卢瑟福的粒子轰击氮核试验—质子的发现
高中物理 第十九章 原子核 第1节 原子核的组成讲义(含解析)新人教版选修3-5-新人教版高二选修3
第1节原子核的组成1.物质发射射线的性质称为放射性。
放射性元素自发地发出射线的现象，叫做天然放射现象。
2．α射线是高速氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是光子流。
3．原子核由质子和中子组成。
1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子，1932年查德威克证实了中子的存在。
4．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现天然放射现象，揭开了人们研究原子核结构的序幕。
一、天然放射现象1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性。
2．物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象。
3．原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线。
4．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)。
二、三种射线1．α射线：实际上就是氦原子核，速度可达到光速的110，其电离能力强，穿透能力较差，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，它速度很大，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10－10 m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。
三、原子核的组成1．质子的发现卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子。
2．中子的发现(1)卢瑟福预言：原子核内可能还存在另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫做中子。
(2)查德威克用α粒子轰击铍(49Be)原子核获得了中子。
3．原子核的组成原子核由质子、中子组成，它们统称为核子。
4．原子核的电荷数(Z)等于原子核的质子数，等于原子序数。
5．原子核的质量数(A)等于质子数与中子数的总和。
6．原子核的符号表示A X，其中X为元素符号，A为原子核的质量数，Z为原子核的电荷数。
卢瑟福与现代物理实验
卢瑟福与现代物理实验20世纪初，一位伟大的物理学家从微观的原子着眼，探索物质组成及其内在机制的奥秘，从而发现原子有核结构和人工打破原子核，实现元素的人工转变，从科学实验上论证并阐述了新的物质观和科学观，他就是被誉为“微观宇宙之王”的卢瑟福。
本文就卢瑟福对现代物理实验的贡献作一简要介绍。
1 卢瑟福的生平欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)1871年8月31日出生于新西兰的一个偏辟乡村，其父是一个诚实而正直的农民和手工业工匠，其母是一位乡村教师。
自幼受到母亲的良好教育和影响，中学阶段是最拔尖的学生，在坎特伯雷学院的四年大学生活中，数学教授库克和化学、物理教授毕克顿对他的学习和后来的发展影响很大，引导他走上了科学研究的道路。
1895年卢瑟福有幸获得新西兰唯一的一个“大博览会奖学金”名额赴英国剑桥大学师从J·J·汤姆逊读研究生，先在无线电通讯方面崭露头角，后又沿着气体导电、放射性、原子物理、核物理的顺序做出一系列划时代的重大发现。
他一生的工作主要可分为加拿大的麦克吉尔大学时期(1898~1907)、英国曼彻斯特大学时期(1907~1919)和英国剑桥大学卡文迪许实验室时期(1919~1937)。
1908年卢瑟福由于研究放射性物质及对原子科学的杰出贡献荣获诺贝尔化学奖，1925年当选为英国皇家学会主席，1930年被英国女皇封为勋爵，1937年10月19日在英国不幸去世。
2 创立“原子嬗变理论”卢瑟福遵照其导师J·J·汤姆逊的建议，进入放射性元素的研究领域。
在实验中他首先发现了铀的两种射线，并将其分别命名为α射线和β射线；不久，他又发现这两种射线都是带电的粒子构成的，α粒子带正电荷，其质量与原子的质量属于同一数量级。
他还发现钍在放射性过程中产生的一种气体，并把这种气体命名为“钍射气”。
后来经实验证实“钍射气”就是氦气。
他和他的助手还证实了镭射气是一种放射性气体，其分子量比氢气的分子量大几十倍。
原子结构模型发展史及其影响
一、原子结构模型发展史及其影响原子最初被认为没有质的区别,只有大小、形态和位置的区别，经过后期哲学家的发展，认识到各种原子也有质的区别。
古代的这种原子观是在缺乏实验佐证的情况下产生的。
18世纪末，英国化学家道尔顿(Dalion，1766—1844年）通过大量实验与分析,认识到原子是真实存在的，并确信物质是由原子结合而成的.他于1808年出版了《化学哲学新体系》一书,提出了原子学说，认为每种单质均由很小的原子组成。
不同的单质由不同质量的原子组成。
并认为原子是一个坚硬的小球,在一切化学变化中保持基本性质不变.此后近一百年，关于原子的结构的认识没有大的变化。
在19世纪末，放射性元素逐一被发现,它们裂变的事实冲破原子不能再分的传统观念。
1897年英国科学家汤姆孙（1856-1940）发现原子里有带负电荷的电子。
这一切激励着科学家们去探索原子的内在结构。
1904年，英国科学家汤姆孙首先提出葡萄干面包原子模型。
他认为既然电子那么小，又那么轻，因此原子带正电部分充斥整个原子，而很小很轻的电子浸泡在正电的气氛中，这正像葡萄干嵌在面包中那样.电子带的负电荷被原子内带正电荷部分抵消，因此原子是电中性的。
汤姆森的原子模型能解释原子是电中性的，还能估计原子半径约为100pm（10—10m），因此它风行10多年,以后意外地被汤姆孙的学生卢瑟福推翻。
1911年，卢瑟福（1897—1937）和盖革（1882-1945）用α粒子轰击金属箔，并用荧光屏记录粒子散射现象的情况.他发现大部分α粒子按直线透过金属箔,只有极少一部分α粒子被反弹回来或偏转很大角度.这个实验充分说明原子内有很大空间，而正电荷部分集中在原子中心极小的球体内,这里占原子质量的99%以上。
因此，他断定汤姆孙的葡萄干面包的原子模型不符实际，同时他果断地提出新的原子模型。
1912年，卢瑟福联系太阳系中行星绕太阳旋转情况提出新的原子模型是带正电的原子核在原子正中，占原子质量的绝大部分，正像太阳系中太阳那样；带负电的电子环绕原子核作高速运动。
质子和中子的发现
发现永不满足的探险家。
在提出原子模型之后，他用阿尔法粒子轰击氮原子时，意外地发现一种射程很长的带正氢原子核。
1914年，这种粒子，卢瑟福把它命名为质子。
从这个实验中得知，质子是构成原子核的一类“砖建立的呢？卢瑟福说，“根据计算，原子核还应该有另外一种微粒存在。
并且，这种微粒不带电，它几乎和原子核。
”国的一位化学家威廉·哈金斯把这个粒子取名为中子。
不过，这仅仅是一个设想，因为当时还没有在实验中找碳原子的原子核结构的这个见解遭到许多科学家的反对。
他们认为，既然质子是带正电的，如果还有一个不带电的粒子，它们是不小，它们俩能在这微小的空间里结合在一起吗？承认原子核由质子和中子构成，必须从实验中找到它。
的发展，1930年，两位德国的物理学家玻西和贝克尔在用X粒子轰击金属铍时，发现了一种特别的“辐射”，甚至几厘米厚的铅板都能穿透。
当时人们已经知道伽马射线具有很强的穿透能力，所以，玻西和贝克尔以为并公布于众。
儿和女婿约里奥·居里夫妇重复了玻西的实验，并加以发展。
他们让这种射线穿过石蜡，发现石蜡中有质子经不远了，遗憾的是，他们以为是特别强的伽马射线把石蜡质子打出了，因此失去了发现中子的机会。
