§8.4 原子核的人工转变
天然放射现象原子核的人工转变
第一部分：学 案 班级 姓名一、原子核的衰变1. 1896年法国物理学家贝克勒耳发现天然放射性元素，天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。
2．原子核的衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。
衰变规律：遵守质量数守恒和电荷数守恒。
3．α衰变：(1)当一个原子核放出α粒子时，它的原子序数Z 减小2，质量数减小4，该原子核变成另一种原子核，这就是α衰变。
(2)规律：4422M M Z Z X Y He --→+。
4．β衰变：(1)粒子就是电子。
当一个原子核发出一个β粒子后，原子核的原子序数增加1，而质量数不变，这就是β衰变。
(2)规律：011M M Z Z X Y e +-→+。
(3)β衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子发射出一个电子。
5．r 射线：总是伴随α衰变或β衰变产生的，r 射线不改变原子核的电荷数和质量数。
6．放射性元素衰变时放出的射线共有三种：α射线、β射线和r 射线。
其射线的本质和性质如下表：7．半衰期：(1)放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。
它表示放射性元素衰变的快慢。
(2)决定因素：由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态（如压强、湿度等）或化学状态（如单质或化合物）无关。
(3)放射性元素经n 个半衰期未发生衰变的原子核数N 和原有原子核数N 0间关系为：01()2n N N =，对应的质量关系为：01()2n N N =。
二、原子核人工转变1．原子核人工转变：原子核在其他粒子作用下变成另一种原子核的变化。
2．卢瑟福发现质子(1)如图12 -8所示，实验装置：容器C 里有放射性物质A ，从A 射出的α粒子射到一片铝箔F 上，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收，而不能透过。
在F 的后面放一荧光屏S ，用显微镜M 来观察荧光屏上是否出现闪光，通过阀门T 可往容器C 里通入气体。
(2)卢瑟福发现质子：1441717281N He O H +→+。
原子核的人工转变
§16.2原子核的人工转变、裂变和聚变核能、质能方程（一）【考点提示】重 点：1.原子核的人工转变、质子和中子的发现；2.了解裂变和聚变及其特点；3.理解爱因斯坦质能方程难 点：1.原子核的人工转变、核反应方程2. 理解爱因斯坦质能方程【知识要点】一、核反应1、在核物理学中，原子核 的轰击下产生新原子核的过程，叫核反应。
在核反应中，质量数和电荷数都 。
2、几个重要的核反应：质子的发现：中子的发现：放射性同位素的发现：二、核裂变1、重核的裂变： 。
如：n Sr Xe n U 10903813654102359210++→+2、链式反应： 。
3、发生链式反应的条件： 。
4、裂变的应用：原子弹（不可控）、核反应堆、核电站（可控）三、核聚变1、轻核的聚变： 。
如：n He H H 10423121+→+2、发生核聚变的条件： ，所以聚变也称热核反应。
3、太阳内部和许多恒星内部发生激烈的热核反应。
4、聚变的应用：氢弹、可控热核反应。
四、核力与核能1．核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很大，受到这么大的库仑斥力却能是稳定状态，一定还有另外一种力把各核子紧紧地拉在一起．这种力叫做核力①核力是很强的力②核力作用范围小，只在2．0×10－15 m 短距离内起作用③每个核子只跟它相邻的核子间才有核力作用2．核能（1）结合能：核子结合成原子核时放出一定的能量，原子核分解成核子时吸收一定能量，这种能量叫结合能．（2）质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做质量亏损。
也可以认为．在核反应中，参加核反应的总质量m 和核反应后生成的核总质量m /之差： Δm=m 一m /（3）爱因斯坦质能方程：爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是：E = mc 2，这就是爱因斯坦的质能方程。
质能方程的另一个表达形式是：ΔE=Δmc 2。
原子核衰变、人工转变
原子核的衰变、原子核的人工转变一、天然放射现象1、天然放射现象物质放射出α射线、β射线、γ射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。
