浙江专版2023-2024学年新教材高中物理第5章原子核1原子核的组成课件新人教版选择性必修第三册

1原子核的组成课前·基础认知课堂·重难突破素养·目标定位随堂训练素养•目标定位目标素养1.通过了解天然放射现象的有关知识,正确理解天然放射现象及其规律。2.通过对三种射线本质的了解,会利用电场、磁场区分它们。3.理解原子核的组成,会正确书写原子核符号。知识概览课前·基础认知一、天然放射现象1.放射性:物质发出

射线

的性质。

2.放射性元素:具有

放射性

的元素。

3.天然放射现象:放射性元素

自发地

发出射线的现象。

微判断

(1)天然放射现象的发现揭示了原子核可以再分。(

)(2)一定质量放射性元素发出的射线的强度可以人工控制。(

)(3)放射性元素的放射性都是自发的现象。(

)(4)原子序数小于83的元素都不能放出射线。(

)√×√×二、射线的本质1.α射线:实际上就是氦原子核,速度可达到光速的,其电离能力强,穿透能力较弱,在空气中只能前进几厘米,用

一张纸

就能把它挡住。

2.β射线:是高速电子流,速度可达光速的99%,它的穿透能力较强,电离能力较弱,很容易穿透黑纸,也能穿透几毫米厚的

铝板

。

3.γ射线:呈电中性,是能量很高的电磁波,波长很短,在10-10m以下,它的电离作用更小,但穿透能力更强,甚至能穿透几厘米厚的

铅板

或几十厘米厚的混凝土。

微思考

β射线的本质是高速电子流,示波器中的阴极射线的本质也是高速电子流,这两种射线的来源相同吗?提示:不同。阴极射线的电子来源于核外电子,β射线的电子来源于原子核。三、原子核的组成1.质子的发现。1919年,卢瑟福用镭放射出的

α粒子

轰击氮原子核,从氮原子核中打出了质子。

2.中子的发现。1932年,卢瑟福的学生

查德威克

通过实验证实了中子的存在。

3.原子核的组成。原子核由质子和中子组成,组成原子核的质子和

中子

统称为核子。

4.原子核的电荷数。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,叫作原子核的电荷数,用字母Z表示。

5.原子核的质量数。原子核的质量等于核内质子和

中子

的质量的总和,而质子与中子的质量几乎相等,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,用字母A表示。

6.原子核的符号。7.同位素。核中质子数相同而

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。

微训练

在元素周期表中查到铅的原子序数为82,一个铅原子质量数为207,下列说法正确的是(

)A.核外有82个电子,核内有207个质子B.核外有82个电子,核内有82个质子C.核内有82个质子、207个中子D.核内有125个核子答案:B课堂·重难突破重难归纳1.α、β、γ三种射线的比较。一

三种射线的理解与应用种类α射线β射线γ射线穿透能力最弱,用一张纸就能挡住较强,能穿透几毫米厚的铝板最强,能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土电离作用很强较弱很弱在电场或磁场中偏转偏转不偏转2.三种射线在电场和磁场中偏转情况的分析。(1)γ射线不论在电场还是磁场中,总是做匀速直线运动,不发生偏转。(2)α射线和β射线在电场中偏转的特点:在同一匀强电场中,α粒子和β粒子垂直于电场方向进入电场,粒子偏向相反方向做类平抛运动,根据粒子在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动,偏移量可表示为(式中x为粒子在初速度方向上移动的距离)。(3)α射线和β射线在磁场中的偏转特点:在同一匀强磁场中,α粒子和β粒子垂直于磁场方向进入磁场,偏向相反方向做匀速如图所示,R是一种放射性物质,虚线框内是垂直于纸面的匀强磁场B,LL'是一厚纸板,MN是荧光屏,实验时,发现在荧光屏O、P两处有亮斑。(1)匀强磁场的方向是垂直于纸面向里还是向外?(2)到达O点和P点的分别是什么射线?提示:由三种射线的本质知,γ射线在磁场中不偏转,O处亮斑为γ射线,能穿过厚纸板且在磁场中发生偏转的射线为β射线,再根据偏转方向,结合左手定则可知磁场方向垂直于纸面向里。典例剖析一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线,由铅盒的小孔射出,在小孔外放一铝箔,铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后,射线变为a、b两束,射线a沿原来方向行进,射线b发生了偏转,如图所示,则图中的射线a和射线b分别为(