得意门生——查德威克，1930年重复了居里夫人的实验——用阿尔法粒子轰击石蜡，发现有一股高速粒子流实验没有错。
可是光子真的能打出质子吗？查德威克还是难以相信。
他认为，伽马射线是没有质量的，根本射线对石蜡的作用，就像灰尘打在一颗石子上，再多的灰尘也不可能把石头打碎。
于是，他决定对约里奥夫西发现的这种“辐射”与硼作用，发现产生了新的原子核。
查德威克通过测定，发现新原子核比原来重了一和质子的质量相等。
这样可以断定：玻西发现的“辐射”实际上是质量与质子相等的粒子流，而不是强的伽过电磁场，没有发现任何偏转现象。
说明它们不带电，是呈中性的。
查德威克兴奋极了，他看到玻西发现的带电的粒子——中子。
人们寻找已久的中子终于在查德威克的手中被发现了。
卢瑟福发现了质子和中子
卢瑟福发现了质子和中子构成原子核的核子有两种，第一种是质子。
卢瑟福被公认为质子的发现人。
1918年他任卡文迪许实验室主任时，用α粒子轰击氮原子核，注意到在使用α粒子轰击氮气时他的闪光探测器记录到了氢核的迹象。
卢瑟福认识到这些氢核唯一可能的来源是氮原子，因此氮原子必须含有氢核。
他因此建议原子序数为1的氢原子核是一个基本粒子。
在此之前尤金·戈尔德斯坦就已经注意到阳极射线是由正离子组成的。
但他没有能够分析出这些离子的成分。
卢瑟福，1871年8月30日出生于新西兰纳尔逊的一个手工业工人家庭，并在新西兰长大。
后来，他进入了新西兰的坎特伯雷学院学习，23岁时获得了三个学位（文学学士、文学硕士、理学学士）。
1895年在新西兰大学毕业后，获得英国剑桥大学的奖学金进入卡文迪许实验室，成为汤姆生的研究生。
1898年，在汤姆生的推荐下，他开始担任加拿大麦吉尔大学的物理教授。
他在那儿待了9年，于1907年返回英国出任曼彻斯特大学的物理系主任。
1919年接替退休的汤姆生，担任卡文迪许实验室主任。
1925年当选为英国皇家学会主席。
1931年受封为纳尔逊男爵，1937年10月19日因病在剑桥逝世，与牛顿和法拉第并排安葬，享年66岁。
质子带着一个单位的正电荷，也就是它的电荷量是 1.602×10-19 库仑，直径大约在1.6 到 1.7×10−15米左右，质量是938百万电子伏特，也就是1.6726231 ×10-27 千克，大约是电子质量的1836.5倍。
到目前为止，质子被认为是一种稳定的、不衰变的粒子。
但也有理论认为质子可能衰变，只不过其寿命非常长。
反正，到今天为止物理学家还没有能够获得任何可能理解为质子衰变的实验数据。
质子是核物理和粒子物理实验研究中用以产生反应的很重要的轰击粒子，在核物理中质子常被用来在粒子加速器中加速到近光速后用来与其它粒子碰撞，这样的试验为研究原子核结构提供了极其重要的数据。
专项练习53 α粒子散射现象(无答案)-高三物理一轮复习小题专项练习
专题十三原子、原子核、波粒二象性必刷53 α粒子散射现象1．（2020·湖南天心·长郡中学高三月考）如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。
下列说法正确的是（）A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转2．（2020·陕西高三一模）关于卢瑟福的α粒子散射实验和原子的核式结构模型，下列说法中不正确的是（）A．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进B．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上C．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论D．卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了氢原子光谱的实验3．（2020·广西桂林十八中高三月考）1909年英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，下列关于该实验的描述错误的是（）A．α粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成B．α粒子的散射实验揭示了原子核有复杂的结构C．实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后没有发生散射D．α粒子从金原子内部穿出后携带了原子内部结构的信息4．（2020·江西会昌·高三月考）以下关于原子、原子核的说法不正确的是（）A ．α粒子散射实验中，α粒子轰击的金箔也可以用其他重金属箔，如铂箔B ．各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量各异，因此利用不同气体可以制作五颜六色的霓虹灯C ．因为“放射性的强度不受温度、外界压强的影响”，所以说明射线来自原子核D ．β衰变方程：23423409091-1Th Pa+e →，因为23490Th 和23491Pa 的核子数均为234，所以这两个原子核的结合能相等5．（2020·全国高三月考）下列说法中不正确的是（ ）A ．汤姆孙发现电子，揭示了原子有一定结构B ．在α粒子散射实验现象的基础上，卢瑟福揭示了原子核的结构C ．玻尔第一次将量子观念引入原子领域，建立了以核式结构为基础的原子模型D ．人工核转变的结果最终确定了原子核的基本组成6．（2020·唐山市第十一中学高三开学考试）卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是，在α粒子散射实验中，α粒子A ．全部穿过或发生很小偏转B ．绝大多数穿过，只有少数发生很大偏转，极少数甚至被弹回C ．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过D ．全部发生很大偏转7．（2020·浙江镇海中学高三月考）如图所示是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是（ ）A ．图1：卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的枣糕模型B ．图2：放射线在垂直纸面向外的磁场中偏转，可知射线甲为β射线C ．图3：电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关D ．图4：链式反应属于核裂变，铀核核裂变方程为2351448919256360U Ba+Kr+2n →8．（2020·保定容大中学高三开学考试）关于图中四幅图的有关说法中正确的是（ ）A ．图甲中的α粒子散射实验说明了原子核是由质子与中子组成B ．图乙中若改用绿光照射，验电器金属箔片一定不会张开C ．图丙一群氢原子处于n =4的激发态，最多能辐射6种不同频率的光子D ．图丁原子核C 、B 结合成A 时会有质量亏损，要释放能量9．（2020·四川省仁寿第一中学校北校区高三月考）现代科学的发展极大地促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是：A ．卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构B ．轻核聚变反应方程有：23411120H H He n +→+C ．天然放射现象表明原子核内部有电子D ．氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级和从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长10．（2020·石嘴山市第三中学高三三模）卢瑟福指导他的助手进行的α散射实验所用仪器的示意图如图所示。
原子结构的探索化学史
3.师道传承，知识和精神传统要源远流长。
4.基础自然科学的研究短期内可能看不到社会经济效益，但长远来看必定是促进人 类社会发展。
谢谢大家！