1896年法贝克勒耳首先发现天然放射现象，后居里·夫妇发现钋PO 和镭Ra。
物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象，具有放射性的元素称为放射性元素。
2、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。
3、射线种类与性质那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
在射线经过的空间施加磁场，发现射线①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。
这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。
②根据左手定则，可以判断α射线都是正电荷，β射线是负电荷。
③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质。
α射线：氦核流速度约为光速的 1/10。
贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强；β射线:高速运动的电子流。
速度接近光速，贯穿本领很强。
很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。
γ射线：为波长极短的电磁波。
性质非常象Ｘ射线，只是它的贯穿本领比Ｘ射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。
电离本领和贯穿本领之间的关系：α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。
不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。
原子核的人工转变方程式
原子核的人工转变方程式原子核的人工转变方程式是指通过人工手段改变原子核的构成和性质的化学反应方程式。
这种转变可以通过放射性同位素的放射性衰变、核裂变和核聚变等方式实现。
其中，放射性同位素的放射性衰变是指原子核自发地发生放射性衰变，而核裂变和核聚变则需要外界能量的输入才能发生。
下面分别介绍这三种方法的人工转变方程式：1. 放射性同位素的放射性衰变放射性同位素是指具有不稳定原子核的同位素，它们会自发地发生放射性衰变，释放出粒子或电磁辐射以达到更加稳定的状态。
例如，铀-238（U-238）会经过一系列α衰变和β衰变最终转化为稳定的铅-206（Pb-206），其反应方程式如下：U-238 → Th-234 + α（4/2 He）Th-234 → Pa-234 + β（0/-1 e）Pa-234 → U-234 + β（0/-1 e）U-234 → Th-230 + α（4/2 He）Th-230 → Ra-226 + α（4/2 He）Ra-226 → Rn-222 + α（4/2 He）Rn-222 → Po-218 + α（4/2 He）Po-218 → Pb-214 + α（4/2 He）Pb-214 → Bi-214 + β（0/-1 e）Bi-214 → Po-214 + β（0/-1 e）Po-214 → Pb-210 + α（4/2 He）Pb-210 → Bi-210 + β（0/-1 e）Bi-210 → Po-210 + β（0/-1 e）Po-210 → Pb-206 + α（4/2 He）2. 核裂变核裂变是指将重核分裂成两个或多个轻核的过程，同时释放出大量能量。
这种转变需要外界的能量输入，例如中子轰击或高能粒子撞击等。
以铀为例，其核裂变方程式如下：n + U-235 → Ba-141 + Kr-92 + 3nn + U-238 → Ba-140 + Kr92 + 3n其中，U代表铀，n代表中子，Ba代表钡，Kr代表氪。
原子核人工转变方程
原子核人工转变方程是核物理领域一项重要的研究课题，它涉及着核反应的机制和过程，对于人类能源的发展和利用具有重要意义。
本文将围绕原子核人工转变方程展开探讨，从基本概念到实际应用，深入剖析其中的原理和规律。
首先，我们需要了解什么是原子核人工转变方程。
原子核人工转变方程是描述核反应的一种数学模型，它以原子核的结构和性质为基础，揭示了原子核在外界刺激下发生变化的规律。
通过人工干预核反应过程，可以实现从一种核素向另一种核素的转变，从而产生不同的放射性同位素，具有广泛的应用前景。
在探讨原子核人工转变方程的基础上，我们还需要了解核反应的分类和特点。
