高中物理选修3-5教学设计6:19.1 原子核的组成教案
人教课标版高中物理选修3-5:《原子核的组成》教案-新版
第一节原子核的组成一、核心素养通过《原子核的组成》的学习过程,引导学生树立正确的、严谨的科学研究态度。
树立辨证唯物主义的科学观和世界观。
二、教学目标1.知道什么是放射性及放射性元素;2.知道三种射线的特性;3.知道原子核的组成,会正确书写原子核的符号;4.通过核结构模型的探究,经历分析和解决问题的过程,体会物理学的研究方法。
三、教学重点:天然放射现象及其规律,原子核的组成。
四、教学难点知道三种射线的性质和原子核的组成。
五、教学活动【导入】现在我们已经知道原子是由原子核和核外电子组成,原子核是由质子和中子组成。
在我们最开始研究原子核内部的信息时,最早是来自天然放射现象。
人们从破解天然放射现象入手。
今天我们也从“天然放射现象”入手,逐步揭开原子核的神秘面纱。
【问题1】看书第65页,“天然放射现象”一部分,并完成讲学稿。
(一)天然放射现象1.放射性:物质发射射线的性质称为放射性。
2.放射性元素:具有放射性的元素,称为放射性元素。
3.放射性不是少数几种元素才有的,研究发现,原子序数大于或等于83 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。
4.天然放射现象:放射性元素自发地放出射线的现象,叫做天然放射现象。
贝可勒尔发现了天然放射现象。
天然放射现象说明了原子核具有复杂结构,原子核还可再分。
例1、天然放射现象说明:(BC )A.原子不是单一的基本粒子B.原子核不是单一的基本粒子C.原子内部大部分是空的D.原子是由带正电和带负电的基本粒子组成的【问题2】通过课件分析:1.在磁场中:观察到的现象是什么?分析三种射线的电性。
答:三束射线中有两束发生偏转,左偏的带正电,右偏的带负电,不偏的不带电。
2.在电场中:观察到的现象是什么?分析三种射线的电性。
答:三束射线中有两束发生偏转,左偏的带负电,右偏的带正电,不偏的不带电。
【问题3】看书第65页,“射线到底是什么”一部分,分组讨论进行总结,填入表格。
教科版高中物理选修3-5:《原子核的组成与核力》教案-新版
3.1《原子核的组成与核力》教案新课标要求1、知识与技能(1)知道原子核的组成,知道核子和同位素的概念。
2、过程与方法(1)通过观察,思考,讨论,初步学会探究的方法;(2)通过对知识的理解,培养自学和归纳能力。
3、情感、态度与价值观(1)树立正确的,严谨的科学研究态度;(2)树立辨证唯物主义的科学观和世界观。
教学重点:原子核的组成。
教学难点:如何利用磁场区分质子与中子教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备1、原子核的组成提问:质子:由谁发现的?怎样发现的? 中子:发现的原因是什么?由谁发现的?(卢瑟福用α粒子轰击氮核,发现质子。
查德威克发现中子。
发现原因:如果原子核中只有质子,那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比,但实际却是,绝大多数情况是前者的比值大些,卢瑟福猜想核内还有另一种粒子)小结:①质子(proton)带正电荷,电荷量与一个电子所带电荷量相等,271.672623110p m kg -=⨯中子(nucleon)不带电,271.674928610n m kg -=⨯②数据显示:质子和中子的质量十分接近,统称为核子,组成原子核。
提问:③原子核的电荷数是不是电荷量?④原子荷的质量数是不是质量? 提示:③不是,原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍,那这个倍数就叫做原子核的电荷数。
④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,那这个倍数叫做原子核的质量数。
小结:③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数⑤ 符号A Z X 表示原子核,X :元素符号;A :核的质量数;Z :核电荷数 一种铀原子核的质量数是235,问:它的核子数,质子数和中子数分别是多少?(核子数是235,质子数是92,中子数是143)2、同位素(isotope)(1)定义:具有相同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,因而互称同位素。
(2)性质:原子核的质子数决定了核外电子数目,也决定了电子在核外的分布情况,进而决定了这种元素的化学性质,因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。
人教版(选修3-5 19.1 原子核的组成 学案-教学文档
19.1 原子核的组成【重点知识】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。
【基本知识】一、天然放射现象1.1896年,法国物理学家发现某些物质具有放射性。
2.物质发射的性质称为放射性,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放射现象。
3.原子序数大于或等于的元素,都能自发地发出射线,原子序数小于的元素,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。
二、三种射线1.α射线:实际上就是,速度可达到光速的110,其能力强,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。
三、原子核的组成1.质子的发现用α粒子轰击获得了质子。
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)查德威克用轰击铍(94Be)原子核获得了中子。
3.原子核的组成原子核由、组成,它们统称为。
4.原子核的电荷数(Z)等于原子核的,等于。
5.原子核的质量数(A)等于与的总和。
6.原子核的符号表示AZ X,其中X为元素符号,A为原子核的,Z为原子核的。
7.同位素具有相同的而不同的原子互称同位素。
【课堂例题】例1.如图所示,x为未知的放射源,L为薄铝片,若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,在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,则x 可能是( )A.α和β的混合放射源B.纯α放射源C.α和γ的混合放射源D.纯γ放射源例2.如图1916所示,一天然放射性物质发出三种射线,经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)。
物理:新人教版选修3-5 19.1原子核的组成(教案)
第十九章原子核新课标要求1.内容标准(1)知道原子核的组成,知道放射性和原子核的衰变,会用半衰期描述衰变速度,知道半衰期的统计意义,(2)了解放射性同位素的应用,知道射线的危害和防护,例1 了解放射性在医学和农业中的应用,例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性,了解相关的国家标准,(3)知道核力的性质,能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因,会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程,(4)认识原子核的结合能,知道裂变反应和聚变反应,关注受控聚变反应研究的进展,(5)知道链式反应的发生条件,了解裂变反应堆的工作原理,了解常用裂变反应堆的类型,知道核电站的工作模式,(6)通过核能的利用,思考科学技术与社会的关系,例3 思考核能开发带来的社会问题,(7)初步了解恒星的演化,初步了解粒子物理学的基础知识,例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用,2.活动建议:(1)通过查阅资料,了解常用的射线检测方法,(2)观看有关核能利用的录像片,(3)举办有关核能利用的科普讲座,新课程学习19.1 原子核的组成★新课标要求(一)知识与技能1.了解天然放射现象及其规律,2.知道三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们,3.知道原子核的组成,知道核子和同位素的概念,(二)过程与方法1.通过观察,思考,讨论,初步学会探究的方法,2.通过对知识的理解,培养自学和归纳能力,(三)情感、态度与价值观1.树立正确的,严谨的科学研究态度,2.树立辨证唯物主义的科学观和世界观,★教学重点天然放射现象及其规律,原子核的组成,★教学难点知道三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们,★教学方法教师启发、引导,学生讨论、交流,★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课教师:本节课我们来学习新的一章:原子核,本章主要介绍了核物理的一些初步知识,核物理研究的是原子核的组成及其变化规律,是微观世界的现象,让我们走进微观世界,一起探索其中的奥秘!我们已经知道,原子由什么微粒组成啊?学生回答:原子由原子核与核外电子组成,点评:由原来的知识引入新课,对新的一章有一个大致的了解,教师:那原子核内部又是什么结构呢?原子核是否可以再分呢?它是由什么微粒组成?用什么方法来研究原子核呢?学生思考讨论,点评:带着问题学习,激发学习热情教师:人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律,是从发现天然放射现象开始的,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,这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光,居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下,对铀和铀的各种矿石进行了深入研究,又发现了发射性更强的新元素,其中一种,为了纪念她的祖国波兰而命名为钋(Po),另一种命名为镭(Ra),学生一边听,一边看挂图,点评:配合挂图,展示物理学发展史上的有关事实,树立学生对科学研究的正确态度,(二)进行新课1.