2018物理人教版选修3-5课件：第十九章 原子核19-3-4
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高中物理选修3-5同步课件：第十九章 原子核 19.3.4
典例精析
1993 年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的 铂元素的同位素20728Pt.制取过程如下：
(1)用质子轰击铍靶94Be 产生快中子； (2)用快中子轰击汞28004 Hg，反应过程可能有两种：①生成27082 Pt，放 出氦原子核；②生成27082 Pt，放出质子和中子． (3)生成的27082Pt 发生两次衰变，变成稳定的原子核汞28002Hg.写出上 述核反应方程．
【答案】 D
2．下列关于放射线的探测说法错误的是( ) A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线原理类似 B．由气泡室内射线径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情 况 C．盖革—米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领 D．盖革—米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的种类
【解析】 气泡室探测射线原理与云室类似，不同的是气泡室里 装的是液体，故 A 选项正确；由气泡室内径迹中气泡的多少及径迹在 磁场中的弯曲方向等，可分析射线的带电、动量、能量等情况，故 B 选项正确；盖革—米勒计数器利用射线的电离作用，产生电脉冲进而 计数，所以 C 选项正确；由于不同射线产生的脉冲现象相同，因此计 数器只能用来计数，不能区分射线的种类，所以 D 选项错误．
2．人工放射性同位素： (1)放射性同位素的定义：有些同位素具有放射性，叫做放射性同 位素．
(2)人工放射性同位素的发现： ①1934 年，约里奥-居里夫妇发现经过 α 粒子轰击的铝片中含有放 射性磷3105P. ②发现磷同位素的方程：42He＋1237Al―→ ②3105P＋10n.
四、放射性同位素的应用与防护 1．应用射线：应用射线可以测厚度、医疗方面的放射治疗、照射 种子培育优良品种等． 2．示踪原子：有关生物大分子的结构及其功能的研究，要借助于 示踪原子． 3．辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对 人体组织有破坏作用．要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污 染．
人教版物理选修3-5(课件)第19章 原子核2
第十九章 原子核
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2．衰变类型
物理 选修3-5
第十九章 原子核
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二、半衰期
半数 发生衰变所需 1． 定义： 放射性元素的原子核有 ________ 的时间． 2．决定因素 核内部自身 的因素决定 放射性元素衰变的快慢是由 ______________
1 t/τ 原 ，m 2 1 t/τ 余＝m0 ．式中 2
N 原、
m0 表示衰变前的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后的尚未发 生衰变的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ 表示半衰期．
物理 选修3-5
第十九章 原子核
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的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．不同的放射
不同 ． 性元素，半衰期________ 3．应用 利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度，推 断时间．
物理 选修3-5
第十九章 原子核
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提示：
不是的．半衰期是一个统计性概念，只有对大量
第十九章 原子核
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一、原子核的衰变
β 粒子，由于 α 1． 定义 ：原子核放出 _______ 粒子或 _______ 核电荷数 变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原 __________
子核，我们把这种变化称为原子核的衰变．
物理 选修3Pb ＋ 8 He ＋ 6 － 92 82 2 1e．
答案：
见解析
物理 选修3-5
第十九章 原子核
选修3-5 第十九章 原子核(全章教案上课ppt)
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研 究发现，原子序数大于82的所有元素，都 能自发的放出射线，原子序数小于83的元 素，有的也具有放射性．
放大了1000倍的铀矿石
二、天然放射现象中的三种射线
• α射线 • β射线 • γ射线 • 根据图判断 这三种射线都 带何种电荷？
不带电
正电
负电
三种射线的特点
核的质量 质子质量
>
核的电量 质子电量
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这 一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认 ．
2、中子的发现
• 1932年英国物理学家查德威克又发 现了中子 ，通过研究证明中子的 质量和质子的质量基本相同，但是 不带电.是中性粒子.在对各种原子 核进行的实验中，发现质子和中子 是组成原子核的两种基本粒子.