核反应可以分为裂变和聚变两种类型，裂变是指原子核分裂成较小的核片段，释放出巨大的能量；而聚变则是指两个较小的原子核融合成较大的核，同样伴随着能量的释放。
核反应具有高能量密度、无排放污染等特点，是一种清洁高效的能源形式，对人类社会的可持续发展至关重要。
在实际应用中，原子核人工转变方程被广泛运用于核能领域。
核能是当今世界上最为主要的清洁能源之一，其发展受到越来越多国家的重视。
利用原子核人工转变方程可以精确控制核反应过程，提高核能发电的效率和安全性。
同时，人工转变方程也被用于核武器的设计与制造，加强国防实力，维护国家安全。
除了在核能领域的应用外，原子核人工转变方程还在医学和环境保护等领域发挥着重要作用。
核医学是一种重要的医学诊断和治疗手段，通过放射性同位素的标记和治疗，可以实现对人体的精准定位和治疗。
原子核人工转变方程的研究成果为核医学技术的发展提供了重要支撑。
同时，核辐射对于环境的影响也备受关注，通过人工转变方程控制核废料的产生和处理，可以减少辐射对环境造成的危害，维护生态平衡。
在研究原子核人工转变方程的过程中，我们还需要深入探讨核反应的动力学和机理。
核反应是一个复杂的过程，受到多种因素的影响，如温度、压力、反应物质量等。
研究核反应的动力学规律可以帮助我们更好地理解原子核转变的过程，从而提高核反应的效率和控制。
人工核反应
• 核力的本质仍在研究中。
五、放射性同位素及应用
具有放射性的同位素叫放射性同位素 •利用它的射线：
根据射线、 射线、 射线的性质 •作为示踪原子：
检查地下输油管道漏油情况 进行诊断 确定植物生长过程中吸收肥料的规律
• 分析径迹的情况可以确定，分叉 后的细长径迹是质子的径迹，短 而粗的径迹是产生的新核的径迹， 碰撞后α粒子的径迹不再出现。
• 从质量数和电荷数守恒可知，产 生的新核是Ｏ17，核反应方程是：
14 7
N
4 2
He
178
O11H
上述实验以及后来用α粒子轰击氟、钠、铝 等元素的原子核都发生了类似的反应，并且都 产生了质子。
Ｔ
Ｔ
ＣＡ
Ｓ Ｆ
Ｍ
实验步骤及结果：
１、适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好不出现闪光 ２、然后充入氮气
氮气Ｎ２
Ｔ
Ｔ
ＣＡ
Ｓ Ｆ
Ｍ
实验步骤及结果：
１、适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好不出现闪光入氮气后产生了穿透能力比 α粒子更强的新的粒子，这种粒子可以穿透铝箔，打 在荧光屏上，出现了闪光。
原子核
质子 中子
1 1
H
质子和中子统称为
1 0
n
原子核的电荷数= 质子数
原子核的质量数= 质子数 + 中子数
从放射性元素的原子核中释放出来的α射线就是两个质子和两个中子结合在一起放出的
具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称
如:
1 1
H
(氕)
§8.4 原子核的人工转变
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四、原子核的组成 1. 原子核的组成 原子核是由质子 和中子组成的。 2.核子 质子和中子统称为核子。 质子数＝核电荷数＝原子序数 质量数＝质子数+ 中子数 3. 核力 在原子核里，存在着一种比库仑力强得多的 吸引力，叫做核力，它把核子紧紧地束缚在原子核内。 核力存在于核内所有核子之间。 核力只在 2.0×10-15 m 的短距离内起作用，超过这个 距离，核力就不复存在。
例如，铀核用 238 92 U 表示，则铀核的核电荷数为92，质 量数为238 。
核反应前后的质量数和核电荷数都是守恒的。 2. 用α 粒子轰击氮原子核的核反应方程式：
4 2 17 1 He 14 7 N 8 O 1 H
பைடு நூலகம்
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三、中子的发现 1. 1920年卢瑟福预言： 原子核中除了质子外，还有一 种质量与质子相近不带电的中性粒子存在，并称为中子。 2. 1930年德国物理学家博特用α 粒子轰击铍时，产生了 一种射线，有极强的贯穿力，认为是高能量的γ 射线。 3. 1932年英国物理学家查德威克对这种射线进行了深 入地研究： （1）这种射线在磁场中不偏转，推断它是一种中性 粒子流。
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练 习 1. 发现质子和中子的核反应方程分别是 、 。
2. 铍被α 粒子轰击时，产生的看不见的贯穿力很强的
不带电粒子是
3. 核子是
。