天然放射现象(1)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.学生一边听,一边看书,2.射线到底是什么教师:那这些射线到底是什么呢?这就激发着人们去寻求答案: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,发现射线如图所示:(投影)思考与讨论:①你观察到了什么现象?为什么会有这样的现象?②如果α射线,β射线都是带电粒子流的话,根据图判断,他们分别带什么电荷,③如果不用磁场判断,还可以用什么方法判断三种射线的带电性质?学生分组讨论,回答问题以及实验方案,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,如图点评:给出实验现象,设置问题情境,引导学生自己得出结论,培养学生的观察,分析,探究的能力,培养学生合作式学习的能力用多种方案解决一个问题有利于培养学生的扩散散性思维,教师:我们已经研究了这三种射线的带电性质,那么这些射线还有哪些性质呢?请同学们阅读课文后填写表格,学生看书,进行总结,点评:培养学生自学,总结的能力,教师:(帮助小结)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,②三种射线都是高速运动的粒子,能量很高,都来自于原子核内部,这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能,原子核内也有其复杂的结构,学生对照表格,理解书本知识,点评:通过对照表格,可以让学生更好的掌握规律性质,3.原子核的组成 教师提问:①质子:由谁发现的?怎样发现的?②中子:发现的原因是什么?是由谁发现的?学生看书,然后回答问题①卢瑟福用α粒子轰击氮核,发现质子,②查德威克发现中子,发现原因:如果原子核中只有质子,那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比,但实际却是,绝大多数情况是前者的比值大些,卢瑟福猜想核内还有另一种粒子,教师:(帮助小结)①质子(proton)带正电荷,电荷量与一个电子所带电荷量相等,271.672623110p m kg -=⨯中子(nucleon)不带电,271.674928610n m kg -=⨯②数据显示:质子和中子的质量十分接近,统称为核子,组成原子核,点评:加强学生对书本知识的理解能力,以及语言概括能力,教师:提问:③原子核的电荷数是不是电荷量?④原子荷的质量数是不是质量?学生看书,然后回答问题:③不是,原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍,那这个倍数就叫做原子核的电荷数,④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,那这个倍数叫做原子核的质量数, 点评:加强学生对书本知识的理解能力,以及语言概括能力,小结:③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数⑤ 符号A Z X 表示原子核,X :元素符号;A :核的质量数;Z :核电荷数教师:给出思考与讨论题,一种铀原子核的质量数是235,问:它的核子数,质子数和中子数分别是多少?学生回答:核子数是235,质子数是92,中子数是143,点评:学生回答调动他们学习的积极性,4.同位素(isotope)(1)定义:具有相同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,因而互称同位素,(2)性质:原子核的质子数决定了核外电子数目,也决定了电子在核外的分布情况,进而决定了这种元素的化学性质,因而同种元素的同位素具有相同的化学性质,学生一边听,一边看书,提问:列举一些元素的同位素?学生回答: 氢有三种同位素:氕(通常所说的氢),氘(也叫重氢),氚(也叫超重氢),符号分别是:123111,,H H H ,碳有两种同位素,符号分别是121466,C C , 点评:举例说明同位素的性质,加深对这一概念的理解,例:下列说法正确的是( )A .β射线粒子和电子是两种不同的粒子B .红外线的波长比X 射线的波长长C .α粒子不同于氦原子核D .γ射线的贯穿本领比α粒子强学生回答:BD点评:本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识,19世纪末20世纪初,人们发现X,α,β,γ射线,经研究知道,X,γ射线均为电磁波,只是波长不同,可见光,红外线也是电磁波,波长从短到长的电磁波波谱要牢记,另外,β射线是电子流,α粒子是氦核,从α,β,γ三者的穿透本领而言:γ射线最强,α射线最弱,这些知识要牢记, (三)课堂小结1.天然放射现象及其规律,2.三种射线的性质,3.原子核的组成,学生总结,讨论,(四)作业:1.认真阅读课后的“科学足迹”,完成问题与练习,2.探究活动:β射线的来源:原子核内没有电子,β射线如何而来?点评:学生课后探究,激发学生学习的热情,为以后的学习作好准备,★教学体会这节课由天然放射现象开始,揭示了原子核是可分的,展示物理学发展史上的有关事实,是对学生进行辨证唯物主义思想教育的好素材,放射性元素放出的三种射线只可能从原子核里放出来的,从而引起人们去探索原子核的奥妙,揭开了核物理学的第一页,核物理研究的是原子核的组成及其变换规律,是微观世界的现象,不想宏观世界那样看得见,摸得着,研究起来也就更困难,通过本节的学习,要使学生能对核物理的相关实验基础和研究问题的思路,方法有所体会,了解人类是怎样认识微观世界的,。
人教版高中物理选修3-5学案:第十九章学案1原子核的组成
人教版高中物理选修3-5学案:第十九章学案1原子核的组成[学习目标] 1.了解什么是放射性、天然放射现象和衰变.2.知道原子核的组成及三种射线的特征.3.理解α衰变和β衰变的规律及实质,并能熟练书写衰变方程.4.理解半衰期的概念,学会利用半衰期解决相关问题.一、天然放射现象和三种射线[导学探究] (1)1896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素自发地发出射线的现象,即天然放射现象.是否所有的元素都具有放射性?放射性物质发出的射线有哪些种类?答案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.放射性物质发出的射线有三种:α射线、β射线、γ射线.(2)怎样用电场或磁场判断三种射线粒子的带电性质?答案让三种射线通过匀强电场,则γ射线不偏转,说明γ射线不带电.α射线偏转方向和电场方向相同,带正电,β射线偏转方向和电场方向相反,带负电.或者让三种射线通过匀强磁场,则γ射线不偏转,说明γ射线不带电,α射线和β射线可根据偏转方向和左手定则确定带电性质.(3)三种射线的本质是什么?有哪些特点呢?答案见知识梳理[知识梳理]对天然放射现象及三种射线的认识1.对天然放射现象的认识(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.2.对三种射线的认识[A.α射线是由高速运动的氦核组成的,其运行速度接近光速B.β射线能穿透几毫米厚的铅板C.γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱D.β射线的粒子和电子是两种不同的粒子E.α粒子不同于氦原子核答案C解析19世纪末20世纪初,人们发现了X、α、β、γ射线,经研究知道,X、γ射线均为电磁波,只是波长不同.β射线是电子流,α粒子是氦核,就α、β、γ三种射线的贯穿本领而言,γ射线最强,α射线最弱.二、原子核的组成[知识梳理] (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p或H表示,其质量为mp=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n表示,中子的质量非常接近于质子的质量.(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原子核的符号(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H、H、H.[即学即用] 在α粒子轰击金箔的散射实验中,α粒子可以表示为He,He中的4和2分别表示( )A.4为核子数,2为中子数B.4为质子数和中子数之和,2为质子数C.4为核外电子数,2为中子数D.4为中子数,2为质子数答案B解析根据X所表示的物理意义,原子核的质子数决定核外电子数,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.原子核的质量数就是核内质子数和中子数之和,即为核内的核子数.He符号的左下角表示的是质子数或核外电子数,即为2,He符号左上角表示的是核子数,即为4,故选项B正确.一、天然放射现象和三种射线例1 如图1所示,R是一种放射性物质,虚线框内是匀强磁场,LL′是厚纸板,MM′是荧光屏,实验时,发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑,由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应属于下表中的( )图1解析R进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转,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.答案C归纳总结1.对放射性和射线的理解:(1)一种元素的放射性,与其是单质还是化合物无关,这说明一种元素的放射性和核外电子无关.(2)射线来自于原子核,说明原子核是可以再分的.2.对三种射线性质的理解:(1)α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电.α射线、β射线是实物粒子,而γ射线是光子流,属于电磁波的一种.(2)α射线、β射线都可以在电场或磁场中偏转,但偏转方向不同,γ射线则不发生偏转.