子数+中子数具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素如:(氕)(氘)(氚)质子中子

从放射性元素的原子核中释放出来的α射线就是两个质子和两个中子结合在一起放出的。

原子核的组成第十五页，共二十页，2022年，8月28日小结

１、原子核的人工转变（用人工的办法使原子核发生转变）

２、粒子轰击氮的核实验（发现质子的核反应）

３、α粒子轰击铍的核实验（发现中子的核反应）

原子核的组成4、原子核由质子和中子（统称为核子）组成第十六页，共二十页，2022年，8月28日

四、几个概念

1、核素：A相同，Z相同，同一类原子核；

2、同位素：Z相同，A不同（N不同）；

3、同中子素：N相同，Z不同；

4、同量异位素：A相同，Z不同；

5、同质异能素：A相同，Z相同，但能量状态不同。

6、镜像核：质子数和中子数互换的一对原子核。

原子核的组成第十七页，共二十页，2022年，8月28日