2.1876年成为剑桥大学的数学研究生。1880年，他取得数学优等荣誉 学位（继1854年麦克斯韦以后的第二位）。后在一位物理教师影响下 决心转攻物理学。
3.他在阴极射线的研究中，证实了阴极射线在电场和磁场中发生偏转，这是判定阴 极射线确实是带电粒子的决定性证据，并进一步测出它们的质量约为氢原子质量的 1/1837。由此推断，阴极射线粒子比原子要小得多，可见这种粒子是组成一切原子 的基本材料。汤姆孙于1904年4月30日宣布了他的成果，电子由此被发现。电子是人 类所认识的第一种基本粒子。
差生查德威炮火下的科研(1ห้องสมุดไป่ตู้91-1974)
1.詹姆斯.查德威克：1891年生于英国柴郡。上中学的时候， 他的学习成绩并不出彩，实验课甚至都没有考及格。但是，查德威克 信：“会做则必须做对，一丝不苟；不会做又没弄懂，绝不下笔。” 正是这种实事求是、功在不舍的精神，使他在科学研究事业中受益一生。
2.1908年，查德威克考入曼切斯特大学。他在物理方面的天赋引起了 卢瑟福的关注，并很快便崭露头角，他的“射线穿过金属箔时发生偏离 的实验成功，有力的证实了原子核的存在。。
4.1906年，由于汤姆孙对电子研究的重要贡献而被授予诺贝尔物理奖（距电子的发 现时隔两年）。
卓越教师汤姆孙
1.汤姆逊除发现电子外，他在研究极隧射线时反现了质谱方法。 他的方法经过同事阿斯顿的改进和完善发展为今天的质谱仪。
2.在担任卡文迪什实验室教授期间，他创建了完整的研究生培养制度 和培育了良好的学术风气，使卡文迪什实验室成为国际物理前沿研究 中心之一。他的学生有7人获诺贝尔奖。英国能够在20世纪前30年在 原子物理学领域保持重要的领先地位，汤姆孙的有力指导和优秀教学 能力起了相当作用。
(必考题)人教版高中物理选修3-第5章填空题专项经典题(含答案解析)
一、填空题1．1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现________．图中A为放射源发出的________粒子，B为________气．银箔的作用是________.质子氮吸收粒子解析：质子α氮吸收α粒子[1][2][3][4]卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子，因此图中的A为放射源发出的α粒子，B为氮气；银箔的作用是刚好阻挡α粒子打到荧光屏，不能阻挡其它粒子的穿过，即吸收α粒子。
2．若核反应堆发生泄漏，铯137（13755Cs）对环境的影响最大，其半衰期约为30年。
(1)请写出铯137（13755Cs）发生β衰变的核反应方程___________[已知53号元素是碘（I），56号元素是钡（Ba）]；(2)泄漏出的铯137约要到公元___________年才会有87.5%的原子核发生衰变。
Cs→Ba＋e2016解析：13755Cs→13756B a＋01-e 2016(1)[1]发生β衰变的核反应方程为13755Cs→13756Ba+01e-。
(2)[2]由半衰期公式N余=N0×1()2tT知，经历了3个半衰期，即90年，剩余18的原子核没衰变，所以要到公元2106年才会有87.5%的原子核发生衰变。
3．用紫外线照射连有验电器的锌板，发现验电器中金属张开，此时金属箔上带________电；将验电器与锌板断开，并用天然放射线的照射，发现验电器中金属箔合拢，其原因是放射线具有________作用。
正电离解析：正电离[1]用紫外线照射连有验电器的锌板，发现验电器中金属张开，这是因为锌板发生了光电效应，有光电子从锌板飞出，锌板失去电子带正电。
所以此时金属箔上带正电。
[2]用天然放射线的照射，发现验电器中金属箔合拢，其原因是放射线具有电离作用，照射验电器的放射线会同时照射其周围的空气，使空气电离，变成导体。
从而使验电器上的电荷发生转移、中和。
卢瑟福的a粒子轰击氮核的试验
卢瑟福的α粒子轰击氮核的实验
1919年，卢瑟福用镭原子放出的、具有2⨯104 m/s 高速的α粒子作为“炮弹”来射击氮原子核时，观察到了一个奇怪的现象。
图2是实验装置示意图。
密封容器C 里放有放射源镭A ，从A 放出的α粒子射到一张薄银箔F 上，适当选取银箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收，而不
会透过。
在银箔F 的后面放一个涂有硫化锌的荧光屏S ，
用显微镜M 可观察到荧光屏上是否出现闪光。
当容器C 不充气时，因为α粒子已被它完全吸收掉，荧光屏上不会有闪光。
当通过阀门T 往容器C 里通入氮气后，从荧光屏上却观察到了闪光。
如果把氮气抽掉，换进氧气或二氧化碳的话，荧光屏上的闪光又不见了。
后来，把这种能使荧光屏闪光的粒子引进电场和磁场中，根据它在电场和磁场中的偏转，测出了它的质量和电荷量，确定它就是质子。
新的问题又发生了：这些质子是从什么地方来的呢？为了弄清这个问题，英国物理学家布拉凯特在充氮的云室里做了上述实验。
实验目的是想弄明白：如果质子是α粒子直接从氮核中打出来的，那么在云室里会看到四条径迹，即入射α粒子径迹、碰撞后的α粒子径迹、质子径迹、抛出质子后的新核的反冲径迹；如果α粒子打进氮核后形成一个复核，这复核立即发生衰变而放出一个质子，那么在云室里会看到三条径迹，即入射α粒子径迹、质子径迹、新核的反冲径迹。
布拉凯特拍摄了两万多张云室照片，终于在四十多万条α粒子径迹的照片中，发现了八条产生了分叉，表明了上述第二种设想是正确的：分叉后细而长的是质子的径
迹，短而粗的是反冲新核的径迹。
这个核反应是：14 7N ＋42He →17 8O ＋11H 。
显微镜 荧光屏。
原子核物理学之父卢瑟福简介
原子核物理学之父卢瑟福简介欧内斯特·卢瑟福，新西兰著名物理学家，知名为原子核物理学之父。
学术界公认他为继法拉第之后最伟大的实验物理学家。
下面是小编为大家整理的原子核物理学之父卢瑟福简介，希望大家喜欢!卢瑟福简介卢瑟福是新西兰历史上最为著名的物理学家，他出生在1871年8月30日，在1937年10月19日去世，是世界闻名的原子核物理学之父。
在整个物理学术界，卢瑟福是公认的继法拉第之后最伟大的实验物理学家，这为卢瑟福简介画上了浓墨重彩的一笔。
卢瑟福的家庭情况并不好，他出生在新西兰纳尔逊的一个普通家庭之中，他的家庭是从事手工业的，父母都是工人。
卢瑟福在新西兰长大，之后他进入新西兰的坎特伯雷学院学习。
卢瑟福简介中有很多有意思的事情，比如说他在23岁时获得了三个学位，是一个名符其实的学霸，这三个学位分别是文学学士、文学硕士、理学学士，能在这么年轻就取得这样的成绩，他绝对是一个学霸。
卢瑟福的重大成就是他的关于电子核的研究，他是首先提出放射性半衰期的概念的物理学家，卢瑟福证实放射性涉及从一个元素到另一个元素的嬗变，这项研究奠定了他在物理学界的地位。
同时卢瑟福又将放射性物质按照贯穿能力分类为α射线与β射线，这项科学研究证实前者就是氦离子。
因为这些伟大的贡献，所以在1908年的时候，卢瑟福获得了诺贝尔化学奖。
卢瑟福的成就是伟大的，所以他曾经工作过的实验室被后人称为“诺贝尔奖得主的幼儿园”。
为了纪念这位历史上伟大的物理学家，新西兰国家将他的头像印在货币上，作为国家对他最崇高的敬意。
卢瑟福的主要贡献卢瑟福，人称是在法拉第之后的最伟大的实验物理学家，是原子核物理学之父。
1908年，卢瑟福光荣的获得了诺贝尔化学奖。
并且，为了感谢他的研究带来的进步，特将第104号元素命名为炉。
那么，卢瑟福的主要贡献究竟有什么呢?说起卢瑟福做出的贡献就不得不提起他曾做过的α粒子散射实验。
1911年卢瑟福根据这一实验提出了原子核式结构模型。
高中物理新教材同步选择性必修第三册 第5章 原子和原子核1 原子核的组成