小居里夫妇是处于二三十年代之交的核物理“危机”时代，自从卢瑟福发现人工核嬗变后，由 于物理学家的注意力多集中于量子力学上，在二十年代初期，对原子核物理的研究进展十分缓 慢。1926年量子力学建立，原子物理学中的困难基本解决。于是，人们开始把注意力集中到原 子核内。使物理学家们感到惊讶的是：量子力学在原子核中的应用导致了许多困难。量子力学 在核物理领域遇到了严峻的挑战，但与通过放弃量子论建立量子力学来解决量子论的危机不同 ，量子力学在核物理领域的危机是以通过三个新粒子：中子、正电子和中微子的发现解决的。 一般认为，中子的概念最早是由卢瑟福于1920年提出的，他在那年6月的一次演讲中指出：“ 在某些条件下，一个电子有可能更紧密地与氢核相结合，从而形成一个中性偶极子。”第一个 显示出存在于中子迹象的实验是玻特和贝克进行的，他们用α粒子轰击铍，发现从铍中发射出 一种贯穿力很强的中性辐射，其辐射能量几乎是入射α射线能量的十倍。玻特和贝克的工作引 起了许多物理学家的兴趣。1931年，约里奥•居里与我国杰出的科学家、教育家严济慈教授同 时被法国物理学会选为理事，在此期间，约里奥夫妇重复了玻特的实验，并用这种从铍中放出 的新射线轰击石腊，结果竟从石腊中打出速度为3×107m／s的质子束来，如果认为这些质子的 产生是由于原子核受到γ光子碰撞的结果，那么计算表明，这种γ光子的能量至少应该具有50百 万电子伏，否则就不可能给质子那么大的速度，然而，这跟实际测得的数据10百万电子伏有矛 盾，遗憾的是这一矛盾并没有引起约里奥•居里夫妇的深思，他们仍然勉强地承认这种新射线 就是γ射线，把这一矛盾解释为γ光子同质子的康普顿散射。在1932年1月11日，他们向巴黎科 院提交了反映这一结果的论文。1月底，查德威克知道了约里奥夫妇的实验马上意识到：光子 不可能打出这么大能量的质子，这很可能是自己寻找了十二年之久的中子，经过反复实验，正 式命名为中子，于1932年2月发表了实验结果，仅半个月的时间就获得了成功。查德威克也因 此获得了1935年的诺贝尔物理学奖。1937年到1947年我国著名的物理学家钱三强在约里奥夫妇 身边工作，谈及此事，约里奥说：“当我的文章发表以后，卢瑟福的学生查德威克立即意识到 ，也就是卢瑟福预言的新粒子，于是，他马上进行实验，一个月后就发表了论文，点出了中子 的存在，哎，我真笨呀！中子存在的证据80％已经被我们得到了。但就没有把它点明白。当我 看了查德威克的论文，懊悔得用拳头打自己的脑袋。”
2018-2019学年高中物理(人教版)选修3-5课件：第十九章 原子核 19-3、4
3．盖革－米勒计数器 (1)优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它检测射线十 分方便。 (2)缺点 ①不同射线产生的脉冲现象相同， 只能用来计数， 不能 区分射线种类。 ②如果同时有大量粒子或两个粒子射来的时间间隔小 于 200 μs，则计数器不能区分它们。
例1 的是( )
(多选)关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确
1．三种射线在云室中的径迹比较 (1)α 粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方 向。由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云 室中的径迹直而粗。
(2)β 粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且 电离本领小， 沿途产生的离子少， 所以高速 β 粒子在云室中 的径迹又细又直，低速 β 粒子的径迹又短又粗而且是弯曲 的。 (3)γ 粒子的电离本领更小， 在云室中一般看不到它的径 迹。 2．不同探测方法的对比 威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和 种类的。
的过程。 2．原子核的人工转变 2 卢瑟福 用 α 粒子轰击氮原子核， □ (1)1919 年___________ 产生了 氧的一种同位素，同时产生一个质子。 (2)卢瑟福发现质子的核反应方程 1 17 14 4 3 H ＋ □ 1 8O 7N＋2He→________________
5 电荷数 守恒。 4 质量数 守恒，__________ □ 3．遵循规律：□ __________
子的径迹。
3.盖革－米勒计数器 它的主要部分是盖革－米勒计数管， 外面是玻璃管， 里
10 导电圆筒 ，筒的中间有一 面有一个接在电源负极上的_____________ □ 11 金属丝 ， 12 惰性 气体以及少 □ □ 条接电源正极的__________ 里面充入________ 13 酒精或溴 蒸气。当射线进入管内时，会使管内气体 □ 量____________ 14 电离 ， 15 电子 在电场中加速， □ □ ________ 产生的________ 再与管内气体分
人教版高中物理选修3-5课件 19 核裂变课件
人民教育出版社 高二 |选修3-5
原子弹
中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图
人民教育出版社 高二 |选修3-5
3、裂变反应堆
裂变反应堆是核电站的心脏，它是一种用人 工控制链式反应的装置，可以使核能较平缓地 释放出来。 基本结构：裂变材料（铀棒）、慢化剂（ 减速剂）、控制棒、反射层、热交换器、防护 层等组成。
