最新人教版高中物理选修1-2第三章《原子与原子核的结构》预习导航

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为什么原子核的电荷数仅仅是质量数的一半或者更少一些？
提示：因为原子核内除了质子外，还存在质量与质子质量大体相等的不带电的中子。

课前预习
1．原子的核式结构模型
(1)α粒子散射的实验
1909～1911年，卢瑟福和他的合作者做了用α粒子轰击金箔的实验，实验结果表明：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是少数α粒子发生了较大的偏转。

(2)卢瑟福原子的核式结构模型
在原子的中心有一个很小的核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核内，这个核叫做原子核，带负电的电子在核外的空间运动着。

思考：你知道原子、原子核有多大吗？
答案：原子直径的数量级为10－10m，原子核直径的数量级为10－15m。

2．原子核的组成
(1)质子的发现
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核打出的氢原子核，叫做质子，质子是原子核的组成部分。

(2)卢瑟福猜想原子核内存在着质量跟质子相同，不带电的中子，查德威克通过实验发现了中子。

(3)原子核的组成
①原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子。

②原子核的质量数等于质子数与中子数的总和。

③原子核的电荷数等于它的质子数，等于原子序数。

④具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。

思考：原子核外的电子数与原子核内的质子数有什么关系？
答案：相等。

因为通常情况下原子不显电性。

3．质能方程
(1)核反应
某种粒子与原子核发生相互作用，导致核的组成或核的状态发生了变化，这样的过程叫做核反应。

蕴藏在原子核中的能量称为核能。

(2)质能方程
物体的能量与质量之间的关系E＝mc2就是爱因斯坦质能方程。

(3)质量亏损
原子核的质量比组成它的所有质子和中子的质量之和要略小一点，这叫做原子核的质量亏损。

思考与讨论：核反应释放的能量十分巨大，你能举例说明吗？
答案：例如，1 mol碳完全燃烧放出393.5 kJ的热量，平均每个碳原子在燃烧过程中放出4 eV的能量，而一个质子和一个中子结合成氘核能释放2.2 MeV的能量。