)A.α射线β射线B.β射线γ射线C.γ射线α射线D.γ射线β射线D解析:放射源发射的α、β和γ三种射线中,α射线的穿透本领最弱,一张普通的纸就能挡住,不会穿过铝箔;β射线的穿透本领较强,能穿透几毫米的铝箔;γ射线的穿透本领最强,能穿透几厘米厚的铅板,故穿过铝箔的是β和γ射线,选项A、C错误。其中γ射线是光子流,不带电(电中性),在电场中不偏转,是射线a,β射线带负电,在电场中发生偏转,是射线b,故选项B错误,D正确。规律总结三种射线的比较方法

1.知道三种射线带电的性质,α射线带正电,β射线带负电,γ射线不带电。α、β是实物粒子,而γ射线是光子流,属于电磁波的一种。

2.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α和β射线偏转方向,由于γ射线不带电,故运动轨迹仍为直线。

3.α粒子穿透能力较弱,β粒子穿透能力较强,γ射线穿透能力最强,而电离作用相反。学以致用(多选)如图所示,铅盒A中装有天然放射性物质,放射线从其右端小孔中水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,则下列说法正确的有(

)A.打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线B.α射线和β射线的轨迹是抛物线C.α射线和β射线的轨迹是圆弧D.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场,则屏上的亮斑可能只剩下bAC解析:由左手定则可知粒子向右射出后,在匀强磁场中带正电的α粒子受的洛伦兹力向上,带负电的β粒子受的洛伦兹力向下,轨迹都是圆弧,而γ射线不带电,做直线运动,选项B错误,A、C正确;如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场时,由于α粒子速度约是光速的

,而β粒子速度接近光速,所以在同样的混合场中不可能都做直线运动,选项D错误。重难归纳

二

原子核和同位素的理解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.同位素。(1)同位素指质子数相同、中子数不同的原子核组成的元素。(2)原子的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。同种元素的原子,质子数相同,核外电子数也相同,所以有相同的化学性质,但它们的中子数不同,所以它们的物理性质不同。1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子,下图为α粒子轰击氮原子核示意图。(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)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。典例剖析(多选)下列说法正确的是(

)答案:BC特别提示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。学以致用据报道,放射性同位素钬

在医疗领域有重要应用,该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是(

)A.99 B.67C.32 D.166答案:C解析:根据原子核内各量的关系可知核外电子数=质子数=67,中子数为166-67=99,故核内中子数与核外电子数之差为99-67=32,故选项C正确,A、B、D错误。随堂训练1.关于天然放射现象,下列说法正确的是(

)A.α射线是由氦原子核产生的B.β射线是由原子核外电子电离产生的C.γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生的D.通过化学反应不能改变物质的放射性答案:D解析:α射线的本质是氦核,选项A错误;β射线是在β衰变中产生的,本质是高速电子束,选项B错误;γ射线是发生α衰变和β衰变时原子发生能级跃迁而产生的电磁波,选项C错误;物质的放射性由原子核内部自身的因素决定,与原子的化学反应和外部条件无关,选项D正确。2.以下说法正确的是(

)C.同一元素的两种同位素具有相同的质量数D.同一元素的两种同位素具有不同的中子数答案:D解析:钍核的质量数为234,质子数为90,选项A错误;铍核的质量数为9,中子数为5,选项B错误;由于同位素质子数相同而中子数不同,即质量数不同,选项C错误,D正确。3.原子核能放出α、β、γ射线,关于原子核的组成,下列说法正确的是(

)A.原子核中有质子、中子,还有α粒子B.原子核中有质子、中子,还有β粒子C.原子核中有质子、中子,还有γ粒子D.原子核中只有质子和中子答案:D解析:在放射性元素的原子核中,2个质子和2个中子结合得较紧密,有时作为一个整体放出,这就是α粒子的来源,不能据此认为α粒子是原子核的组成部分;原子核里是没有电子的,但中子可以转化成质子,并向核外释放一个电子,这就是β粒子;原子核发出射线后处于高能级,在回到低能级时多余的能量以γ光子的形式辐射出来,形成γ射线,故原子核里也没有γ粒子,故选项D正确。4.(多选)氢有三种同位素分别为氕,下列说法不正确的是(

)A.它们的质子数相同 B.它们的质量数相同C.它们的核子数相同 D.它们的中子数相同答案:BCD解析:同位素的质子数相同,核电荷数相同,中子数不同,质量数、核子数不同,选项B、C、D错误,A正确。5.如图所示,X为未知的放射源,L为薄铝片,在放射源和计数器之间加上L后,计数器的计数率大幅度减小,