(3)α射线穿透能力弱,β射线穿透能力较强,γ射线穿透能力最强,而电离本领相反.针对训练1 如图2所示,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中,下列说法正确的是( )图2A.①表示γ射线,③表示α射线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射线答案C解析根据三种射线的偏转轨迹可知①⑥表示β射线,②⑤表示γ射线,③④表示α射线.选项C正确.二、原子核的组成例2 已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226.试问:(1)镭核中有几个质子?几个中子?(2)镭核所带电荷量是多少?(保留三位有效数字)(3)呈电中性的镭原子,核外有几个电子?解析(1)镭核中的质子数等于其原子序数,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)镭核所带电荷量Q=Ze=88×1.6×10-19 C≈1.41×10-17 C.(3)核外电子数等于核电荷数,故核外电子数为88.答案(1)88 138 (2)1.41×10-17 C (3)88归纳总结理解熟记以下几点是解题关键:(1)原子核的质子数与原子序数相等.(2)原子核的质量数等于质子数与中子数之和.(3)对呈电中性的原子,核外电子数等于核内质子数.针对训练 2 据最新报道,放射性同位素钬Ho,可有效治疗癌症,该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是( )A.32 B.67 C.99 D.166答案A解析根据原子核的表示方法得核外电子数=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A对.1.最早发现天然放射现象的科学家为( )A.卢瑟福B.贝可勒尔C.爱因斯坦D.查德威克答案B解析卢瑟福发现质子,查德威克发现中子,爱因斯坦发现了光电效应,贝可勒尔发现天然放射现象,故B正确,A、C、D错误.2.(多选)下列关于放射性元素发出的三种射线的说法中正确的是( )A.α粒子就是氢原子核,它的穿透本领和电离本领都很强B.β射线是电子流,其速度接近光速C.γ射线是一种频率很高的电磁波,它可以穿过几厘米厚的铅板D.以上三种说法均正确答案BC解析α粒子是氦原子核,它的穿透本领很弱而电离本领很强,A项错误;β射线是电子流,其速度接近光速,B项正确;γ射线的穿透能力很强,可以穿透几厘米厚的铅板,C项正确.3.(多选)氢有三种同位素,分别是氕(H)、氘(H)、氚(H),则( )A.它们的质子数相等B.它们的核外电子数相等C.它们的核子数相等D.它们的中子数相等答案AB解析氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3,质子数和核外电子数相同,都为1,中子数等于核子数减去质子数,故中子数各不相同,所以A、B选项正确.4.以下说法正确的是( )A.Rn为氡核,由此可知,氡核的质量数为86,氡核的质子数为222B.Be为铍核,由此可知,铍核的质量数为9,铍核的中子数为4C.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A项氡核的质量数为222,质子数为86,所以A错误;B项铍核的质量数为9,中子数为5,所以B错误;由于同位素是指质子数相同而中子数不同,即质量数不同,因而C错误,D正确.一、选择题(1~5为单选题,6~9为多选题)1.在天然放射性物质附近放置一带电体,带电体所带的电荷很快消失的根本原因是( )A.γ射线的贯穿作用B.α射线的电离作用C.β射线的贯穿作用D.β射线的中和作用答案B解析由于α粒子电离作用较强,能使空气分子电离,电离产生的电荷与带电体的电荷中和,使带电体所带的电荷很快消失.2.放射性元素放出的射线,在电场中分成A、B、C三束,如图1所示,其中( )图1A.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解析根据射线在电场中的偏转情况,可以判断,A射线向电场线方向偏转,应为带正电的粒子组成的射线,所以是α射线;B射线在电场中不偏转,所以是γ射线;C射线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,所以是β射线.3.若用x代表一个中性原子中核外的电子数,y代表此原子的原子核内的质子数,z代表此原子的原子核内的中子数,则对U的原子来说( )A.x=92 y=92 z=235B.x=92 y=92 z=143C.x=143 y=143 z=92D.x=235 y=235 z=325答案B解析在U中,左下标为质子数,左上标为质量数,则y=92;中性原子的核外电子数等于质子数,所以x=92;中子数等于质量数减去质子数,z=235-92=143,所以B选项正确.4.下列关于He的叙述正确的是( )A.He与H互为同位素B.He原子核内中子数为2C.He原子核内质子数为2D.He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子核答案C解析He核内质子数为2,H核内质子数为1.两者质子数不等,不是同位素,A错误;He原子核内中子数为1,B错误;He代表原子核内有2个质子和1个中子的氦原子核,核外电子数为2,故C正确,D错误.5.人类探测月球时发现,在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦,它可作为未来核聚变的重要原料之一.氦的该种同位素应表示为( )A.HeB.HeC.HeD.He答案B解析氦的同位素质子数一定相同,质量数为3,故应表示为He,因此B正确.6.关于β射线,下列说法中正确的是( )A.它是高速电子流B.β粒子是放射出来的原子内层电子C.β粒子是从原子核中放射出来的D.它的电离作用比较弱,但它的穿透能力很强,能穿透几厘米厚的铅板答案AC解析β射线是高速电子流,它是从原子核内部放射出来的,电离作用较弱,穿透能力较强,能穿透几毫米厚的铝板,故选项A、C正确.7.关于γ射线,下列说法正确的是( )A.它是处于激发状态的原子核放射的B.它是原子内层电子受到激发时产生的C.它是一种不带电的光子流D.它是波长极短的电磁波答案ACD解析γ射线是激发状态的原子核发出的波长极短的电磁波,是一种光子,故A、C、D正确.8.对天然放射现象,下列说法中正确的是( )A.α粒子带正电,所以α射线一定是从原子核中射出的B.β粒子带负电,所以β射线有可能是核外电子C.γ粒子是光子,所以γ射线有可能是由原子发光产生的D.α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的答案AD解析α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的,β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子,然后释放出电子,γ射线是伴随α衰变和β衰变而产生的.所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的.9.如图2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是( )图2A.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个竖直向下的场强适当的匀强电场,可能使屏上的亮斑只剩下b答案AC解析由左手定则可知粒子向右射出,在匀强磁场中α粒子受到的洛伦兹力向上,β粒子受到的洛伦兹力向下,轨迹都是圆弧.由于α粒子速度的是光速的,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,本题应选A、C.二、非选择题10.有关O、O、O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.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) O (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,故不相同的是中子.(2) O、O、O的质量数分别是16、17、18、,故O质量最大.(3)三种同位素质子数相同,故化学性质相同.11.在暗室的真空装置中做如下实验:在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中,有一个能产生α、β、γ三种射线的放射源.从放射源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场,如图3所示,在与放射源距离为H高处,水平放置两张叠放着的、涂药品面朝下的印像纸(比一般纸厚且涂有感光药品的纸),经射线照射一段时间后两张印像纸显影.(已知mα=4 u,mβ=u,vα=,vβ=c)图3(1)上面的印像纸有几个暗斑?各是什么射线的痕迹?(2)下面的印像纸显出一串三个暗斑,试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比?(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场,一次使α射线不偏转,一次使β射线不偏转,则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少?答案(1)两个暗斑β射线和γ射线(2)5∶184(3)10∶1解析(1)因α粒子穿透本领弱,穿过下层纸的只有β射线和γ射线,β射线、γ射线在上面的印像纸上留下两个暗斑.(2)下面印像纸上从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑.设α射线、β射线留下的暗斑到中央γ射线留下暗斑的距离分别为xα、xβ.则对α粒子,有xα=aαt2=aα·2,aα=qα·Emα对β粒子,有xβ==aβ·2,aβ=qβ·Emβ联立解得=.(3)若使α射线不偏转,则qαE=qαvαBα,所以Bα=,同理,若使β射线不偏转,则Bβ=.故==.。