1原子核的组成[学习目标] 1.知道什么是放射性、放射性元素及天然放射现象.2.了解三种射线的本质，知道其特点.3.知道原子核的组成，知道原子核的表示方法，理解原子序数、核电荷数、质量数之间的关系.4.了解同位素的概念．一、天然放射现象1．1896年，法国物理学家贝克勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线．2．物质发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象．3.原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线．二、射线的本质1．α射线：(1)是高速粒子流，其组成与氦原子核相同．(2)速度可达到光速的110.(3)电离作用强，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：(1)是高速电子流．(2)它的速度更大，可达光速的99%.(3)电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．3．γ射线：(1)是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下．(2)电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土．三、原子核的组成1．质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子.2．中子的发现：卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，查德威克通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分.3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子.4．原子核的符号5．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，它们互称为同位素．例如，氢有三种同位素11H、21H、31H.1．判断下列说法的正误．(1)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力．(×)(2)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．(√)(3)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强．(×)(4)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．(√)2．有关16 8O、17 8O、18 8O三种同位素的比较，试回答下列问题：(1)三种同位素中哪一种粒子数是不相同的？______.A．质子B．中子C．核外电子(2)三种同位素中，哪一个质量最大？__________.(3)三种同位素的化学性质是否相同？__________.答案(1)B(2)18 8O(3)相同解析(1)同位素质子数相同、中子数不同，核外电子数与质子数相同，故粒子数不相同的是中子．(2)16 8O、17 8O、18 8O的质量数分别是16、17、18，故18 8O质量最大．(3)三种同位素质子数相同，故化学性质相同.一、射线的本质导学探究如图1为三种射线在匀强磁场中的运动轨迹示意图．图1(1)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？(2)α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径，这说明什么问题？答案 (1)说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．(2)根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式r ＝m v qB 可知，α粒子的m q 应大于β粒子的mq ，即α粒子的质量应较大． 知识深化α、β、γ三种射线的比较种类 α射线 β射线 γ射线 组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高频电磁波) 质量 4m p (m p ＝1．67× 10－27kg)m p 1 836 静止质量为零带电 荷量 2e －e 0 速率 0.1c0.99cc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 较弱很弱在磁 场中 偏转 偏转 不偏转(多选)(2020·奉新县第一中学高二月考)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下图表示射线偏转情况中正确的是( )答案 AD解析 因α射线是高速氦核流，一个α粒子带两个正电荷，根据左手定则，α射线受到的洛伦兹力向左，因为α粒子质量大，在磁场中做圆周运动的半径大；β射线是高速电子流，带负电荷，受到的洛伦兹力向右，γ射线是光子流，是电中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转，故A 正确，B 错误；因α射线为氦核流，带正电，且α粒子的质量大，由类平抛运动规律知，α粒子侧向偏移量小；β射线为电子流，带负电，其侧向偏移量大，γ射线为高频电磁波，根据电荷所受电场力特点可知，向左偏的为β射线，不偏转的为γ射线，向右偏的为α射线，故C 错误，D 正确．三种射线在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：在匀强电场中，α和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子的偏移量大，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x 可表示为： x ＝12at 2＝12·qE m ⎝⎛⎭⎫y 0v 2∝q m v2 所以，在同样条件下β与α粒子偏移量之比为 x βx α＝e 2e ×4m p m p 1 836×⎝⎛⎭⎫110c 2(0.99c )2≈37＞1. 3．α射线和β射线在磁场中的偏转特点：在匀强磁场中，α和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨迹半径小，偏移量大，根据q v B ＝m v 2R 得R ＝m v qB ∝m vq .所以，在同样条件下β与α粒子的轨迹半径之比为R βR α＝m p1 8364m p ×0.99c c 10×2e e ≈1371＜1.针对训练 如图2所示，R 是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场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，则下列关于磁场方向、到达O 点的射线、到达P 点的射线的判断，与实验相符的是( )图2磁场方向 到达O 点射线到达P 点射线A 竖直向上 β射线 α射线B 竖直向下 α射线 β射线C 垂直线面向内 γ射线 β射线 D垂直线面向外β射线γ射线答案 C解析 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纸面向内，正确选项为C. 二、原子核的组成导学探究 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，如图3所示为α粒子轰击氮原子核示意图．图3(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？ 答案 (1)说明质子是原子核的组成部分． (2)说明原子核中除了质子外还有其他粒子． 知识深化 1．原子核(符号A Z X)原子核⎩⎪⎨⎪⎧大小：很小，半径的数量级为10－15～10－14m组成⎩⎪⎨⎪⎧质子：电荷量e ＝＋1.6×10－19C 质量m p＝1.672 621 898×10－27kg 中子：电荷量为0质量m n＝1.674 927 471×10－27kg2．