人民教育出版社 高二 |选修3-5
原子弹
如图所示，弹壳里装着分开放置的高浓度 U235 ， 每块的体积小于临界体积，因此不会爆炸，铀块外面包 着一层能够反射中子的物质（如铍），叫做中子反射层 ，以减少跑出铀块的中子，当铀块后面的普通炸药爆炸 时，火药燃烧后气体把分开的铀块压到一起，由于空气 中有游离的中子，铀核自发裂变 也能产生一些中子，这样，超过临
人民教育出版社 高二 |选修3-5
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
减速剂 链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
人民教育出版社 高二 |选修3-5 核电站－－－－秦山核电站
人民教育出版社 高二 |选修3-5
课堂练习：
课堂小结：
教材第99页“家庭作业与活动”第4题。
1、裂变及其特点 2、链式反应及其条件 3、裂变的应用
界体积的铀块立即发生链式反应，
产生猛烈爆炸。
人民教育出版社 高二 |选修3-5
原子弹
人民教育出版社 高二 |选修3-5
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的 毁伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇 状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高 达12英里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬， 64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占 全市总人口的53%．长崎市60%的建筑物被摧 毁，伤亡86000人，占全市37% ．
人教版物理选修3-5课件第19章第四节
5．人工转变核反应与衰变的比较 原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒 子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和 条件才能发生，而衰变是原子核的自发变化， 它不受物理化学条件的影响．
即时应用(即时突破，小试牛刀) 1．下列反应方程中正确的是( ) A.238U→ 234Th＋ 2H B.9Be＋4He→12C＋ 1n 92 90 1 4 2 6 0 C.234Th→ 234Pa＋ 0e D.31P→30Si＋ 0e 90 90 1 15 14 1
(1)在农业生产中，探测农作物在不同的季节对 元素的需求． (2)在工业上，检查输油管道上的漏油位置．
(3)在生物医疗上，可以检查人体对某元素的吸
收情况，也可以帮助确定肿瘤的部位和范围．
即时应用(即时突破，小试牛刀) 2．下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪 原子的( ) A．利用钴60治疗肿瘤等疾病 B．γ射线探伤 C．利用含有放射性碘131的油，检测地下输 油管的漏油情况 D．把含有放射性同位素的肥料施给农作物用 以检测农作物吸收养分的规律
2．气泡室
与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并
控制里面液体的温度和压强，使温度略低于液
压强 体的沸点．当气泡室内的___________突然降 沸点 低时，液体的___Байду номын сангаас_____变低，因此液体过热， 粒子通过液体时在它周围有气泡形成，显示出
粒子的径迹来．
3．盖革－米勒计数器 它的主要部分是一个计数器，外面是玻璃管， 导电圆筒 里面有一个接在电源负极上的____________， 金属丝 筒内中间有一根接电源正极的__________， 惰性 里面充入______气体以及少量 酒精或溴 电离 ______________蒸气．当射线通过管内时， 电子 会使气体________，产生的________在电场 中加速，再与气体分子碰撞，又使气体电离， 产生电子……一个粒子进入玻璃管内就会产生 大量的电子，这些电子到达阳极，就形成一次 电流脉冲 瞬间导电，电路中形成一次____________， 电子仪器把这次脉冲记录下来．
物理人教版选修3-5课件：第19章 第1节 原子核的组成
所示。
图 19-1-2
根据 qvB＝mRv2得 R＝mqBv∝mqv
所以，在同样条件下 β 粒子与 α 粒子的轨道半径之比为
1 99 RRαβ＝1 8436×10c0c×2ee＝3171。
10
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。
2．原子核的符号和数量关系 (1)符号：AZX。 (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 常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数。
到达O点的射线 β α
γ γ
到达P点的射线 α β β α
[思路点拨] 解答此题应注意以下两点： (1)能够穿过厚纸板的只有 β 和 γ 射线，α 射线无法穿过。 (2)γ 射线不偏转，β 射线在磁场中的偏转情况符合左手 定则。