人教版高中物理选修3-5学案设计-原子核的组成
第十九章原子核1原子核的组成一、天然放射现象1.贝可勒尔的发现铀和含铀的矿物都能发出一种看不见的射线,这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光.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.2.玛丽·居里和皮埃尔·居里夫妇的发现他们发现了两种放射性更强的元素,为了纪念她的国家波兰,一种元素命名为钋(Po),另一种元素命名为镭(Ra).3.天然放射现象自然界中原子序数大于或等于83的元素都能自发地放出射线,这种能自发地发出射线的现象叫做天然放射现象.二、射线的本质1.三种射线在射线经过的空间施加磁场,射线分成三束,其中两束在磁场中向不同的方向偏转,说明这两束是带电粒子流,另一束在磁场中不偏转,说明这一束不带电,这三束射线分别叫做α射线、β射线、γ射线.2.三种射线的比较若在射线经过的空间施加电场(方向与射线的出射方向垂直),射线能分成三束吗?提示:能分成三束,三种射线的带电情况各不相同,它们在电场中受力情况不同,故可偏转为三束.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,发现了质子,质子的实质是氢原子核.2.中子的发现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,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量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.5.原子核的质量数质子和中子的总数目叫做原子核的质量数.6.原子核的符号AX,其中X表示元素的符号,A表示核的质量数,Z表示核的电荷数.Z7.同位素具有相同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.原子核(除氢核外)只是由带电粒子组成的吗?提示:原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的.考点一对三种射线的分析与判断①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.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.②β射线的电子是从原子核中放出来的,并不是从原子核外的电子中放出来的.【例1】 在暗室的真空装置中做如下实验:在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中,有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源,从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场,如图所示.在与射线源距离为H 高处,水平放置两张叠放着的、涂药面向下的印相纸(比一般纸厚且涂有感光材料的纸),经射线照射一段时间后把两张印相纸显影.(1)上面的印相纸有几个暗斑?各是什么射线的痕迹?(2)下面的印相纸显出三个暗斑,试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比.(3)若在此空间再加上垂直于纸面向里的匀强磁场,一次使α射线不偏转,一次使β射线不偏转,则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少?(已知:m α=4 u ,m β=11 840 u ,v α=c10,v β≈c )据三种射线的穿透能力―→判断印相纸上的暗斑数据射线的偏转方向―→判断射线的种类 α、β射线不偏转――→说明两种射线受到的电场力、洛伦兹力相等―→可列式求出B α/B β【答案】 (1)两个,β、γ射线 (2)5184 (3)101【解析】 (1)两个暗斑,分别是β、γ射线的痕迹,因这两种射线穿透性强. (2)由H =v t ,s =12at 2,a =qE m ,所以s αs β=5184. (3)要使射线不偏转,qB v =qE ,所以B αB β=v βv α=101.总结提能判断三种射线性质的方法(1)射线的电性: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,它是波长很短的电磁波.(2)射线的偏转: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)射线的穿透能力: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.放射性元素衰变时放出三种射线,按穿透能力由强到弱的排列顺序是(B)A.α射线,β射线,γ射线B.γ射线,β射线,α射线C.γ射线,α射线,β射线D.β射线,α射线,γ射线解析:由三种射线的性质可以知道,α射线的贯穿本领最弱,而γ射线的贯穿本领最强.考点二原子核的组成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2】已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226.试问:(1)镭核中有几个质子?几个中子?(2)镭核所带的电荷量是多少?(3)若镭原子呈中性,它的核外有几个电子?(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?1.原子核的电荷数与核外电子数有何关系?2.原子核的质量数与其质子数、中子数具有怎样的关系?3.互为同位素的两种原子核,它们的质量数、核电荷数、中子数,相同的是哪个? 【答案】 (1)88 138 (2)1.408×10-17C (3)88(4)113114【解析】 (1)镭核中的质子数等于其原子序数,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)镭核所带的电荷量: Q =Ze =88×1.6×10-19C =1.408×10-17C.(3)核外电子数等于核电荷数等于质子数,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的向心力为洛伦兹力,故有q v B =m v 2r ,r =m vqB ,因为两种同位素具有相同的核电荷数,但质量数不同,故r 226r 228=226228=113114. 总结提能 此处易把核电荷数与原子核所带的电荷量相混淆,而将核电荷数误认为带电荷量导致错解.卢瑟福预想到原子核内除质子外,还有中子的事实依据是( C ) A .电子数与质子数相等B .原子核的质量大约是质子质量的整数倍C .原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些D .质子和中子的质量几乎相等解析:卢瑟福发现中子后,设想原子核只由质子组成,但核电荷数只是质量数的一半或少一些,这与假设相矛盾,因此他又设想原子核内除质子外还有不带电的中子存在,所以选项C 正确.重难疑点辨析 三种射线的分析与比较三种射线的比较如下表【典例】有三种射线,射线a很容易穿透黑纸,速度接近光速;射线b可穿透几十厘米厚的混凝土,能量很高;用射线c照射带电的导体,可使电荷很快消失.则下列判断中正确的是()A.a是α射线,b是β射线,c是γ射线B.a是β射线,b是γ射线,c是α射线C.a是γ射线,b是α射线,c是β射线D.a是γ射线,b是β射线,c是α射线【解析】由题意知,射线a贯穿能力较强,速度接近光速,故是β射线;射线b贯穿能力很强且能量高,是γ射线;射线c很容易使空气电离,从而将导体上的电荷中和,是α射线.【答案】 B要注意从本质、贯穿本领、电离本领三个方面重点把握三种射线的性质.类题试解将一计数器放在实验桌上,打开开关,在连续3 min内,计数器的示数是每分钟11、9和16.将一放射源放在计数器附近,在连续3 min内,计数器的示数变为每分钟1 310、1 270和1 296.现将一块厚纸板放在放射源和计数器之间,示数降为每分钟1 250、1 242和1 236;将一块厚为2 mm的铅板代替厚纸板,示数降为每分钟13、12和11.问:(1)为什么没有放射源时,计数器会有示数?(2)根据上述实验数据,确定该射线是何种射线?为什么?【解析】α、β、γ三种射线中,贯穿本领依次增强,厚纸板放在放射源和计数器之间,计数器示数无明显变化,说明无贯穿本领最小的α射线,以2 mm的铅板遮挡,计数器示数明显减小,说明无贯穿本领最强的γ射线,综上所述,该射线是β射线.【答案】(1)空气中有微量的射线(2)β射线,由穿透能力来判断1.(多选)下列哪些现象能说明射线来自原子核(BC)A.三种射线的能量都很高B.放射线的强度不受温度、外界压强等物理条件的影响C.元素的放射性与所处的化学状态(单质、化合态)无关D.α射线、β射线都是带电的粒子流解析:能说明放射线来自原子核的证据是,元素的放射性与其所处的化学状态和受到的物理条件无关,B、C正确.2.天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示,由此可推知(D)A.②来自于原子核外的电子B.①的电离作用最强,是一种电磁波C.③的电离作用较强,是一种电磁波D.③的电离作用最弱,属于原子核内释放的光子解析:三种射线均来自于原子核内,A错误;从图中可看出,一张纸能挡住①射线,则①射线一定是α射线,其贯穿本领最差,电离能力最强,但不是电磁波,而是高速粒子流,B 错误;铝板能挡住②,而不能挡住③,说明③一定是γ射线,其电离能力最弱,贯穿本领最强,是一种电磁波,属于原子核内以能量形式释放出来的以光速运行的高能光子,D正确.3.若用x代表一个中性原子的核外的电子数,y代表此原子的原子核内的质子数,z代表此原子的原子核内的中子数,则对234 90Th的原子来说(B)A.x=90,y=90,z=234B.x=90,y=90,z=144C.x=144,y=144,z=90D.x=234,y=234,z=324解析:在234 90Th中,左下标为质子数,左上标为质量数,则y=90;中性原子的核外电子数等于质子数,所以x=90;中子数等于质量数减去质子数,z=234-90=144,所以B选项正确.4.以下说法正确的是(D)A.222 86Rn为氡核,由此可知,氡核的质量数为86,氡核的质子数为222B.94Be为铍核,由此可知,铍核的质量数为9,铍核的中子数为4C.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解析:A项氡核的质量数为222,质子数为86,所以A错误;B项铍核的质子数为4,中子数为5,所以B错误;由于同位素是指质子数相同而中子数不同,即质量数不同,因而C 错误,D正确.5.如图所示,一天然放射性物质射出三种射线,经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(其方向如图所示),调整电场强度E和磁感应强度B的大小,使得在胶片MN上只有两个点受到射线照射.则射到b点的是α或β射线.解析:γ射线不发生偏转,只能射到a点.α粒子受向右的电场力和向左的洛伦兹力,若qαE=qαvαB,则α粒子不偏转,射到a点,此时E=vαB,β粒子受向左的电场力qβE和向右的洛伦兹力qβvβB,又有vβ>vα,得qβvβB>qβE,故β粒子向右偏转射到b点;若qβE=qβvβB,则β粒子不偏转,但α粒子,qαE>qαvαB,合力向右,α粒子向右偏转射到b点,故射到b点的是α射线或β射线.。