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．(2)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．已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226，试问：(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？ (2)镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是多少？ (3)若镭原子呈中性，它核外有几个电子？(4)228 88Ra 是镭的一种同位素，让226 88Ra 和228 88Ra 以相同的速度垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？ 答案 (1)88 138 (2)88 1.408×10－17C (3)88 (4)113∶114解析 (1)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，镭核中的质子数等于原子序数，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)镭核的核电荷数和所带的电荷量分别是：Z ＝88 Q ＝Ze ＝88×1.6×10－19C ＝1.408×10－17C.(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提向心力， 故有q v B ＝m v 2r解得r ＝m vqB二者的速度相同，又由于同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故r 226r 228＝m 226m 228＝226228＝113114.(多选)下列说法正确的是( )A. n m X 与n m －1Y 互为同位素 B. n m X 与n －1 m X 互为同位素 C. n m X 与 n －2m －2Y 中子数相同D.235 92U 核内有92个质子，235个中子 答案 BC解析 A 选项中 n m X 与n m －1Y 的质子数不同，不是互为同位素，A 错误；B 选项中 n m X 与n －1 m X 的质子数都为m ，而质量数不同，所以互为同位素，B 正确；C 选项中 n m X 内中子数为n －m ， n －2m －2Y 内中子数为(n －2)－(m －2)＝n －m ，所以中子数相同，C 正确；D 选项中235 92U 核内有235－92＝143个中子，而不是235个中子．1．(三种射线的特性)关于α、β、γ三种射线的性质，下列说法中正确的是()A．α射线是带正电的高速粒子流，它的电离作用最弱B．β射线是高速电子流，它的穿透能力最弱C．γ射线是电磁波，它在真空中的传播速度等于光速D．以上说法都不正确答案 C解析α射线是高速粒子流，带正电，其电离作用最强，故A错误；β射线是高速电子流，有很强的穿透能力，故B错误；γ射线是一种电磁波，在真空中以光速传播，故C正确，D 错误．2.(射线的本质)(2020·全国高三课时练习)如图4所示，在某次实验中把放射源放入铅制成的容器中，射线只能从容器的小孔射出．在小孔前Q处放置一张黑纸，在黑纸后P处放置照相机底片，QP之间为垂直纸(非黑纸)面的匀强磁场(图中未画出)，整个装置放在暗室中．实验中发现，在照相机底片的a、b两处被感光(b点正对铅盒的小孔)，则下列有关说法正确的是()图4A．天然放射现象说明原子具有复杂的结构B．QP之间的匀强磁场垂直纸面向里C．通过分析可知，打到a处的射线为β射线D．此放射性元素放出的射线中只有α射线和β射线答案 C解析天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，选项A错误；因黑纸只能挡住α射线，则打到a点的为β射线，打到b点的为γ射线，由左手定则可知，QP之间的匀强磁场垂直纸面向外，选项B错误，C正确；此放射性元素放出的射线中有α射线、β射线和γ射线，选项D错误．3．(原子核的组成)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解析在元素周期表中查到铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，则核外电子有82个；根据质量数等于质子数与中子数之和可知，铅原子核的中子数为207－82＝125，选项B正确．4．(原子核的组成及同位素)氢有三种同位素，分别是氕(11H)、氘(21H)、氚(31H)()A．它们的质子数相等B．它们的物理性质和化学性质均不相同C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等答案 A解析任意一种元素的几种同位素，具有相同的质子数、核电荷数和核外电子数，且化学性质相同，但质量数(核子数)和中子数都不相等，故选项A正确.考点一天然放射现象射线的本质1．关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象．人们从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核的秘密．下列说法正确的是()A．法国物理学家贝克勒尔发现了X射线B．德国物理学家伦琴发现，铀和含铀的矿物能够发出α射线C．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子D．居里夫妇通过实验发现了中子答案 C解析法国物理学家贝克勒尔发现了铀和含铀的矿物能够发出射线，A错误；德国物理学家伦琴发现了伦琴射线，又叫X射线，B错误；卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，并预言了中子的存在，C正确；查德威克通过实验发现了中子，D错误．2．(2020·陕西高二期末)天然放射现象通常会放出三种射线，即α、β、γ射线，关于这三种射线，以下说法正确的是()A．云室中α射线径迹长而粗，这是因为α射线具有较强的穿透能力B．β射线是高速质子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板C．γ射线是能量很高的电磁波，在电场和磁场中都不偏转D．用β射线照射带正电的验电器，则验电器的张角会变大答案 C解析由于α粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹粗而短，故A错误；β射线是高速电子流，这种射线来源于原子核内部，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板，故B错误；γ射线是能量很高的电磁波，因其不带电，所以在电场和磁场中都不偏转，故C正确；β射线是高速电子流，用β射线照射带正电的验电器，与验电器中的正电荷中和，则验电器的张角会变小，故D错误．3．以下事实可作为“原子核可再分”的依据是()A．天然放射现象B．粒子散射实验C．电子的发现D．氢原子发光答案 A解析粒子散射实验说明了原子的核式结构模型，故B错误．电子位于原子核外，不能说明原子核可再分，故C错误．氢原子发光说明核外电子的跃迁，不能说明原子核可再分，故D 错误．4．(2020·灵璧一中期末)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对射线的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同．如图1为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①、②、③分别是()图1A．γ、β、α B．β、γ、αC．α、β、γ D．