[解析] R 放射出来的射线共有 α、β、γ 三种，其中 α、β 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，γ 射线不偏转，故打在 O 点的应为 γ 射线；由于 α 射线贯穿本领 弱，不能射穿厚纸板，故到达 P 点的应是 β 射线；依据 β 射线 的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里。
原子核的组成与数量关系
1．原子核的大小、组成和同位素
大小：很小，半径为10－15～10－14 m
人教版高中物理选修3-5第19章 第1节 原子核的组成课件
第十九章
原子核
第十九章 原子核
〔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？让我们一起走进核世界吧。
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第十九章 原子核
〔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。
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第十九章 原子核
知识点 3 原子核的组成 1．质子的发现
质子
原子核
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第十九章 原子核
2．中子的发现
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第十九章 原子核
3．原子核的组成 (1)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。 (2)质子带一个单位的 __正____电荷，中子不带电，质子和中子质量几乎 __相__等____，都等于一个质量单位。 (3)核电荷数＝质子数(Z)＝元素的_原__子__序__数_____＝核外电子数。 4．同位素 具 有 相 同 的 __质__子__数____ 而 ___中__子__数___ 不 同 的 原 子 ， 在 元 素 周 期 表 中 处 于 __同__一__位__置____，它们互称为同位素。例如，氢有三种同位素11H、21H、31H。
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
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第十九章 原子核
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。
原子核
第十九章 原子核
〔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？让我们一起走进核世界吧。
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第十九章 原子核
〔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。
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第十九章 原子核
知识点 3 原子核的组成 1．质子的发现
质子
原子核
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第十九章 原子核
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第十九章 原子核
3．原子核的组成 (1)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。 (2)质子带一个单位的 __正____电荷，中子不带电，质子和中子质量几乎 __相__等____，都等于一个质量单位。 (3)核电荷数＝质子数(Z)＝元素的_原__子__序__数_____＝核外电子数。 4．同位素 具 有 相 同 的 __质__子__数____ 而 ___中__子__数___ 不 同 的 原 子 ， 在 元 素 周 期 表 中 处 于 __同__一__位__置____，它们互称为同位素。例如，氢有三种同位素11H、21H、31H。
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
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第十九章 原子核
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。
优秀课件人教版高中物理选修3-5第十九章《原子核》-核聚变 (共24张PPT)
活动1：小小科学家
磁约束——环流器（托卡马克）
活动1：小小科学家
磁约束——仿星器
活动1：小小科学家
惯性约束---激光点火
神 光 Ⅲ 号
二、受控热核反应
2、可控核聚变的实现方法
• 磁约束
将燃料锁定在一定空间
• 惯性约束
产生高温
二、受控热核反应
三、核聚变能源的利用
• 核聚变能源被誉为人类的终极能源 • 具有产能高、原料丰富、废料清洁等优点 2007年10月，中国、欧盟、印度、日本、韩国、 俄罗斯和美国等七个国家和地区合作开展“国际核聚变 实验（ITER）”计划。
我国第一颗氢弹爆炸成功
一、核聚变