高中物理人教版选修3-5 19.1《原子核的组成》教案设计
原子核的组成教学目标1.在物理知识方面要求.(1)了解原子核的人工转变.了解它的方法和物理过程.(2)了解质子和中子是如何被发现的.(3)会写核反应方程式.(4)了解原子核的组成,知道核子和同位素的概念.2.掌握利用能量和动量守恒的思想来分析核反应过程.从而培养学生运用已知规律来分析和解决问题的能力.3.通过发现质子和中子的历史过程,使学生认识通过物理实验研究和探索微观结构的研究方法及体会科学研究的艰巨性和严谨性.重点、难点分析1.重点是使学生了解原子核的人工转变和原子核的组成.在原子核的人工转变中发现了质子和中子,它是确定原子核组成的实验基础.2.用已经学过的能量和动量守恒以及有关的知识来分析核反应过程,是本节的难点.教具准备1.分析卢瑟福做的“α粒子轰击氮原子核的实验”.2.讲解约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇做的“用来自铍的射线去轰击石蜡的实验”.用投影幻灯、投影片.引入新课通过上一章的学习,我们已经知道,原子是由电子和原子核组成的,原子核处于原子的中心,体积很小,那么原子核有没有结构,它又是由什么组成的呢?下面我们就来学习这方面的知识.教学过程一、天然放射性现象1.放射性铀和含铀的矿物质都能够发出看不见的射线,这种射线可以使包在黑纸箱里的照相底片感光.物体放射出射线的性质叫做放射性.深化升华射线是从原子核内部发出的,说明原子核不是最小结构,原子核可以再分.2.放射性元素具有放射性的元素叫做放射性元素.放射性并不是少数几种元素才有的.研究发现,原子序数大于或等于83的所有元素,都能自发地放出射线,原子序数小于83的元素,有的也具有放射性,元素这种自发地放出射线的现象叫做天然放射现象,现在用人工的方法也可以制造放射性同位素.记忆要诀原子序数大于等于83的所有元素都有放射性.原子序数小于83的元素,有的也具有放射性.3.天然放射性元素:能自发地放出射线的元素叫做天然放射性元素.虽然具有天然放射性元素的种类很多,但它们在地球上的含量很少.4.天然放射现象发现的意义:原子核具有复杂的结构,实际上人们认识到原子核具有复杂结构就是从天然放射性开始的.联想发散原子核内部的消息,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.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,也存在着一定结构.二、射线到底是什么1.研究方法:让放射线通过电场或磁场来研究其性质.把样品放在铅块的窄孔底上,在孔的对面放着照相底片,在没有磁场时,发现在底片上正对孔的位置感光了.若在铅块和底片之间放一对磁极,使磁场方向跟射线方向垂直,结果在底片上有三个地方感光了,说明在磁场作用下,射线分为三束,表明这些射线中有的带电,有的不带电,由三种粒子组成,如图所示.2.各种射线的本质和特性(1)α射线:卢瑟福经研究发现,α射线粒子带两个单位正电荷,质量数为4,即α粒子是氦核,其速度是光速的1/10,有较大的动能.特性:贯穿本领小,但电离作用强,能使沿途中的空气电离.(2)β射线:贝克勒尔证实,β射线是电子流,其速度可达光速的90%.特征:贯穿本领大,能穿透黑纸,甚至穿透几毫米厚的铝板,但电离作用较弱.(3)γ射线是一种波长很短的电磁波——光子流,是能量很高的电磁波,波长λ<10-10 m.特征:贯穿本领最强,能穿透几厘米厚的铅板,但电离作用最弱.学法一得 三种射线的区分:让三种射线同时穿过磁场,不发生偏转的是γ射线,因为其不带电,不受磁场的影响;偏转角度较小的是α射线,因为其质荷比q m 较大,根据公式r=qBmv可知偏转半径大,在磁场中的偏转角度较小.同理可知偏转角度较大的是β射线,因为其质荷比qm较小.并且它们的偏转方向不同,还可以根据左手定则和偏转方向判定其射线属于哪种射线.辨析比较 三种射线的比较三、原子核的组成 1.探究过程(1)卢瑟福的实验结论:卢瑟福用α粒子轰击氮核时,发现了一种新粒子,这种粒子带有一个单位的正电荷,其质量与氢原子的质量相近.随后人们又用类似的方法从氟、钠、铝等原子核中打出了同样的粒子(质子).(2)结论:质子是原子核的组成部分. (3)猜测:原子核只由质子组成.分析论证:如果原子核只是由质子组成,它的电荷数应该与质量数相等.这和绝大多数原子核的电荷数只是质量数的一半或者还少一些的事实相矛盾,说明猜测错误.再猜测:原子核内还应该存在着质量跟质子差不多的不带电的中性粒子,即中子. 实验验证:卢瑟福的学生在研究用射线轰击铍而产生的一种能量极高、贯穿能力很强的中性粒子时,证实中性粒子的质量与质子的质量近似相等,就是猜测的中子.构建模型:原子核由质子和中子组成.联想发散 中子的发现不仅使人们了解到原子核是由质子和中子组成,而且为科学家提供了轰击其他原子核时,不受静电斥力的最佳“炮弹”,使它有更多的机会和带电核发生碰撞.中子“炮弹”的利用,不仅为原子核物理的研究开辟了崭新的道路,也为后来核能的利用打下了基础.2.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通称为核子.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.学法一得 原子核的结构无法通过实验直接观察,只能通过科学的思维和研究方法进行间接研究.由实验结果→分析猜测→提出模型→实验验证→建立新理论→构建正确的模型是探索微观结构的基本方法.3.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,叫做原子核的电荷数.通常用字母Z 表示.深化升华 原子核的电荷数,就是原子核内质子数,也就是这种元素的原子序数. 4.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,这个倍数叫做原子核的质量数,用字母A 表示.要点提示 原子核的质量数,就是原子核中的核子数. 5.原子核的符号(1)原子符号的通式:X AZ式中X 为元素符号,A 为原子核的质量数,Z 为原子核的核电荷数.如常见的碳原子核的质量数为12,质子数为6,则可表示为C 126,还可表示为12C ,碳12,碳12等.(2)各粒子的符号 ①α粒子(即氦核):He 42 ②质子(即氢核):H 11或P 11 ③中子:n 10 ④电子:e 01深化升华 (1)原子核中的两个整数①质量数A :等于质子数和中子数之和,即核子数; ②电荷数Z :等于质子数. (2)原子核中的两个等式①核电荷数(Z)=质子数=元素的原子序数=核外电子数; ②质量数(A)=核子数=质子数+中子数 6.同位素具有相同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,因而互称同位素.原子核内的质子数决定了元素的化学性质,同种元素的质子数相同,核外电子数也相同,所以有相同的化学性质,但它们的中子数可以不同,所以它们的物理性质不同.例如氢的三种同位素:氕(H 11)、氘(H 21)、氚(H 31). (三)课堂小结1.原子核的人工转变是研究原子核内部结构的重要方法.2.为了了解原子核的内部结构,卢瑟福首先做α粒子轰击氮核的实验.即用高能粒子轰击原子核是实现原子核人工转变的基本方法.3.用α粒子轰击原子核的核反应过程是α粒子先与被轰击的原子核形成新的不稳定的复核,然后复核立即衰变放出质子并形成新核.4.质子是原子核的组成部分.。
19.1 原子核的组成 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (1)
1、原子质子
核外电子
2、质子数与核外电子数的关系
a、中性原子/分子:核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数=原子序数
b、离子:离子所带的电荷=质子数—核外电子数
二:质量数
1、定义:
2、关系式:①质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
②质量数(A)≈相对原子质量
三、核素与同位素
1、核素:具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为一种核素。
补充:相对质量是如何算出的?C-12有何特点?
(学生回答)相对原子质量:某原子的质量与C-12原子质量的1/12的比值。C-12是指含6个质子6个中子的碳原子。
【问题解决1】将有关原子的质子数和中子数之和填入表1-8,并与原子的相对原子质量作比较,你能得出什么结论?
表1-8几种原子的质子数、中子数和相对原子质量
一、原子的组成:
中子
原子核
1、原子质子
核外电子
原子中1个质子带一个单位正电荷,1个电子带1个单位负电荷,中子不显电性。我们都知道原子是不带电的,即显电中性的,这对于原子内部各种粒子在数量上有什么要求呢?