和 的统称，它们是构成 结合在一起 。 的基
本粒子，核子主要靠
4. 质量数为12，13，14，15，16 的氮核，各含多少个 质子和中子？
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原子核的衰变人工转变(20210102221237)
原子核的衰变、原子核的人工转变一、天然放射现象1、天然放射现象物质放射出a射线、B射线、丫射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。
1896年法贝克勒耳首先发现天然放射现象，后居里•夫妇发现钋P O和镭R a。
物质发射射线的性质称为放射性（radioactivity）。
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象，具有放射性的元素称为放射性元素。
2、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。
3、射线种类与性质那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
在射线经过的空间施加磁场，发现射线①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。
这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。
②根据左手定则，可以判断［射线都是正电荷，［射线是负电荷。
③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质。
a射线：氦核流速度约为光速的1/10。
贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强；B射线：高速运动的电子流。
速度接近光速，贯穿本领很强。
很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。
丫射线：为波长极短的电磁波。
性质非常象X射线，只是它的贯穿本领比X射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。
电离本领和贯穿本领之间的关系：a粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的a粒子，贯穿本领最弱；而丫光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能小结：①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。
不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。
《原子核的人工转变》 说课稿
《原子核的人工转变》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是“原子核的人工转变”。
接下来，我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“原子核的人工转变”是高中物理选修3-5 中非常重要的一部分内容。
这一章节处于原子物理的核心位置，对于学生理解原子核的结构、放射性元素的衰变以及核能的利用等知识具有承上启下的作用。
教材首先介绍了天然放射性现象，为引入原子核的人工转变做了铺垫。
接着，通过详细的实验描述和理论分析，阐述了原子核人工转变的原理、方法和重要发现。
教材还注重培养学生的科学思维和探究能力，引导学生通过对实验现象的观察和分析，得出科学结论。
二、学情分析学生在之前的学习中，已经对原子结构、天然放射性等知识有了一定的了解，具备了一定的物理基础知识和科学思维能力。
但是，原子核的人工转变涉及到微观领域的知识，较为抽象，学生在理解上可能会存在一定的困难。
此外，学生在实验设计和数据分析方面的能力还有待提高。
基于对教材和学情的分析，我制定了以下教学目标：1、知识与技能目标（1）学生能够理解原子核人工转变的概念和原理。
（2）掌握常见的原子核人工转变的方程和实验方法。
（3）了解原子核人工转变的重要意义和应用。
2、过程与方法目标（1）通过对实验现象的观察和分析，培养学生的观察能力和逻辑推理能力。
（2）通过实验设计和探究，提高学生的实验操作能力和科学探究能力。
3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对科学的兴趣和探索精神。
（2）培养学生的科学态度和合作精神。
四、教学重难点1、教学重点（1）原子核人工转变的原理和方程。