1、定义
两个轻核结合成质量较大的核，同时释放大量
的核能，这样的核反应叫做聚变（fusion）
平均每个核子产生的能量是核裂变的3~4倍！
一、核聚变
2、核聚变的条件
要使原子核之间的距离达到10-15m。
V V
要克服巨大的库仑斥力，就需要获得足够大的动能
巨大的热核反应堆-----太阳
一、核聚变 （热核反应）
3、实现方法 • 把原子核加热到足够大的温度
几百万开尔文高温
二、受控热核反应
1、实现核聚变的难点
• 地球上没有容器能承受如此高的温度 • 几百万开尔文的高温如何实现？ 通过查找资料，你是否了解到国际上主流的做法？
活动1：小小科学家 课前自主学习，课堂展示风采
• 介绍一种实现可控核聚变的方法及其原理弊
正方：利大于弊 一辩：陆睿韬 二辩：刘 旭 三辩：邢牧凡 四辩：胡予萱
反方：弊大于利
VS
一辩：李敏慧 二辩：陆子骏 三辩：刘静怡 四辩：彭 皓
四、作业及资料推荐
人教版物理选修3-5(课件)第19章 原子核5
小于0．8×10－15 m时，核力表现为斥力，大于0．8×10－15 m 时表现为吸引力，C错误．
答案：
D
物理 选修3-5
第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
质能方程和质量亏损的理解
1．质能方程E＝mc2的理解 (1) 质能方程说明：一定的质量总是跟一定的能量相联系 的．具体地说，一定质量的物体所具有的总能量是一定的，等
烦，习惯上常用“原子质量单位”和“电子伏特”作为质量和
能量的单位． (3) 根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比．物体
质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减
第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
一、核力与四种基本相互作用
核子 间存在着相互作用的核 1 ． 核力： 原子核里的 ________
核力 把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核． 力．_______ 2．核力特点： 强 相互作用的一种表现，在它的作 (1)强力：核力是 _______ 用范围内，核力比库仑力大得多． 短程力 ，作用范围在__________m 10－15 (2)短程力：核力是__________ 之内． 相邻 的核子发生核力 (3)核力的饱和性：每个核子只跟 _______ 饱和性 ． 作用， 这也称为核力的__________
物理 选修3-5
第十九章 原子核
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讲 要点例析
物理 选修3-5
第十九章 原子核
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对核力的理解
1 ．核力是强相互作用 ( 强力 ) 的一种表现．在它的作用范
答案：
D
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第十九章 原子核
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质能方程和质量亏损的理解
1．质能方程E＝mc2的理解 (1) 质能方程说明：一定的质量总是跟一定的能量相联系 的．具体地说，一定质量的物体所具有的总能量是一定的，等
烦，习惯上常用“原子质量单位”和“电子伏特”作为质量和
能量的单位． (3) 根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比．物体
质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减
第十九章 原子核
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一、核力与四种基本相互作用
核子 间存在着相互作用的核 1 ． 核力： 原子核里的 ________
核力 把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核． 力．_______ 2．核力特点： 强 相互作用的一种表现，在它的作 (1)强力：核力是 _______ 用范围内，核力比库仑力大得多． 短程力 ，作用范围在__________m 10－15 (2)短程力：核力是__________ 之内． 相邻 的核子发生核力 (3)核力的饱和性：每个核子只跟 _______ 饱和性 ． 作用， 这也称为核力的__________
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第十九章 原子核
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讲 要点例析
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第十九章 原子核
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对核力的理解
1 ．核力是强相互作用 ( 强力 ) 的一种表现．在它的作用范
高二物理人教版选修3-5课件：第十九章 原子核 本章整合
M -4
