人教版物理选修35导学原子核

人教版物理选修35导学原子核第1页/共46页第十九章原子核第2页/共46页〔情

景

切

入〕我们已经知道，原子是由原子核和核外电子组成的。天然放射现象让人们认识到小小的原子核也具有复杂的结构，原子核内蕴藏着巨大的能量。你想了解原子核的奥秘吗？请我们一起走进核世界吧。第3页/共46页〔知

识

导

航〕本章从天然放射现象入手，通过研究三种射线(α射线、β射线、γ射线)的性质及来源，揭示原子核内部是有结构的，卢瑟福揭示了原子核是由质子、中子组成的。本章从内容上可分为三个单元，第一单元(第1～2节)揭示了原子核的组成及衰变，第二单元(第3～4节)介绍了射线的探测及应用与防护，第三单元(第5～8节)主要讲述了原子能及其利用。本章的重点：原子核的组成、天然放射现象、三种射线、衰变和半衰期、核能、裂变、聚变等。难点：对半衰期概念的准确理解及爱因斯坦的质能方程及其应用。第4页/共46页第5页/共46页〔学

法

指

导〕1．在学习本章前，应首先复习有关磁场的基本知识、爱因斯坦质能方程、四种基本相互作用等知识。2．学好本章要抓住以原子核的结构为核心的知识点的内在联系，掌握各知识点的具体内容，从现象中总结出规律，提出科学假设，再用实验、理论验证各相关知识的内在联系，这是学习物理知识的科学方法，这样可以全面系统地掌握本章内容。3．通过直接感知的现象推测、总结直接感知的事实，这是物理学中常用的研究方法，在学习过程中要注意贯彻始终。

第6页/共46页第7页/共46页第一节原子核的组成第8页/共46页

学习目标※了解放射性及放射性元素的概念※理解三种射线的形成及其本质※理解同位素的概念，了解原子核的组成第9页/共46页

知识导图第10页/共46页1课前预习2课内探究3素养提升4课堂达标5课时作业第11页/共46页课前预习第12页/共46页1．放射性物质____________的性质。2．放射性元素具有__________的元素。3．天然放射现象放射性元素自发地____________的现象。知识点1天然放射现象发射射线放射性发出射线第13页/共46页1．α射线它是高速________流，速度约为光速的______，穿透能力______，电离作用比较强。2．β射线它是高速________流，速度可达光速的________，穿透能力________，电离作用________。3．γ射线它是能量很高的__________，穿透能力很强，电离作用________。知识点2三种射线的本质及特征氦核较差电子99%

较强较弱电磁波很弱第14页/共46页1．质子的发现知识点3原子核的组成第15页/共46页2．中子的发现第16页/共46页质子中子质子中子正相等原子序数质子数中子数同一位置第17页/共46页『判一判』(1)天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分。 (

)(2)原子序数大于83的元素都是放射性无素。 (

)(3)γ射线是光子流，是能量很高的电磁波。 (

)(4)同一元素的两种同位素具有相同的质量数。 (

)(5)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子。 (

)(6)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。 (

)√

√√×

×

√第18页/共46页『选一选』(北京临川育人学校2017－2018高二下学期期中)如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是 (

)A．①表示γ射线，③表示α射线 B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线 D．⑤表示β射线，⑥表示α射线C

第19页/共46页解析：α带正电，β带负电，γ不带电，γ射线在磁场中一定不偏转，②⑤为γ射线；如左图所示的电场中，α射线向右偏，β射线向左偏，①为β射线，③为α射线；在如右图所示磁场中，由左手定则判断，α射线向左偏，β射线向右偏，即④为α射线，⑥为β射线，故正确选项是C。第20页/共46页『想一想』氢原子核中只有一个质子，能否认为质子就是氢原子核？答案：不能。质子是原子核的组成部分。第21页/共46页课内探究第22页/共46页如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图。α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转说明了什么？提示：说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电探究一天然放射现象第23页/共46页1．天然放射现象(1)发现者1896年，法国物理学家贝克勒尔。(2)放射性铀和含铀的矿物质都能够发出看不见的射线，这种射线可以使包在黑纸里的照相底片感光。物体放射出射线的性质叫做放射性。第24页/共46页(3)放射性元素放射性并不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性，元素这种自发地放出射线的现象叫做天然放射现象，现在用人工的方法也可以制造放射性同位素。第25页/共46页2．三种射线的比较第26页/共46页种类α射线β

射线γ射线在电磁场中偏转与α射线反向偏转不偏转贯穿本领最弱用纸能挡住较强穿透几毫米的铝板最强穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光第27页/共46页特别提醒：(1)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。(2)β射线的电子是从原子核中放出来的，并不是从原子核外的电子中放出来的。第28页/共46页

(多选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，如下图表示射线偏转情况中正确的是 (

)典例1AD

解题指导：处理该类问题的实质是力学规律在电、磁场中的综合运用，解决该类问题的一般步骤是：①明确α、β、γ射线粒子的电性；②分析它们在电场和磁场中受到的力；③结合圆周运动、类平抛运动规律求解。第29页/共46页第30页/共46页第31页/共46页〔对点训练1〕

(新疆农大附中2015～2016学年高二下学期期中)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．②来自于原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用较强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，是一种电磁波解析：根据三种射线的贯穿本领，可知①为α射线，②为β射线，③为γ射线，α射线的电离作用最强是高速氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是光子流(高频电磁波)，综上所述D正确。D

第32页/共46页1919年卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子(如图所示)，叫质子。(1)人们用α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)说明质子是原子核的组成部分。(2)说明原子核内除质子外，还有其他粒子存在。探究二原子核的组成第33页/共46页第34页/共46页2．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，质子数和中子数之和叫核子数。(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数。(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，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，这个整数叫做原子核的质量数。第35页/共46页3．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)β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)同位素的化学性质相同，但物理性质不同。第36页/共46页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)若镭原子呈中性，它核外有多少个电子？解题指导：核电荷数与原子核的电荷量是不同的，要理清他们的关系。典例2第37页/共46页解析：原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和。由此可得：(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)88

138

(2)1.41×10－17C

(3)88第38页/共46页B

相同第39页/共46页素养提升第40页/共46页(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。(3)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。原子核的“数”与“量”的辨析技巧第41页/共46页以下说法正确的是 (

)A．Th为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为234B．Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为