γ、α、β答案 C解析α射线穿透能力最弱，不能穿透黑纸，故①为α射线；γ射线穿透能力最强，能穿透厚铝板和铅板，故③为γ射线；β射线穿透能力较强，能穿透黑纸，但不能穿透厚铝板，故②是β射线，故C正确．5.放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图2所示，其中()图2A．C为氦原子核组成的粒子流B．B为比X射线波长更长的光子流C．B为比X射线波长更短的光子流D．A为高速电子组成的电子流答案 C解析A沿电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B在电场中不偏转，所以是γ射线；C在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子流，所以是β射线；γ射线的波长比X射线短，故本题选C.6.(多选)如图3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，则下列说法中正确的有()图3A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线、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b答案AC解析由于γ射线不带电，故不偏转，打在b点；由左手定则可知，粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧，A、C正确，B错误．由于α粒子的速度约是光速的110，而β粒子的速度接近光速，所以在同样的复合场中不可能都做直线运动，D错误．考点二原子核的组成7．(多选)以下说法中正确的是()A．原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B．原子核中的中子数一定跟核外电子数相等C．用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分D．绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，因而原子核内还存在一种不带电的粒子答案CD解析原子中除了有带负电的电子外，还有带正电的质子，故A错误；原子核中的中子数不一定跟核外电子数相等，故B错误；正是用α粒子轰击原子核的实验才发现了质子，故C正确；因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，才确定原子核内还存在一种不带电的粒子，故D正确．8．(2021·高二课时练)原子核中能放出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，在跃迁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D正确．9．(2021·长春市榆树高级中学高二期中)某种元素的原子核用A Z X表示，下列说法中正确的是()A．原子核的质子数为Z，中子数为AB．原子核的质子数为Z，中子数为A－ZC．原子核的质子数为A，中子数为ZD．原子核的质子数为A－Z，中子数为Z答案 B解析根据原子核的符号的含义可知，A表示质量数，Z表示质子数，则中子数为A－Z，故A、C、D错误，B正确．10．(多选)已知226 88Ra是228 88Ra的一种同位素，则下列说法正确的是()A．两者具有相同的质子数和不同的质量数B．两者具有相同的中子数和不同的原子序数C．两者具有相同的核电荷数和不同的中子数D．两者具有相同的核外电子数和不同的化学性质答案AC解析同位素是同一种元素，故质子数、核外电子数及化学性质相同，但中子数不同，故A、C正确，B、D错误．11．(多选)(2020·海安高级中学高二月考)质子数与中子数互换的核互为镜像核，例如32He是31H 的镜像核，同样31H也是32He的镜像核．下列说法正确的是()A.13 7N和13 6C互为镜像核B.15 7N和15 7O互为镜像核C.15 7N和15 8O互为镜像核D．互为镜像核的两个核质量数相同答案ACD解析根据镜像核的定义及质量数A等于核电荷数Z和中子数n之和，可知13 7N和13 6C的质子数与中子数互换了，互为镜像核；15 7N和15 8O的质子数与中子数互换了，互为镜像核，故A、C正确. 15 7N的质子数为7，中子数为8；而16 8O的质子数和中子数都为8，没有互换，不是镜像核，故B错误．互为镜像核的质子数与中子数互换，质子数与中子数之和不变，所以互为镜像核的两个核质量数相同，故D项正确．12.(2021·高二课时练)如图4所示，x为未知放射源，它向右方放出射线，p为一张厚度为0.5 mm左右的薄铝箔，铝箔右侧是一真空区域，内有较强磁场，q为荧光屏，h是观察装置．实验时，若将磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，再将铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，则可知放射源x可能为()图4A．α射线和β射线的混合放射源B．α射线和γ射线的混合放射源C．β射线和γ射线的混合放射源D．α射线、β射线和γ射线的混合放射源答案 B解析将强磁场撤去，每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化，说明磁场对穿过p的射线粒子没有影响，可知射到屏上的是不带电的γ射线；再将厚0.5 mm左右的薄铝箔移开，则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加，说明除接收到γ射线外，又收到了原来被薄铝箔p挡住的射线，而厚度为0.5 mm左右的铝箔能挡住的只有α射线，所以此放射源应是α射线和γ射线的混合放射源，故选项B正确．13.质谱仪是一种测量带电粒子的质量及分析同位素的重要工具，它的构造原理如图5所示，离子源S 产生的各种不同正离子束(初速度可视为零)，经加速电场加速后垂直进入有界匀强磁场，到达记录它的照相底片P 上，设离子在P 上的位置到入口处S 1的距离为x .图5(1)设离子质量为m 、电荷量为q 、加速电压为U 、磁感应强度大小为B ，求x 的大小；(2)氢的三种同位素11H 、21H 、31H 从离子源S 出发，到达照相底片的位置距入口处S 1的距离之比x H ∶x D ∶x T 为多少？答案 (1)2B 2mU q(2)1∶2∶ 3 解析 (1)离子在电场中被加速时，由动能定理得qU ＝12m v 2， 进入磁场时洛伦兹力提供向心力，q v B ＝m v 2r，又x ＝2r ， 由以上三式得x ＝2B 2mU q. (2)氢的三种同位素的质量数分别为1、2、3，由(1)结果知，x H ∶x D ∶x T ＝m H ∶m D ∶m T ＝1∶2∶ 3.。
20世纪的四大发明
20世纪的四大发明20世纪的“新四大发明”——原子能、半导体、计算机、激光器，又彻底改写了世界科技发展的历史。
下面由店铺给大家整理了20世纪的四大发明相关知识，希望可以帮到大家!20世纪的四大发明：原子能1911年，物理学家发现电子的中心是带正电的原子核。
1913年，玻尔提出电子在不同轨道上绕原子核运动。
1919年，英国物理学家卢瑟福用带正电的。
粒子轰击氮和氢，发现了质。
1932年，卢瑟福的学生和助手——查德威克发现中子，进而提出原子核由质子和中子组成1938年，物理学家发现重原子核裂变。
核能的威力首先被用于战争。
1942年6月，美国政府启动了代号为“曼哈顿工程”的原子武器制造计划。
1945年7月16日，世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州的荒漠上试爆成功。
此后，前苏联于 1949年、英国1952年、法国于1960年、中国于1964年 10月分别研制出并成功地爆炸了原子弹。
和平利用原子能，成为整个世界的呼声。