(学生回答)原子核内的质子数与原子核外电子数相等。
【板书】2、质子数与核外电子数的关系
a、中性原子/分子:核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数=原子序数
原子
质子数(Z)
中子数(N)
质子数+中子数(A)
相对原子质量
F
9
10
19
18.998
Na
11
12
23
22.990
Al
13
14
27
26.982
【结合学生回答板书】二:质量数
1、定义:忽略电子的质量,将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得的数值,叫做质量数,符号A。
19.1 原子核的组成 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (3)
第十九章原子核新课标要求1.内容标准(1)知道原子核的组成。
知道放射性和原子核的衰变。
会用半衰期描述衰变速度,知道半衰期的统计意义。
(2)了解放射性同位素的应用。
知道射线的危害和防护。
例1 了解放射性在医学和农业中的应用。
例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性,了解相关的国家标准。
(3)知道核力的性质。
能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。
会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。
(4)认识原子核的结合能。
知道裂变反应和聚变反应。
关注受控聚变反应研究的进展。
(5)知道链式反应的发生条件。
了解裂变反应堆的工作原理。
了解常用裂变反应堆的类型。
知道核电站的工作模式。
(6)通过核能的利用,思考科学技术与社会的关系。
例3 思考核能开发带来的社会问题。
(7)初步了解恒星的演化。
初步了解粒子物理学的基础知识。
例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。
2.活动建议:(1)通过查阅资料,了解常用的射线检测方法。
(2)观看有关核能利用的录像片。
(3)举办有关核能利用的科普讲座。
新课程学习19.1 原子核的组成★新课标要求(一)知识与技能1.了解天然放射现象及其规律。
2.知道三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们。
3.知道原子核的组成,知道核子和同位素的概念。
(二)过程与方法1.通过观察,思考,讨论,初步学会探究的方法。
2.通过对知识的理解,培养自学和归纳能力。
(三)情感、态度与价值观1.树立正确的,严谨的科学研究态度。
2.树立辨证唯物主义的科学观和世界观。
★教学重点天然放射现象及其规律,原子核的组成。
★教学难点知道三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们。
★教学方法教师启发、引导,学生讨论、交流。
★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课教师:本节课我们来学习新的一章:原子核。
本章主要介绍了核物理的一些初步知识,核物理研究的是原子核的组成及其变化规律,是微观世界的现象。
19.1 原子核的组成 高中物理选修3-5优秀教案优秀教学设计【精品】 (2)
1 原子核的组成(一)教学目的1.常识性了解射线的应用,强射线对人体的危害及防护。
2.常识性了解原子核的组成。
3.进行物理学研究方法的启蒙教育。
(二)教具录像机,监视器,原子弹和氢弹爆炸的录像剪接带。
(若没有上述器材可用原子弹、氢弹爆炸的挂图代替)(三)教学过程进行新课原子核的组成(1)电子的发现和放射性现象的发现我们已经学过,物质是由分子、原子构成的,原子已经是很小很小的微粒了,其直径只有10-10米,所以在十九世纪以前,人们一直认为原子是不可再分的中性粒子。
1897年英国物理学家汤姆生在研究阴极射线时发现了电子,而电子比原子小得多,因而人们才认识到原子内部还有结构。
〈电子的发现把人们带入了原子内部的世界〉在同一时期人们还发现了天然放射性现象,对放射性现象的进一步研究,人们认识到原子核内部还有结构,原子核由比它更小的粒子组成。
可见人类对客观世界的认识是没有止尽的。
我们先来学习放射性现象。
〈放射性现象的发现把人们带入了原子核内部的世界〉(2)放射性现象①什么是放射性现象?像铀(U)、钋(Po)、镭(Ra)等元素能自发地放出一些人眼看不见的、能穿透黑纸使照相底片感光的射线,这种现象叫放射性现象。
这些元素叫放射性元素。
②射线究竟是什么?在放射性现象中放出的射线是什么东西呢?它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外,还有些什么性质呢?比如:这些射线带不带电呢?为了了解它们的性质,还得通过实验。
我们做什么样的实验,才能判断它们带不带电呢?(放射性现象中放出的射线若是带电的,射线在磁场中将像通电导体那样发生偏转,由偏转的方向和磁体的N、S极位置还可判断射线带的是什么电。
)我们利用已经掌握的知识可以去探索还不知道的现象和规律,最基本的研究方法是通过实验。
把放射性元素装在一个壁很厚的铅盒里(射线穿不透),在盒壁上有一个小孔,放射线可由此孔射出,然后把它们放到两个很强的磁极之间,再用照相底片把射线的轨道记录下来。
高中物理选修3-5教学设计3:19.1 原子核的组成教案
1 原子核的组成(一)教学目的1.常识性了解射线的应用,强射线对人体的危害及防护。
2.常识性了解原子核的组成。
3.进行物理学研究方法的启蒙教育。
(二)教具录像机,监视器,原子弹和氢弹爆炸的录像剪接带。
(若没有上述器材可用原子弹、氢弹爆炸的挂图代替)(三)教学过程进行新课原子核的组成(1)电子的发现和放射性现象的发现我们已经学过,物质是由分子、原子构成的,原子已经是很小很小的微粒了,其直径只有10-10米,所以在十九世纪以前,人们一直认为原子是不可再分的中性粒子。
1897年英国物理学家汤姆生在研究阴极射线时发现了电子,而电子比原子小得多,因而人们才认识到原子内部还有结构。
〈电子的发现把人们带入了原子内部的世界〉在同一时期人们还发现了天然放射性现象,对放射性现象的进一步研究,人们认识到原子核内部还有结构,原子核由比它更小的粒子组成。
可见人类对客观世界的认识是没有止尽的。
我们先来学习放射性现象。
〈放射性现象的发现把人们带入了原子核内部的世界〉(2)放射性现象①什么是放射性现象?像铀(U)、钋(Po)、镭(Ra)等元素能自发地放出一些人眼看不见的、能穿透黑纸使照相底片感光的射线,这种现象叫放射性现象。
这些元素叫放射性元素。
②射线究竟是什么?在放射性现象中放出的射线是什么东西呢?它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外,还有些什么性质呢?比如:这些射线带不带电呢?为了了解它们的性质,还得通过实验。
我们做什么样的实验,才能判断它们带不带电呢?(放射性现象中放出的射线若是带电的,射线在磁场中将像通电导体那样发生偏转,由偏转的方向和磁体的N、S 极位置还可判断射线带的是什么电。
)我们利用已经掌握的知识可以去探索还不知道的现象和规律,最基本的研究方法是通过实验。
把放射性元素装在一个壁很厚的铅盒里(射线穿不透),在盒壁上有一个小孔,放射线可由此孔射出,然后把它们放到两个很强的磁极之间,再用照相底片把射线的轨道记录下来。
高中物理 第十九章 1原子核的组成教案 新人教版选修3-5(2篇)
原子核的组成第一课时一、教学目标1.在物理知识方面要求.(1)了解原子核的人工转变.了解它的方法和物理过程.(2)了解质子和中子是如何被发现的.(3)会写核反应方程式.(4)了解原子核的组成,知道核子和同位素的概念.2.掌握利用能量和动量守恒的思想来分析核反应过程.从而培养学生运用已知规律来分析和解决问题的能力.3.通过发现质子和中子的历史过程,使学生认识通过物理实验研究和探索微观结构的研究方法及体会科学研究的艰巨性和严谨性.二、重点、难点分析1.重点是使学生了解原子核的人工转变和原子核的组成.在原子核的人工转变中发现了质子和中子,它是确定原子核组成的实验基础.2.用已经学过的能量和动量守恒以及有关的知识来分析核反应过程,是本节的难点.三、教具1.分析卢瑟福做的“α粒子轰击氮原子核的实验”.2.讲解约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇做的“用来自铍的射线去轰击石蜡的实验”.用投影幻灯、投影片.四、主要教学过程(一)引入新课复习提问:1.什么是天然放射现象?天然放射性元素放射出哪几种射线?这些射线的成分是什么?天然放射现象说明原子核存在着复杂的内部结构,为了了解原子核的组成,人们开始寻找研究原子核组成的有效方法,那就是原子核的人工转变.(二)教学过程设计1.质子的发现.(1)原子核的人工转变.是指为了了解原子核的组成,人们有目的的用高速粒子去轰击某些元素的原子核,通过对核反应过程及其产生的新粒子的研究,了解原子核的内部结构和粒子的本质及特点.(2)α粒子轰击氮原子核的实验.1919年,卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验,第一次实现了原子核的人工转变,有了很重要的发现.实验装置如图1所示(用投影幻灯打出装置的示意图),容器C中放有放射性物质A,从A射出的α粒子射到铝箔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后面放一荧光屏S,用显微镜M观察荧光屏.