（2）常见的原子核人工转变实验。
（1）对原子核人工转变过程中能量和质量变化的理解。
（2）实验设计和数据分析。
五、教法与学法1、教法为了实现教学目标，突破教学重难点，我将采用以下教学方法：（1）讲授法：讲解原子核人工转变的基本概念和原理，使学生形成初步的认识。
原子核的人工转变
原子核的人工转变原子核的人工转变是人类通过不断探索和实践，最终实现的一项伟大成果。
它不仅是物理学和化学学科的重要分支，也是现代科学技术的重要基础。
本文将从人工转变的概念、历史背景、实验方法、应用领域等方面进行探讨。
一、人工转变的概念人工转变是指人类通过特定的实验手段，将原子核中的质子、中子和其他粒子进行增加、减少、替换等改变，从而使原子核的性质发生变化的过程。
人工转变的本质是通过人类的智慧和技术手段，改变原子核的构成和结构，从而实现对物质世界的掌控。
二、历史背景人工转变的研究起源于20世纪初期，当时科学家们已经发现了自然界中的放射性现象。
1911年，英国物理学家Rutherford提出了原子核结构理论，认为原子核是由质子和中子组成的。
这一理论的提出，为人工转变的研究提供了理论基础。
1928年，英国物理学家Cockcroft和Walton成功地利用高压电场将氢原子核和氦原子核碰撞，实现了人工转变。
这一成果的意义重大，不仅证明了原子核的构成理论，也开创了人工转变的研究之路。
随着实验技术的不断发展，人工转变的研究也在不断深入。
20世纪40年代，美国物理学家Seaborg发现了一系列新的放射性元素，为人工转变的研究提供了新的材料基础。
此后，人工转变的研究不断取得新的进展，成为现代物理学和化学学科的重要分支之一。
三、实验方法人工转变的实验方法主要包括两种：粒子轰击法和核反应堆法。
粒子轰击法是指利用粒子加速器将高能粒子轰击目标原子核，使其发生人工转变。
粒子轰击法可以实现原子核的增加、减少、替换等改变，是目前最常用的人工转变方法之一。
核反应堆法是指利用核反应堆中的中子轰击目标原子核，使其发生人工转变。
这种方法可以实现大量的人工转变，但成本较高，实验难度较大。
四、应用领域人工转变在各个领域都有着广泛的应用。
在核物理学领域，人工转变可以研究原子核的结构、性质和相互作用，为核能的应用提供理论基础。
在医学领域，人工转变可以用于放射性同位素的制备和放射性药物的研发。
知识讲解天然放射性现象原子核的人工转变
物理总复习：天然放射性现象、原子核的人工转变编稿：李传安 审稿：隋伟【考纲要求】1、知道原子核的组成、放射性、原子核的衰变2、理解半衰期的含义3、知道放射性同位素的利用和防护4、知道原子核的人工转变 【考点梳理】考点一、天然放射现象 要点诠释：1、1896年，法国物理学家贝克勒耳发现天然放射现象。
物质发射射线的性质叫做放射性，具有放射性的元素叫做放射性元素。
能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。
例：铀或含铀的矿物质，钋、镭等都是天然放射性物质。
①天然放射性并不是少数元素才具有的，原子序数大于或等于83的天然元素都具有放射性，原子序数小于83的天然元素，也有一些具有放射性。
例：2411Na 、3015P 等。
②天然放射性现象的发现，打开了人们认识原子核内部世界的窗口，它不仅使人类认识到原子核也是具有结构的，而且告诉人们原子核可以自发地转变为另一种原子核。
①当放射性物质连续发生衰变时，各种原子核中有的放射α射线，有的放射β射线，同时伴随γ射线，这时在放射性中就会同时有α、β、γ三种射线。
②α、β、γ粒子都是从原子核里放射出来的，但不能认为这三种粒子就是原子核的组成部分。
3、放射性元素的衰变①衰变：原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫原子核的衰变。
②三个守恒：衰变过程遵守质量数守恒、电荷数守恒和能量守恒的规律。
③α衰变： M Z X →42M Z Y --+42He 例：238234492902U Th He →+β衰变：M ZX →1M Z Y ++01e - 例：234234090911Th Pa e -→+4、半衰期：是放射性元素的原子核有半数发生衰变的时间。
计算公式：20011()22n m m m ==，式中t n T= 0m 为放射性元素的初始原子质量，n 为半衰期的倍数，t 为时间，T 为半衰期。
①放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定的，而跟原子所处的物理状态（温度、压强、速度、受力等）和化学状态（单质、化合物等）无关。
原子核的衰变人工转变