M Z
M X→Z+1 Y+-1 0 e
知识构建
专题归纳
专题一
专题二
例题 1 在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于放出一个 α 粒子,结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示),今测得两个相切圆 半径之比 r1∶r2=44∶1。则:
(1)这个原子核原来所含的质子数是多少? (2)图中哪一个圆是 α 粒子的径迹?(说明理由)
0
人工转变:用粒子轰击原子核产生新核的反应 放射性同位素 应用 应用它的射线 作示踪原子
防护:防止射线对环境的污染或对生命的危害 结合能 结合能:核子结合成核释放的能量 核能的计算:Δ������ = Δ������������ 2 重核裂变:原子弹,有质量亏损释放核能 轻核聚变:氢弹,有质量亏损释放核能 可控核反应堆 可控热核反应
核能 释放核能的两种途径 缓慢释放核能的途径
粒子的分类:强子、轻子、媒介子 粒子与宇宙 四种相互作用:万有引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用 宇宙大爆炸理论
知识构建
专题归纳
专题一
专题二
专题一 衰变与轨道
原来静止的原子核衰变发出射线,同时生成新核,若它们处在同一个匀 强磁场中,就会出现内切圆和外切圆的物理图景。 判断内切、 外切的理论依 据: 1.动量守恒定律:新核与粒子的动量大小相等,方向相反; 2.带电粒子在磁场中的偏转:带电粒子以某一初速度垂直进入匀强磁 场,受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动; 3.左手定则:判断粒子偏转方向(粒子圆周运动的绕行方向)。 呈现内切圆、 外切圆物理图景的规律:若原子核衰变放出的射线带正电, 则新核与粒子在磁场中的两圆外切;若原子核衰变放出的射线带负电,则内 ������������ 切。两圆的半径大小由 R= 确立。因 mv、B 相同,故电荷量多的为小圆,
人教版高中物理选修3-5第十九章19.5核力和结合能 课件(共29张PPT)
中
子 数
实际存在
的原子核
原因分析：
核越大，核子间距离增大
库仑力与核力均减小，但核力减小快
增大到一定程度时，核力较小，不足以
平衡库仑力时，原子核会不稳定。
理想的质子 数和中子数 相等的稳定
若增加中子，与其它核子无库仑力，但 有核力，有助于原子核稳定
原子核
核力是短程力，若超过其作用范围，增 加中子，原子核也不稳定，所以原子序
三. 结合能
12H 11H 01n
当光子能量等于或 大于2.22MeV时， 这个反应才会发生
11H 01n12H
一个质子和一个中子 结合成氘核，要放出 2.22MeV的能量
1、结合能：将原子核拆散成单个核子需要吸收的 能量或是将核子结合成原子核所放出的能量
三、结合能
（21、）结注合意能：并不是由于核子结合成原子核而具有
（3）. 核力具有饱和性。每个核子只跟相邻的核 子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。
3、四种相互作用
（1）.万有引力：引力主要在宏观和宇宙尺度上“独 领风骚”。是引力使行星绕恒星转动，并且联系着星 系团，决定了宇宙的现状和未来。→长程力
（2）.电磁力：在原子核外，电磁力使电子不脱离原 子核而形成原子，原子结合成分子，使分子结合成液 体与固体。→长程力
电磁力和万有引力都是“长程力”，即它们可以作用 到无限远的距离，当然距离越远，力就越小
（3）.强相互作用：原子核内，强力将核子束缚在一 起。→短程力 （4）.弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰变的 原因，即引起中子－质子转变的原因。→短程力其力
程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电磁力小。
36
F万 Gm 2 / r 2 Gm 2 10 11 (10 27 )2
人教版高中物理选修3-5课件 19 原子核的组成课件
-1
电荷数
O16 2-
82
原子个数
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填表：
人民教育出版社 高二 |选修3-5
微粒 质量数 质子数 中子数 电子数
氯原子 35
17
18
17
钠离子 23
11
12
10
硫离子 32
16
16
18
8350Br
80
35
45
35
人民教育出版社 高二 |选修3-5
1、质子数为6中子数为6的原子
第十九章 原子核
原子核的组成
人民教育出版社 高二 | 选修3-5
认 识 原 子 核
人民教育出版社 高二 |选修3-5
人民教育出版社 高二 |选修3-5
提出问题：
1. 原子是化学变化中的最小微 粒。原子的特点是什么？
2.原子是否能再分呢？如能再分， 它由哪些微粒组成呢？
1. 原子的构成
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12 06
C
2、质子数为11中子数为12的原子2131 Na
3、质子数为1质量数为1的原子
01 01
H
4、质子数为1中子数为1的原子
02 01
H
5、质量数为3中子数为2的原子
03 01
H
6、质子数为17中子数为18的原子3175 Cl
7、质量数为37中子数为20的原子 37