1942年，世界上第一座裂变反应堆在美国建成;1954年，莫斯科附近的奥布宁斯克原子能发电站投入运行，标志着人类和平利用原子能时代的到来。
1991年，中国的第一座核电站——秦山核电站起用，继之大亚湾核电站投产。
20世纪的四大发明：半导体1947年，美国电报电话公司(at&t)贝尔实验室的三位科学家巴丁、布莱顿和肖克利在研究半导体材料——锗和硅的物理性质时，意外地发现了锗晶体具有放大作，经过反复研究，他们用半导体材料制成了放大倍数达100量级的放大器，这便是世界上第一个固体放大器——晶体三极管。
晶体管的出现，迅速替代电子管占领了世界电子领域。
随后，晶体管电路不断向微型化方向发展。
1957年，美国科学家达默提出“将电子设备制作在一个没有引线的固体半导体板块中”的大胆技术思想，这就是半导体集成电路的思想。
1958年，美国德克萨斯州仪器公司的工程师基尔比在一块半导体硅晶片上电阻、电容等分立元件放入其中，制成第一批集成电路。
原子物理知识点汇总
高考考点：原子物理考点分析一、历史人物及相关成就中子：质子：电子:汤姆生：发现电子，并提出原子枣糕模型 ——说明原子可再分1、 卢瑟福：α粒子散射实验——说明原子的核式结构模型发现质子：是1919年英国卢瑟福任卡文迪许实验室主任时,用α粒子轰击氮原子核后射出的粒子,命名为质子查德威克：发现中子：是1932年英国B.查德威克用a 粒子轰击的实验中发现,并根据E. 卢瑟福的建议命名的.约里奥.居里夫妇：发现正电子2、 贝克勒尔：发现天然放射现象——说明原子核可再分3、 爱因斯坦：质能方程2mc E =，2mc E ∆=∆ 4、 玻尔：提出玻尔原子模型，解释氢原子线状光谱 5、 密立根：油滴实验——测量出电子的电荷量 二、核反应的四种类型提醒：核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单箭头表示反应方向，不能用等号连接。
核反应的生成物一定要以实验事实为基础，不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写出核反应方程 核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，遵循电荷数守恒半衰期：表示原子衰变一半所用时间半衰期由原子核内部本身的因素据顶，跟原子所处的物理状态(如压强、温度)或化学状态（如单质、化合物）无关半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测，对个别或极少数原子核，无半衰期而言。
放射性同位素的应用：（1）工业、摊上、农业、医疗等（2）作为示踪原子 原子结构原子的核式结构模型 （1）α粒子散射实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数α粒子发生了较大偏转，极少数α粒子甚至被反弹回来。
（2）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的原子核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。
（3）原子核的尺度：原子核直径的数量级为10-15m ，原子直径的数量级约为10-10m 。
（4）原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。
2020-2021学年物理教科版教案：3.1 原子核的组成与核力含解析
2020-2021学年物理教科版选修3-5教案：3.1原子核的组成与核力含解析第三章原子核1原子核的组成与核力一、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，从氮核中打出了一种新的粒子，测定了它的电荷和质量，确定它是氢原子核，叫做质子,用11p或错误!H表示，其质量为m p＝1。
67×10－27_kg。
2．中子的发现（1）卢瑟福的预言：原子核内可能还有一种不带电的粒子，名字叫中子．(2）查德威克的发现：用实验证明了中子的存在，用错误!n表示,中子的质量非常接近质子的质量．3．原子核的组成(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，这个倍数叫做原子核的质量数．（4）错误!X错误!错误!核电荷数＝原子核的质子数，即元素的原子序数4．同位素具有相同的质子数而中子数不同的原子核，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，分别是1，1H、错误!H、错误!H。
二、核力1．核力（1)核力:核子之间的相互作用力，称为核力,也称强力．(2）核力的特征①在核的线度内，核力比库仑力大得多；②核力是短程力，当两核子中心相距大于核子本身线度时，核力几乎完全消失;③核力与电荷无关,质子与质子、质子与中子以及中子与中子之间的核力是相等的．2．原子核中质子和中子的比例由于核力是短程力，自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等，但较重的原子核，中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多．原子核是由中子和质子组成的，在原子核狭小的空间里，带正电的质子为什么能挤在一起而不飞散？提示:组成原子核的相邻核子间存在着核力．三、核反应1．核反应用一定能量的粒子轰击原子核，改变了核的结构，我们把这样的过程叫做核反应．2．核反应的实质以基本粒子(α粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核（靶核X）,从而促使原子核发生变化，生成了新原子核（Y），并放出某种粒子．3．常见的人工转变的核反应有(1）卢瑟福发现质子：错误!N＋错误!He→错误!O＋错误!H(2)查德威克发现中子：错误!Be＋错误!He→错误!C＋错误!n(3）居里夫妇人工制造同位素：42He＋错误!Al→错误!n＋错误!P 错误!P具有放射性：错误!P→错误!Si＋错误!e4．遵循规律质量数守恒，电荷数守恒．考点一原子核的组成1．原子核的组成（1）概述原子核是由质子、中子构成的,质子带正电，中子不带电．不同的原子核内质子和中子的个数并不一定相同．(2）基本关系:核电荷数＝质子数＝元素的原子序数＝核外电子数．质量数＝核子数＝质子数＋中子数．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．【例1】已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226。
高中物理学史、人物成就大全及高中物理学史知识汇总
高中物理中出现的所有物理学史资料的总结1、胡克：英国物理学家；发现了胡克定律（F 弹=kx）2、伽利略：意大利的著名物理学家；伽利略时代的仪器、设备十分简陋，技术也比较落后，但伽利略巧妙地运用科学的推理，给出了匀变速运动的定义，导出S 正比于t2 并给以实验检验；推断并检验得出，无论物体轻重如何，其自由下落的快慢是相同的；通过斜面实验，推断出物体如不受外力作用将维持匀速直线运动的结论。
后由牛顿归纳成惯性定律。
伽利略的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。
3、牛顿：英国物理学家；动力学的奠基人，他总结和发展了前人的发现，得出牛顿定律及万有引力定律，奠定了以牛顿定律为基础的经典力学。
4、开普勒：丹麦天文学家；发现了行星运动规律的开普勒三定律，奠定了万有引力定律的基础。
5、卡文迪许：英国物理学家；巧妙的利用扭秤装置测出了万有引力常量。
6、布朗：英国植物学家；在用显微镜观察悬浮在水中的花粉时，发现了“布朗运动”。
7、焦耳：英国物理学家；测定了热功当量J=4.2 焦/卡，为能的转化守恒定律的建立提供了坚实的基础。
研究电流通过导体时的发热，得到了焦耳定律。
8、开尔文：英国科学家；创立了把－273℃作为零度的热力学温标。