原子核的衰变、原子核的人工转变一、天然放射现象 1、天然放射现象物质放射出α射线、β射线、γ射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。
1896年法 贝克勒耳首先发现天然放射现象，后居里·夫妇发现钋P O 和镭R a 。
物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象， 具有放射性的元素称为放射性元素。
2、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。
3、射线种类与性质那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
在射线经过的空间施加磁场，发现射线①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。
这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。
②根据左手定则，可以判断α射线都是正电荷，β射线是负电荷。
③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质。
α射线：氦核流速度约为光速的 1/10。
贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强；β射线:高速运动的电子流。
速度接近光速，贯穿本领很强。
很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。
γ射线：为波长极短的电磁波。
性质非常象Ｘ射线，只是它的贯穿本领比Ｘ射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。
电离本领和贯穿本领之间的关系：α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能力最弱而贯穿本领最强.带电量 质量数 符号 电离性穿透性实 质来 源α射线 +2e4（p ）很强很小（一张普通纸）高速的氦核流 v≈0.1c两个中子和两个质子结合成团从原子核中放出β射线 -e 0弱很强 （几毫米铝板）高速的电子流v≈c 原子核中的中子转换成质子时从原子核中放出γ射线γ很小更强 （几厘米铅板）波长极短的电磁波 原子核受激发产生的小结：①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。
3.原子核的衰变与人工嬗变
三、原子核的衰变与人工嬗变
2、半衰期
m/g
对于一个原子核来说是随 10
机的，但是大量原子核集合在
一起的时候它是有规律可寻的
，是按指数方式减少的。
5
氡的衰变曲线
半衰期
2.5
放射线元素的原
1.25
子核有半数发生衰变03.8 7.6 11.4
t/d
需要的时间叫半衰期
3.8 3.8
3.8
m
M
(
1
t
)
2
氡半衰期为3.8天 镭半衰期为1.6×103年 铀半衰期为4.5×109年
1 可以根据需要产生α、β、γ、n、+β射线
2 放射性强度容易控制 3）可以制成各种需要的形状 4）半衰期短 5）放射性废料容易处理
三、原子核的衰变与人工嬗变 3、原子核的人工嬗变
1919年，卢瑟福用放射性元素衰变产生的α 粒子轰击氮气，首次通过人工核嬗变制得氧-17：
这种方法很快就成为人们研究原子核和应用核技术的重要手段。
三、原子核的衰变与人工嬗变
4、人工放射同位素的发现
人工放射性核素是在1934年约里奥-居里夫妇用α粒子 轰击铝时最早发现的。
27 Al 4He30P 1n 30 P 0e30Si
13
2
15 0
15
1 14
人工放射性核素是指利用中子流或高能带电粒子流，人为制 备的放射性核素。
现在有核素2800多种，稳定的有270多种，不稳定 的2500多种，不稳定核素中，天然的仅60多种。
三、原子核的衰变与人工嬗变
5、人工放射性同位素的特点
三、原子核的衰变与人工嬗变
（1） α 衰变：新的原子核比原来的核质量数减少4，电荷 数减小2
原子核的人工转变原子核的组成
想 一 想
由于原子核的质量大体上是质子质量的整数倍，如果原子 核只由质子组成，则原子核的质量数应该与质子数相等，因而 也与原子核的核电荷数相等。但任意考察两种元素（下表）， 就知它们的核质量数与核电荷数不等。 原子核只由质子组成的设想能够成立吗？
原子核 示意图
钙Ｃａ 汞Ｈｇ
２００ ８０
质量数 电荷数
质子
α粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么？
对实验结果的 猜想和思考
钋