实验现象:当在荧光屏上恰好观察不到闪光后,通过阀门T往容器C里通入氮气,此时卢瑟福从荧光屏S上又观察到了闪光.实验结论:实验表明,闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的.(3)质子的发现.讨论提问:引导学生用已经学过的知识分析怎样知道新粒子的性质.①若想知道新粒子的性质,必须测出粒子的什么有关物理量?归纳得到:测出粒子的电性、电量、质量和速度等.②用什么方法可以知道新粒子的电性?归纳得到:可将粒子引入电场或磁场中,观察粒子的偏转轨迹.如图2所示,在匀强电场中粒子的轨道是抛物线,若粒子向下偏转,说明粒子带正电;若向上偏转,说明粒子带负电.如图3所示,在匀强磁场中粒子的轨道是圆,若粒子向上做圆运动,说明粒子带正电,若粒子向下做圆运动,说明粒子带负电.实验证明:这个新粒子带正电.③用什么方法可测出粒子的速度?归纳得到:使粒子通过一个正交的电磁场,如图4所示,调节B或E的值,使粒子在正交场中,沿入射方向做匀速直线运动,则可知此时实验说明:这个新粒子速度很大,有很强的穿透能力.归纳得到:使粒子通过匀强电场,根据粒子的偏转量y求出.或使粒子在匀强磁场中做圆周运动,根据半径R求.如图5,在匀强电场中,粒子的偏转量为y:U为两极板间电压,则可测出荷质比为:如图6,在匀强磁场中,粒子做圆运动的半经为R.结论:通过对新粒子的研究与测定,确定它就是氢原子核,又叫质(4)对核反应过程的研究.这个质子是α粒子从氮核中直接打出的,还是α粒子打进氮核后形成的复核发生衰变时放出的呢?分析:若质子是α粒子从氮核中直接打出来的,如图7中甲图,碰撞过程中应有四条径迹;若α粒子打进氮核后形成一个复核,这个复核立即衰变后放出一个质子,碰撞过程中应如图7中乙图所示,有三条径迹.为弄清这个问题,英国物理学家布拉凯特在充满氮的云室里做了α粒子轰击氮核的实验,并拍摄了两万多张云室的照片,终于从40多万条α粒子径迹中发现有8条产生了分叉(见课本上图),分析可知有三条径迹,分叉后的细长径迹是质子的径迹,另一条短粗的径迹是新生核的径迹,α粒子的径迹在跟核碰撞后不再出现,因此这个核反应过程中α粒子打进氮核后形成复核,复核衰变后放出质子.从质量数守恒和电量数守恒可知,其反应方程式为从布拉凯特的实验中,可知40多万条径迹中只有8条分叉,可见科学研究工作的艰巨性,并且可以看到科学实验的重要作用.5.结论.后来人们用同样的方法使氟、钠、铝等发生了类似的转变,都产生了质子.由于各种原子核里都能打出质子来,可见质子是原子核的组成部分.(三)课堂小结1.原子核的人工转变是研究原子核内部结构的重要方法.2.为了了解原子核的内部结构,卢瑟福首先做α粒子轰击氮核的实验.即用高能粒子轰击原子核是实现原子核人工转变的基本方法.3.用α粒子轰击原子核的核反应过程是α粒子先与被轰击的原子核形成新的不稳定的复核,然后复核立即衰变放出质子并形成新核.4.质子是原子核的组成部分.(四)作业1.练习二(1).方程式.第二课时(一)引入新课复习提问:1.卢瑟福通过什么实验产生了质子?试写出这个实验的核反应方程式.质子的发现引导人们更进一步去研究原子核的内部结构,10多年后,科学家经过深入研究发现了原子核中另一种新的基本粒子——中子.(二)教学过程设计1.中子的发现.(1)卢瑟福的假说.质子发现后,有人提出原子核可能是由带正电的质子组成的.但这设想在解释除氢原子核外的其他原子核时遇到了困难,大多数原子核的电荷数与质量数不相等,如铀238的电荷数为92,若都由质子组成,其质量数也应是92,而除质子外剩下146的质量数是什么呢?1920年,根据以上分析,卢瑟福曾预言:可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在,他把它叫做中子.(2)约里奥·居里夫妇的实验.1930年发现,用钋(Po)放出的α粒子轰击铍(Be)时产生一种射线,这种射线贯穿能力极强,能穿透十几厘米厚的铅板,当时人们已知的射线中只有γ射线能穿透铅板,所以认为这种射线为γ射线.1932年约里奥·居里夫妇用这种射线去轰击石蜡(含有大量氢原子),竟从石蜡中打出质子,如图8(用投影幻灯片打出),由于被打出质子能量很大,与γ射线的能量不符合,但这射线究竟是什么?约里奥·居里夫妇没有得出最后的结论.(3)查德威克实验.1932年英国物理学家查德威克仔细研究了这种射线,发现它是中性粒子流,在磁场中不偏转,它的速度不到光速的十分之一,因此排除了它是γ射线的可能.后查德威克用这种射线轰击氢原子和氮原子,结果打击了一些氢核(质子)和氮核,并测量出被打出的氢核和氮核的速度,由此推算出这种射线的质量.测量结果表明,被打出的原子核的速度是不同的,如被打出的氢核的速度有大有小,查德威克认为其中速度最大的氢核是由于未知射线中的粒子与它正碰的结果,其他速度较小的是由于斜碰的结果.(4)中子的发现.分析:查德威克认为它们之间的碰撞是弹性正碰;设未知粒子质量为m,速度为v,氢核的质量为mH,最大速度为v′H,并认为氢核在打出前为静止的,那么根据动量守恒和能量守恒可知:mv=mv′+mH·v′H,(1)其中v′是碰撞后未知粒子的速度,由此可得:同样可求出未知射线与氮原子碰撞后,打出的氮核的速度查德威克在实验中测得氢核的最大速度为v′H=3.3×109cm/s,氮核的最大速度为v′N=4.7×108cm/s.将速度的最大值代入方程(6),可得:可得:m=1.15mH.查德威克还用别的物质代替氢和氮重做这个实验,可得到同样的结果.后来更精确实验测出,此粒子质量非常接近于质子质量,只比后者大千分之一多(此粒子质量是1.674920×10-27kg,质子质量是1.672614×10-27kg).查德威克发现的这种与质子质量差不多的粒子,由于不带电,所以发现中子的核反应方程式为实验证实,从许多原子核里都能打出中子,可见中子也是原子核的组成部分.中子的发现是物理学发展史上的一件大事,由于中子不带电,所以更容易接近或打进原子核.不少科学家用中子轰击原子核,进一步揭示了物质的微观结构,对近代物理学的发展起了很大作用.由此也可看出科学的预言和假说的重要作用,它可引导人们发现新的事实和规律.中子的发现的历史事实也使我们明确,在科学研究中要时刻保持严谨的态度,否则会像约里奥.居里夫妇一样与中子这样重要的发现失之交臂.由于发现了中子,查德威克获得1935年诺贝尔物理学奖.中子的发现是科学假设和理论推证相结合的产物,也是查德威克与许多物理学家共同努力的结果.查德威克事后说:“先进的科学知识通常是很多人劳动的成果.”2.原子核的组成.中子发现后,原子核是由质子和中子组成的看法很快得到了公认.质子和中子统称为核子,质子带一个单位正电荷,质量数为1;中子不带电,质量数也是1.在核中:电荷数=质子数=核外电子数.质量数=质子数+中子数.14,所以中子数为14-7=7,则氮核是由7个质子和7个中子组成的.同位素:具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素.如在天然放射现象中,放射出的三种射线:α粒子是氦核,它是由2个质子和2个中子结合在一起从核中发射出来的,其核反应方程式为β粒子是电子,这是由中子转化为质子和电子,其核反应方程式为γ射线是由光子组成,后面会讲到.(三)课堂小结1.在原子核由质子组成的说法遇到困难时,卢瑟福预言:原子核中可能存在着与质子质量差不多的不带电粒子,称为中子.2.查德威克通过对许多实验的分析,并运用动量守恒和能量守恒的规律,测量并计算出被一些人误认为γ射线的粒子的电性和质量,从而发现了质量与质子差不多,不带电的中性粒子——中子.3.原子核是由质子和中子组成的.它的电荷数等于质子数,它的质量数等于质子数加中子数.4.了解同位素的意义.知道天然放射现象中α粒子和β粒子的形成及核反应方程式.(四)复习提问2.一个中子以速度v0与一静止的原子核作正面弹性碰撞,原子核的质量为A,则该原子核得到的能量E2与中子的起始能量E0之比为(1)证明上述关系式.根据弹性碰撞的规律可列出动量守恒和动能守恒的方程:若中子质量为m0.原子核质量为mA=Am0.(1)m0v0=m0v′+mAv,(1)(2)因为A=12,则可求1 原子核的组成学习目标知识脉络1.知道天然放射现象及其规律.2.理解三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们.(重点)3.掌握原子核的组成,知道核子和同位素的概念.(重点)4.掌握质量数、电荷数和核子数间的关系.(重点)天然放射现象及三种射线[先填空]1.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)①放射性:物质发射射线的性质.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.(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).2.三种射线(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.[再判断]1.放射性元素发出的射线的强度可以人工控制.(×)2.放射性元素的放射性都是自发的现象.(√)3.α射线是由高速运动的氦核组成的,其运行速度接近光速.(×)4.β射线能穿透几毫米厚的铅板.(×)5.γ射线的穿透能力最强,电离能力最弱.(√)[后思考]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.