17
Cl
人民教育出版社 高二 |选修3-5构成原来自 的粒子电子原子核
质子
中子
电性和电 1个电子带一个 1个质子带一
量
单位负电荷 个单位正电荷 不显电性
质量 /kg
人教版物理选修3-5(课件)第19章 原子核6
量原子核的核子的平均质量，因此，铀核裂变为中等质量的原
子核时，会发生质量亏损，释放核能．
物理 选修3-5
第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练
(4)铀的存在形式 在天然铀中，主要有两种同位素，99．3%的是238 92U,0．7% 的是235 92U，虽然中子都能引起这两种铀核发生裂变，但它们和 中子作用的情况明显不同． ①235 92U 俘获各种能量的中子都会发生裂变，且俘获低能量 的中子发生裂变的概率大． ②238 92U 只有在俘获的中子的能量大于 1 MeV 时才能发生核 反应，且裂变的几率较小．对于低于 1 MeV 的中子只与铀核发 生弹性碰撞，不能引起核反应．
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第十九章 原子核
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讲 要点例析
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第十九章 原子核
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裂变及链式反应
1．铀核的裂变 (1)核子受激发：当中子进入铀235后，便形成了处于激发 状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的 形状．
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第十九章 原子核
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6．核裂变
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第十九章 原子核
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第十九章 原子核
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学 基础导学
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第十九章 原子核
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)
A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量 C．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所
2018_2019高中物理第十九章原子核章末小结课件新人教版选修3_5ppt版本
衰 α衰变 变 β衰变 人工转变
重核裂变 轻核聚变
自发 自发
人工控制
比较容易进行 人工控制 除氢弹外无法 控制
23982U→23940Th＋42He 23940Th→23941Pa＋－01e 147N＋42He→178O＋11H(卢瑟福发现质子) 42He＋94Be→126C＋10n(查德威克发现中子) 3173Al＋42He→3105P＋10n (约里奥·居里夫妇发现放射性 3105P→3104Si＋01e 同位素，同时发现正电子) 23952U＋10n→14546Ba＋8396Kr＋310n 23952U＋10n→13564Xe＋9308Sr＋1010n
( BD )
A．组成原子核的核子越多，原子核越稳定
B．23982U衰变为22826Rn经过4次α衰变，2次β衰变
C．在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大
D．在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大
解析：比结合能越大，原子核越稳定，则选项A错误；
238 92
U衰变为
222 86
2 1
H核结合成
4 2
He核时，核子的比结合能变大，结合时要放出能量。D错误：由比结合能图线
知，23952U核中核子平均结合能比3869Kr核中的小。
谢谢
1．(2017·全国卷Ⅰ，17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释
放的能量用来发电。氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n。2
He的质量为3.0150u，
1 0
n的质量为1.0087u,1u＝931MeV/c2。氘核聚变
反应中释放的核能约为
方程，___A____是研究氢弹的基本核反应方程。
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2．1934 年，约里奥—居里夫妇发现经过 α 粒子轰击的铝片中含
4 27 30 1 有放射性磷30 P ，核反应方程为 He ＋ Al → P ＋ 15 2 13 15 0n .
四、放射性同位素的应用