１、α射线轰击铍产生的不 可见粒子有很强的穿透能力， 可贯穿１０－２０ｃｍ的铅板， 人们认为它是高能的γ射线。 ２、计算表明，不可见粒子 从石蜡中打出质子，需要提 供5.7 Mev的能量，这要求γ 射线的能量达到55 Mev。但 是，钋发出的α射线轰击铍 只能产生7 Mev的γ射线。因 此，不可见粒子能从石蜡中 打出质子，它一定不是铍被 轰击后发出的γ射线。
铍Ｂｅ
α 不可见 粒子
石蜡 质子
查德威克对实 验结果的分析
钋
铍Ｂｅ
α 不可见 粒子
石蜡 质子
查德威克用碰撞中的动 量守恒和能量守恒分析得到 不可见粒子是质量与质子几 乎相等的、不带电的粒子， 它正是卢瑟福预见的中子。 中子的质量数与质子的相等， 都是1，中子不带电，其电荷 数为零。物理学中用符号 01 n 表示中子。 α射线粒子轰击铍的核反应方 程是：
一、原子核的人工转变
１９１９年卢瑟福完成了用α粒子轰击氮原子 核的人工核实验，实验装置示意如图。
Ｔ
Ｃ Ａ
Ｔ
Ｓ Ｆ Ｍ
Ａ：放射性物质 Ｆ：铝箔
Ｃ：容器 Ｓ：荧光屏
Ｔ：阀门 Ｍ：显微镜
Ｔ Ｃ Ａ
Ｔ
Ｆ
Ｓ
Ｍ
实验步骤及结果：
原子、原子核、原子核的人工转变、原子核的组成教案人教版
2.理解原子核的人工转变及其意义，掌握相关物理定律。
3.培养学生的实验操作能力和观察能力，提高学生分析问题和解决问题的能力。
4.培养学生对物理学科的兴趣和好奇心，激发学生的创新思维。
5.使学生认识到物理科学在人类进步和社会发展中的重要作用，增强学生的社会责任感。
3.实验器材：准备以下实验器材：
-放射性物质样本（如钋-210放射源）
-光电管或光电效应实验装置
-云室或气泡室装置
-放射性探测器（如盖革计数器）
-示波器
-实验室安全装备（如防护服、手套、护目镜等）
4.教室布置：
-安排教室座位以适应小组讨论和实验操作，设置几个实验操作台。
-在教室中设置一个投影屏幕或白板，用于展示视频和图片。
原子核转变
核裂变核聚变
---------------------
原子核的组成
质子中子夸克
---------------------
课堂
1.课堂评价
-提问：通过提问的方式了解学生对原子、原子核、原子核的人工转变和原子核的组成等知识点的理解程度。
-观察：观察学生在课堂上的参与度、思考和讨论情况，了解学生对知识的掌握和应用能力。
-反思总结：学生对自己的学习过程进行反思，总结学习成果。
教学方法/手段/资源：
-自主学习法：鼓励学生自主完成作业和拓展学习。
-反思总结法：引导学生对自己的学习过程进行反思和总结。
作用与目的：
-巩固学生对原子核知识的理解和应用能力。
-通过拓展学习，扩展学生的知识视野和思维方式。
-通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。
-测试：通过课堂小测试，检查学生对原子核知识的理解和应用能力。
核反应中的人工转变
核反应中的人工转变及核反应方程教学目标：（一）知识与技能目标：1.知道原子核的人工转变、核反应的概念和规律.2.理解核能的概念，知道核反应中的质量亏损.3.知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系.4.会根据质能方程和质量亏损计算核反应中释放的核能.（二）过程与方法目标：1.通过质疑、释疑的思维过程，提高分析探究问题的能力2.学习归纳、推理、迁移的科学方法（三）情感态度与价值观目标：1.领略自然界的奇妙与和谐2.体会探索自然规律的乐趣,感悟大自然的博大精深3.激发使命感与责任感,培养将科学服务于人类的意识教学重点：1.核反应中的人工转变及核反应方程2.核能的概念.爱因斯坦的质能方程.计算核能.教学难点：纠正核能是质量转化为能量的错误理解．正确理解质量亏损教学方法：以讲授为主，辅之以学生课堂练习.先从原子核的天然衰变引出原子核的人工转变，进而引入核反应的概念，总结出核反应遵从的规律；从核反应中的γ辐射引入核能的概念，再从核反应中的质量亏损引出爱因斯坦质能关系，最后说明在核反应中释放能量与质量亏损密切相关，给出公式△mc 2，再通过学生的课堂练习加以巩固.教学手段：无特殊教学手段教学过程：㈠创设情境、激趣导入 ㈡自主、合作、探究 ㈢板书设计一、核反应1.核反应：在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。
说明：10核反应既不是化学变化，也不是物理变化，核反应是核变化。
20核变化包括原子核的衰变和核反应30核反应包括原子核的人工转化、核裂变、轻核的聚变（有时把衰变也称作核反应） 这节课学习原子核的人工转化：在1919年，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和一个质子，第一次实现了原子核的人工转变。