9、库仑：法国科学家；巧妙的利用“库仑扭秤”研究电荷之间的作用，发现了“库仑定律”。
10、密立根：美国科学家；利用带电油滴在竖直电场中的平衡，得到了基本电荷e 。
11、欧姆：德国物理学家；在实验研究的基础上，欧姆把电流与水流等比较，从而引入了电流强度、电动势、电阻等概念，并确定了它们的关系。
12、奥斯特：丹麦科学家；通过试验发现了电流能产生磁场。
13、安培：法国科学家；提出了著名的分子电流假说。
14、汤姆生：英国科学家；研究阴极射线，发现电子，测得了电子的比荷e/m；汤姆生还提出了“枣糕模型”，在当时能解释一些实验现象。
15、劳伦斯：美国科学家；发明了“回旋加速器”,使人类在获得高能粒子方面迈进了一步。
卢瑟福的α粒子轰击氮核试验
第十二章物质的微观结构参考资料1．电子的发现对原子内部结构的认识是20世纪最伟大的发现之一，这是从1897年英国物理学家J．J．汤姆孙发现电子开始的。
电子的发现是与阴极射线的实验研究联系在一起的，而阴极射线的发现和研究又是从真空管放电现象开始的。
早在1858年，德国物理学家普吕克在利用放电管研究气体放电时就发现了阴极射线。
普吕克利用真空泵，发现随着玻璃管内空气稀薄到一定程度时，管内放电逐渐消失，这时在阴极对面的玻璃管壁上出现了绿色荧光。
当改变管外所加的磁场时，荧光的位置也会发生变化。
可见，这种荧光是从阴极所发出的射线撞击玻璃管壁所产生的。
阴极射线究竟是什么呢？在19世纪30年代，许多物理学家投入了研究。
当时英国物理学家克鲁克斯等人已经根据阴极射线在磁场中偏转的事实，提出阴极射线是带负电的微粒，并根据偏转角度算出阴极射线粒子的比荷（em），要比氢离子的比荷大1 000倍之多。
当时，赫兹和他的学生勒纳德在阴极射线管中加了一个垂直于阴极射线的电场，企图观察它在电场中的偏转，为此他们认为阴极射线不带电。
实际上当时是由于真空度还不高，建立不起静电场。
J．J．汤姆孙设计了新的阴极射线管（图1），在电场作用下由阴极C发出的阴极射线，通过A和B聚焦，从另一对电极D和E间的电场中穿过。
右侧管壁上贴有供测量偏转用的标尺。
他重复了赫兹的电场偏转实验，开始也没有看见任何偏转。
但他分析了不发生偏转的原因可能是电场建立不起来。
于是，他利用当时最先进的真空技术获得高真空，终于使阴极射线在电场中发生了稳定的偏转，根据偏转方向可明确判断阴极射线是带负电的粒子。
他还在管外加上了一个与电场和射线速度方向都垂直的磁场（此磁场由管外线圈产生），当电场力eE与磁场的洛伦兹力evB相等时，可以使射线不发生偏转而打到管壁中央。
经推算可知，阴极射线粒子的比荷em≈1011C/kg。
通过进一步的实验，汤姆孙发现用不同的物质材料或改变管内气体种类，测得射线粒子的比荷em保持不变，可见这种粒子是各种材料中的普适成分。
卢瑟福发现原子核的过程
卢瑟福发现原子核的过程卢瑟福发现原子核的过程是一段经历了长时间的科学探索过程。
在19世纪末和20世纪初期，原子结构的研究引起了人们的广泛兴趣，随着科学技术的发展，逐渐揭示了原子中不同组成部分的存在。
为了理解原子结构，科学家发现了两种基本粒子：质子和电子。
质子是原子核的组成部分，电子则围绕原子核运动。
在20世纪初期，英国科学家欧内斯特·卢瑟福（Ernest Rutherford）开始研究原子的结构和属性。
他在1898年发现了放射性元素气体，这表明原子不是不可分的，而是由更小的结构组成的，并且具有不同的属性。
1909年，卢瑟福进行了一项重要实验，他向带有极细小的金箔的靶子发射了阿尔法粒子，这是由两个质子和两个中子组成的高速离子。
靶子是由金属制成的，有四分之一毫米的厚度，因此卢瑟福认为，大多数阿尔法粒子将穿过金箔而不受干扰。
但实际上，他意外地发现，有一小部分阿尔法粒子偏转了方向，并反射回来了。
这个实验结果震惊了科学家们，因为根据他们之前所知道的原子模型，阿尔法粒子不应该偏转，而应该直线通过。
卢瑟福对结果的解释是，阿尔法粒子遇到了原子中非常小的中心区域，这里有大量的正电荷质子。
他将这个区域称为原子核，这是原子的中心部分。
由于阿尔法粒子与原子核上的正电荷相互作用，所以会偏转方向，并有可能被反射到原来的方向。
这一发现极大地推动了原子结构的研究进展，开创了新时代的物理学对于原子与分子构造的探索。
卢瑟福的实验结果显示出，原子结构远比以前所认知的复杂，中心有着巨大的正电荷，由质子组成。
这种新的观测和认知使得科学家能够更深入地了解原子和分子的结构和性质。
在20世纪后期，科学家们更加深入地了解了原子核，这为制造核能源和核武器奠定了基础。
总之，卢瑟福的实验结果引领了20世纪物理学的一次重大变革。
他的实验提出了新的原子结构模型，揭示了质子和核的存在，这让后来的科学家们可以推动更深入的理解原子和分子的结构，以及核物理学的发展。
2022物理三十五放射性元素的衰变核能含解析
放射性元素的衰变核能（建议用时40分钟)1．下列关于原子核的叙述中正确的是()A．居里夫人通过α粒子轰击铝原子核，首次发现了中子B．核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢反应速度，防止反应过于剧烈C．轻核聚变过程中,会有质量亏损，要释放能量D．原子核的质量越大，比结合能就越小【解析】选C。
查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子，故A错误；核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢中子速度，故B 错误；轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放核能，故C正确;原子核质量数越大，原子核结合能越大，但该原子的比结合能不一定越小,故D错误。
【加固训练】在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。
下列说法正确的是（）A.查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了质子B.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核有复杂的结构C.汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是原子核中的中子变为质子时产生的β射线D。
居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭（Ra）两种新元素【解析】选D。
查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了中子.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，故A错误；贝可勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构,故B错误;汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，但阴极射线不是原子核中的中子变为质子时产生的β射线,故C错误;居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，故D正确，故选D.2．（2020·朝阳区模拟)位于广东东莞的国家大科学工程-—中国散裂中子源(CSNS）首次打靶成功，获得中子束流。
这标志着CSNS 主体工程顺利完工，进入试运行阶段。
对于有关中子的研究，下面说法正确的是()A．中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性B．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子Po→y82X＋错误!He中的y＝206，X的中子个数D．核反应方程21084为128【解析】选A。