《原子核的组成》教案

《原子核的组成》教案第一课时一、教学目标1．在物理学问方面要求．(1)了解原子核的人工转变．了解它的方法和物理过程．(2)了解质子和中子是如何被觉察的．会写核反响方程式．了解原子核的组成，知道核子和同位素的概念．2．把握利用能量和动量守恒的思想来分析核反响过程．从而培育学生运用规律来分析和解决问题的力量．3．通过觉察质子和中子的历史过程，使学生生疏通过物理试验争论和探究微观构造的争论方法及体会科学争论的困难性和严谨性．二、重点、难点分析重点是使学生了解原子核的人工转变和原子核的组成．在原子核的人工转变中觉察了质子和中子，它是确定原子核组成的试验根底．2．用已经学过的能量和动量守恒以及有关的学问来分析核反响过程，是本节的难点．三、教具粒子轰击氮原子核的试验讲解约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇做的“用来自铍的射线去轰击石蜡的试验用投影幻灯、投影片．四、主要教学过程(一)引入课复习提问：1．什么是自然放射现象？自然放射性元素放射出哪几种射线？这些射线的成分是什么？原子核组成的有效方法，那就是原子核的人工转变．(二)教学过程设计1．质子的觉察．原子核的人工转变．反响过程及其产生的粒子的争论，了解原子核的内部构造和粒子的本质及特点．α粒子轰击氮原子核的试验．1919α很重要的觉察．试验装置如图1所示(用投影幻灯打出装置的示意图)，容器C中放有放射性物质A，从A射出的α粒子射到铝箔F上，适中选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸取而不能透过，在F后面放一荧光屏S，用显微镜M观看荧光屏．T往容器C从荧光屏S上又观看到了闪光．试验结论：试验说明，闪光肯定是α粒子击中氮核后产生的粒子透过铝箔引起的．质子的觉察．争论提问：引导学生用已经学过的学问分析怎样知道粒子的性质．①假设想知道粒子的性质，必需测出粒子的什么有关物理量？归纳得到：测出粒子的电性、电量、质量和速度等．②用什么方法可以知道粒子的电性？归纳得到：可将粒子引入电场或磁场中，观看粒子的偏转轨迹．如图2所示，在匀强电场中粒子的轨道是抛物线，假设粒子向下偏转，说明粒子带正电；假设向上偏转，说明粒子带负电．如图3所示，在匀强磁场中粒子的轨道是圆，假设粒子向上做圆运动，说明粒子带正电，假设粒子向下做圆运动，说明粒子带负电．试验证明：这个粒子带正电．③用什么方法可测出粒子的速度？4所示，调整B或E的值，使粒子在正交场中，沿入射方向做匀速直线运动，则可知此时试验说明：这个粒子速度很大，有很强的穿透力量．归纳得到：使粒子通过匀强电场，依据粒子的偏转量y求出．或使粒子在匀强磁场中做圆周运动，依据半径R求．如图5，在匀强电场中，粒子的偏转量为y：U为两极板间电压，则可测出荷质比为：如图6，在匀强磁场中，粒子做圆运动的半经为R．结论：通过对粒子的争论与测定，确定它就是氢原子核，又叫质对核反响过程的争论．这个质子是αα粒子打进氮核后形成的复核发生衰变时放出的呢？分析：假设质子是α粒子从氮核中直接打出来的，如图7中甲图，碰撞过程中应有四条径迹；假设α7中乙图所示，有三条径迹．α拍摄了两万多张云室的照片40多万条α粒子径迹中觉察有8条产生了分叉(见课本上图)，分析可知有三条径迹，分叉后的瘦长径迹是质子的径迹，另一条短粗的径迹是生核的径迹，αα粒子打进氮核后形成复核，复核衰变后放出质子．从质量数守恒和电量数守恒可知，其反响方程式为从布拉凯特的试验中，可知40多万条径迹中只有8条分叉，可见科学争论工作的困难性，并且可以看到科学试验的重要作用．5．