1．在工业上可以用γ 射线来探测工件内部裂痕，称为 γ 探伤，也 可以用 γ 射线照射种子，会使种子的 遗传基因 而培育出新品种．
2．探测射线的仪器 (1)威耳逊云室： ①原理：当酒精蒸气达到过饱和状态，粒子 气体分子 在云室内气体中 凝结成雾滴 飞过，使沿途的 电离，过饱和酒精 蒸气就会以这些 离子为核心 ，于是显示出射线的 径迹．
(2) 气泡室：气泡室里装的是液体 ，如液态 氢 ． 粒 子 通 过 产生气泡 过热液体时，在它的周围 而形成粒子的径迹． (3)盖革－米勒计数器： 非常灵敏 射线的种类 ，用它检测 计数 ①优点：G－M 计数器 射线十分方便． ②缺点：只能用来 ，不能区 分 ．
现了原子核的人工转变．
【深度思考】 核反应的实质是什么？ 答案 用 粒子轰击原子核并不是粒子与核 碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核 内部使核发生了转变．
【例 2】
完成下列核反应方程，并指出其中________是发现质
子的核反应方程，________是发现中子的核反应方程．
1 14 (1)14 7 N＋0n→ 6C＋________ 4 17 (2)14 N ＋ He → 7 2 8O＋________ 1 4 (3)10 B ＋ n → ________ ＋ 5 0 2He 4 1 (4)9 4Be＋2He→________＋0n 2 57 (5)56 Fe ＋ H → 26 1 27Co＋________
【例 1】
在威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列 ( )
说法中正确的是 A．由于 γ 射线的能量大，容易显示其径迹 B．由于 β 粒子的速度大，其径迹粗而且长 C．由于 α 粒子的速度小，不易显示其径迹 D．由于 α 粒子的电离作用强，其径迹直而粗
解析 在云室中显示粒子径迹是由于引起气 体电离，电离作用强的α粒子容易显示其径迹， 因质量较大，飞行时不易改变方向，所以径 迹直而粗，故只有D正确． 答案 D
解析 (2)
14 1 (1)147N＋1 0n→ 6C＋1H
14 4 17 1 N ＋ He → O ＋ 7 2 8 1H
1 7 4 (3)10 B ＋ n → Li ＋ 5 0 3 2He 4 12 1 (4)9 4Be＋2He→ 6C＋0n 2 57 1 (5)56 Fe ＋ H → Co ＋ 26 1 27 0n
[目标定位] 1.了解探测射线的几种方法，熟 悉探测射线的几种仪器.2.知道什么是放射性 同位素和人工放射性同位素.3.知道核反应及 其遵从的规律，会正确书写核反应方程.4.了 解放射性在生产和科学领域的应用．
一、探测射线的方法
1．探测射线的理论依据 (1)放射线中的粒子会使气体或液体电离， 雾滴 以这些离子 气泡 为核心，过饱和的蒸气会产生 ，过热 感光 液体会产生 荧光 ． (2)放射线中的粒子会使照相乳胶 ． (3) 放 射 线 中 的 粒 子 会 使 荧 光 物 质 产
【例 3】 关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( A．利用 γ 射线使空气电离，消除静电 B．利用 α 射线照射植物的种子，使产量显著增加 C．利用 β 射线来治肺癌、食道癌
)
D ．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相 同，可以作为示踪原子
解析 β 或 α 射线的电离本领较大，可以消除工业上有害的静电 积累，选项 A 错误；β 射线或 γ 射线的穿透性强，可以用来辐射 育种、辐射保鲜、消毒杀菌和医治肿瘤等，选项 B、C 错误；放 射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，可以作为示 踪原子，选项 D 正确． 答案 D
【深度思考】 三种射线肉眼都看不见，结合上述三种仪 器，说说探测射线的原理是什么？ 答案 探测射 线的原理都是利用射线中的 粒子与其他物质作用时产生的现象，来显 示射线的存在．如威尔逊云室利用射线的 电离性质使过饱和酒精蒸气凝结成雾滴来 显示射线的径迹；气泡室是让射线粒子周 围形成气泡来显示径迹；盖革－米勒计数 器产生脉冲放电显示径迹．
其中发现质子的核反应方程是(2)，发现中子的核反应方程是(4)． 答案 见解析
书写核反应方程的四条重要原则 (1)质量数守恒和电荷数守恒； (2)中间用箭头，不能写成等号； (3)能量守恒(中学阶段不作要求)； (4)核反应必须是实验中能够发生的．
三、人工放射性同位素
1．有些同位素具有 放射性
，叫放射性同位素．
示踪原子 2． 农业上利用30 15P 作为
发生变异，从
来研究农作物对磷肥的吸收情况．
3．辐射与安全：人类一直生活在放射性的环境中， 过量 的射线 对人体组织有破坏作用．要防止放射性物质 具等的污染． 对水源、空气、用
【深度思考】 原子核的人工转变与放射性元素的衰变有 何区别？ 答案 原子核的人工转变是指在其他粒子 轰击下变成新核的过程，放射性元素的衰 变是指核自动转化为新核的过程．
二、核反应
1．定义 其他粒子 原子核在 的过程． 质量数 2． 遵循规律 电荷数 守恒，
新原子核
的轰击下产生
守恒．
3．原子核的人工转变
卢瑟福
用 α 粒子轰击氮原子核， 产生了氧的一种同位素(氧 17)
4 17 1 和一个质子，核反应方程为 2 He＋14 N → O ＋ 7 8 1H ，第一次实