2.原子核的人工转变：用α粒子（或H 11或n 10……）轰击原子核使之发生变化的过程，叫做原子核的人工转变。
（或说：用人工方法使原子核发生变化的过程，叫做原子核的人工转变）（原子核的人工转变是核反应中的一种。
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例如，铀核用 238 92 U 表示，则铀核的核电荷数为92，质 量数为238 。
核反应前后的质量数和核电荷数都是守恒的。 2. 用α 粒子轰击氮原子核的核反应方程式：
4 2 17 1 He 14 7 N 8 O 1 H
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三、中子的发现 1. 1920年卢瑟福预言： 原子核中除了质子外，还有一 种质量与质子相近不带电的中性粒子存在，并称为中子。 2. 1930年德国物理学家博特用α 粒子轰击铍时，产生了 一种射线，有极强的贯穿力，认为是高能量的γ 射线。 3. 1932年英国物理学家查德威克对这种射线进行了深 入地研究： （1）这种射线在磁场中不偏转，推断它是一种中性 粒子流。
§8.4 原子核的人工转变 原子核的组成 一、原子核的人工转变
二、核反应方程
三、中子的发现
四、原子核组成
五、同位素
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一、原子核的人工转变 卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验 （1）用化学反应、加温、加压或加电磁场的方法，都 无法改变原子核。卢瑟福用镭放射出的α粒子当“炮弹” 去轰击氮原子核，第一次使原子核人为地发生转变。
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五、同位素 1. 同位素 具有相同质子数和不同中子数的原子互称 234 234 为同位数。 如 234 92 U , 92 U , 92 U 。 具有相同质子数和不同中子数的原子，它们核外电子 数相同，因而具有相同的化学性质，属于同一种元素。 2.放射性同位素 具有放射性的同位素叫做放射性同位素。 31 如 30 15 P 就是磷 15 P 的放射性同位素。 用质子、氘、中子和 光子轰击原子核都可以获得放 射性同位素。目前人工制造的放射性同位素已近2 000种。 放射性同位素在工农业、医疗和科研等方面都得到广泛的 应用。
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四、原子核的组成 1. 原子核的组成 原子核是由质子 和中子组成的。 2.核子 质子和中子统称为核子。 质子数＝核电荷数＝原子序数 质量数＝质子数+ 中子数 3. 核力 在原子核里，存在着一种比库仑力强得多的 吸引力，叫做核力，它把核子紧紧地束缚在原子核内。 核力存在于核内所有核子之间。 核力只在 2.0×10-15 m 的短距离内起作用，超过这个 距离，核力就不复存在。
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练 习 1. 发现质子和中子的核反应方程分别是 、 。
2. 铍被α 粒子轰击时，产生的看不见的贯穿力很强的
不带电粒子是
3. 核子是
。
和 的统称，它们是构成 结合在一起 。 的基
本粒子，核子主要靠
4. 质量数为12，13，14，15，16 的氮核，各含多少个 质子和中子？
ห้องสมุดไป่ตู้
质子
（2）用α 粒子轰击其他元素，也发现有质子被驱逐出来， 由此可知， 质子是原子核的组成部分。
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（3）原子核发生转变的现象叫做核反应。用人为的方 法使原子核发生了转变，这样的过程称为人工核反应。 二、核反应方程式
A 1. 核反应常用核反应方程式来表示。 用 Z X 表示原子 核，其中X表示某元素，A表示原子核的质量数，Z表示核 电荷数。
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（2）测出这种射线的速度不到光速的十分之一， 推断 它是一种中性粒子流。
（3）测出这种射线粒子的质量与质子几乎相等。
因此查德威克认为：这种粒子就是卢瑟福预言的中子。
1 n 表示。 4. 中子的质量数为1，电荷数为0，用 0
用 粒子轰击铍核生成中子的核反应方程是：
9 4 12 1 Be 4 2 He 6 C 0 n