结论．后来人们用同样的方法使氟、钠、铝等发生了类似的转变，都产生了质子．由于各种原子核里都能打出质子来，可见质子是原子核的组成局部．(三)课堂小结1．原子核的人工转变是争论原子核内部构造的重要方法．为了了解原子核的内部构造，卢瑟福首先做α粒子轰击氮核的试验．即用高能粒子轰击原子核是实现原子核人工转变的根本方法．用α粒子轰击原子核的核反响过程是α粒子先与被轰击的原子核形成的不稳定的复核，然后复核马上衰变放出质子并形成核．质子是原子核的组成局部．(四)作业1．练习二(1)．方程式．其次课时(一)引入课复习提问：1．卢瑟福通过什么试验产生了质子？试写出这个试验的核反响方程式．质子的觉察引导人们更进一步去争论原子核的内部构造，10了原子核中另一种的根本粒子——中子．(二)教学过程设计中子的觉察．(1)卢瑟福的假说．238的电荷数为92，假设都由质子组成，其质量数也应是92，而除质子外剩下146的质量数是什么呢？1920在，他把它叫做中子．约里奥·居里夫妇的试验．1930年觉察，用钋(Po)放出的α粒子轰击铍(Be)时产生一种射线，这种射线贯穿力量极强，γ为γ射线．1932年约里奥·居里夫妇用这种射线去轰击石蜡(含有大量氢原子)，竟从石蜡中打出质子，如图8(用投影幻灯片打出)，由于被打出质子能量很大，与γ射线的能量不符合，但这射线到底是什么？约里奥·居里夫妇没有得出最终的结论．查德威克试验．1932年英国物理学家查德威克认真争论了这种射线它的速度不到光速的格外之一，因此排解了它是γ射线的可能．被打出的氢核和氮核的速度，由此推算出这种射线的质量．克认为其中速度最大的氢核是由于未知射线中的粒子与它正碰的结果于斜碰的结果．中子的觉察．m，速度为v，氢核的质量为mH，最大速度为v′H，并认为氢核在打出前为静止的，那么依据动量守恒和能量守恒可知：mv=mv′+mH·v′H，(1)其中v′是碰撞后未知粒子的速度，由此可得：同样可求出未知射线与氮原子碰撞后，打出的氮核的速度查德威克在试验中测得氢核的最大速度为v′H=3.3×109cm/s，氮核的最大速度为v′N=4.7×108cm/s．将速度的最大值代入方程(6)，可得：可得：m=1.15mH．查德威克还用别的物质代替氢和氮重做这个试验，可得到同样的结果．量是1.674920×10-27kg，质子质量是1.672614×10-27kg)．查德威克觉察的这种与质子质量差不多的粒子，由于不带电，所以觉察中子的核反响方程式为试验证明，从很多原子核里都能打出中子，可见中子也是原子核的组成局部．中子的觉察是物理学进展史上的一件大事，由于中子不带电，所以更简洁接近或打进原子了很大作用．1935年诺贝尔物同努力的结果．查德威克事后说原子核的组成．中子觉察后，原子核是由质子和中子组成的看法很快得到了公认．质子和中子统称为核子，质子带一个单位正电荷，质量数为1；中子不带电，质量数也是1．在核中：电荷数=质子数=核外电子数．质量数=质子数+中子数．14，所以中子数为14-7=7，则氮核是由7个质子和7个中子组成的．同位素：具有一样的质子数和不同的中子数的原子互称同位素．如α2个质子和2个中子结合在一起从核中放射出来的，其核反响方程式为β粒子是电子，这是由中子转化为质子和电子，其核反响方程式为γ射线是由光子组成，后面会讲到．(三)课堂小结1．在原子核由质子组成的说法遇到困难时，卢瑟福预言：原子核中可能存在着与质子质量差不多的不带电粒子，称为中子．2．查德威克通过对很多试验的分析，并运用动量守恒和能量守恒的规律，测量并计算出被一些人误认为γ子——中子．3．原子核是由质子和中子组成的．它的电荷数等于质子数，它的质量数等于质子