[合作探讨]1896年,法国物理学家贝可勒尔,研究铀和含铀的矿物,发现天然放射现象.探讨1:为什么说天然放射现象的发现使人们认识到原子核具有内部结构?【提示】因为原子核可以放出α、β、γ射线,所以认为原子核具有内部结构.探讨2:让放射源放出的射线垂直于电场方向向上进入水平向左的匀强电场,将会分为几部分?【提示】射线会分为三部分,其中向左偏转的一束为α射线,向右偏转的一束为β射线,向上不发生偏转的一束为γ射线.[核心点击]1.α、β、γ射线性质、特征比较射线种类组成速度贯穿本领电离作用α射线α粒子是氦原子核42He约110c很小,一张薄纸就能挡住很强β射线β粒子是高速电子流-1e接近c 很大,能穿过几毫米厚的铝板较弱γ射线波长很短的电磁波等于c 最大,能穿过几厘米厚的铅板很小(1)在匀强磁场中,α射线偏转半径较大,β射线偏转半径较小,γ射线不偏转,如图19-1-1所示.图19-1-1(2)在匀强电场中,α射线偏离较小,β射线偏离较大,γ射线不偏离,如图所示.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.1.(多选)天然放射性物质的放射线包括三种成分,下列说法正确的是() A.一张厚的黑纸能挡住α射线,但不能挡住β射线和γ射线B.某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核C.三种射线中对气体电离作用最强的是α射线D.β粒子是电子,但不是原来绕核旋转的核外电子【解析】由三种射线的本质和特点可知,α射线穿透本领最弱,一张黑纸都能挡住,而挡不住β射线和γ射线,故A正确;γ射线是一种波长很短的光子,不会使原核变成新核.三种射线中α射线电离作用最强,故C正确;β粒子是电子,来源于原子核,故D正确.【答案】ACD2.如图19-1-2所示,放射性元素镭释放出α、β、γ三种射线,分别进入匀强电场和匀强磁场中,其中________是α射线,________是β射线,________是γ射线.图19-1-2【解析】由放射现象中α射线带正电,β射线带负电,γ射线不带电,结合在电场与磁场中的偏转可知②⑤是γ射线,③④是α射线.【答案】③④、①⑥、②⑤3.(多选)如图19-1-3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19-1-3A.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b【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.所以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110,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,D错误.【答案】AC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,由于γ射线不带电,故运动轨迹仍为直线.3.α射线穿透能力较弱,β射线穿透能力较强,γ射线穿透能力最强.原子核的组成[先填空]1.质子的发现(如图19-1-4所示)图19-1-42.中子的发现(如图19-1-5所示)图19-1-53.原子核的组成由质子和中子组成,它们统称为核子.4.原子核的符号5.同位素具有相同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,它们互称同位素.例如,氢有三种同位素,11H、21H、31H.[再判断]1.原子核的核子数等于质子数.(×)2.质量数就是原子核的质量.(×)3.在元素周期表中处在同一位置上,而质量数不同的元素叫同位素.(√) [后思考]同一种元素的几种同位素,它们的化学性质相同吗?为什么?【提示】相同.因为同位素具有相同的质子数,所以具有相同的核外电子数,元素的化学性质取决于核外电子,所以同位素的化学性质相同.[合作探讨]探讨1:既然β射线来源于原子核,那么原子核内存在电子吗?【提示】不存在.β射线是原子核变化时产生的,电子并不是原子核的组成部分.探讨2:原子核的电荷数是不是电荷量?质量数是不是质量?【提示】不是.原子核所带的电荷量总是质子电荷量的整数倍,这个倍数叫作原子核的电荷数.原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,这个倍数叫原子核的质量数.[核心点击]1.原子核的组成原子核是由质子、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相同.2.原子核的符号和数量关系(1)符号:A Z X.(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,但它们的中子数可以不同,所以它们的物理性质不同.把具有相同质子数、不同中子数的原子核互称为同位素.4.据最新报道,放射性同位素钬166 67Ho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.32B.67C.99D.166【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A对,B、C、D错.【答案】 A5.(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-1m Y互为同位素Y中子数相同C.n m X与n-2m-2D.235 92U核内有92个质子,235个中子【解析】A选项中,X核与Y核的质子数不同,不能互为同位素;B选项中n m X核与n-1m Y核质子数都为m,而质量数不同,则中子数不同,所以互为同位Y核内中子数为(n-2)-(m-2)=n-m,素;C选项中n m X核内中子数为n-m,n-2m-2所以中子数相同;23592U核内有143个中子,而不是235个中子.【答案】 BC6.已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226.试问:(1)镭核中有几个质子?几个中子?(2)镭核所带电荷量是多少?(3)若镭原子呈电中性,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,它们运动的轨迹半径之比是多少?【解析】 因为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.由此可得:(1)镭核中的质子数等于其原子序数,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)镭核所带电荷量Q =Ze =88×1.6×10-19 C ≈1.41×10-17 C.(3)镭原子呈电中性,则核外电子数等于质子数,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的向心力为洛伦兹力,故有Bq v =m v 2r ,r =m v qB .两种同位素具有相同的核电荷数,但质量数不同,故r 226r 228=226228=113114. 【答案】 (1)88 138 (2)1.41×10-17 C (3)88(4)113∶114原子核的“数”与“量”辨析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量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.。
原子核结构-鲁科版选修3-5教案
原子核结构-鲁科版选修3-5教案
一、教学目标
1.掌握原子核的基本结构,理解质子、中子的性质及其在原子核中的作用。
2.理解原子核稳定性的条件,掌握核裂变、核聚变的基本过程及其应用。
3.培养学生的科学思维能力,注重理论联系实际。
二、教学重难点
1.原子核结构的理论模型及其实验的发展历程。
2.核稳定性的条件及其应用。
3.核裂变、核聚变的过程、产物及其应用。
三、教学内容及教学过程
1. 原子核结构
1.原子核的基本结构:质子、中子、原子序数、质量数等。
2.实验发现:核电荷分布、核数量分布等,引出原子核的理论模型。
2. 原子核稳定性与放射性
1.核稳定性的条件:质子数、中子数的比例、核子间相互作用。
2.核稳定性与放射性:α放射、β放射、γ放射。
3. 核裂变和核聚变
1.核裂变的基本过程:裂变链反应、链式反应等。
2.核聚变的基本过程:聚变反应、热核反应等。
3.核反应的应用:核能、核武器、放射性同位素等。
四、教学方法
1.讲授结合实验、观察、模拟等手段,使学生能够在探究中加深理解。
2.多媒体教学,注重激发学生的兴趣,提高教学效果。
五、教学评价
1.教学过程中注意应用情境和生活实际,引导学生学习新知识,加深对核结构的理解。
2.通过提问、小组讨论、实验等方式激发学生的思考和创新能力,提高学生的科学素养。
3.开展形式多样的检测和评价,包括课堂测验、个人报告等,全面评价学生的掌握程度。
19.1原子核的组成 教学设计
19.1原子核的组成一、教学目标:(1)了解天然放射现象及其规律(2)知道三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们(3)知道原子核的组成,知道核子和同位素的概念二、基本知识1、天然放射现象:A:居里夫妇是怎样发现钋(po)和镭(Ra)的?什么叫天然放射现象,哪些元素具有天然放射现象?(1)1896年,法国物理学家_______发现铀及铀的化合物能发出看不见的射线(可以使照相底片感光),即具有放射性(2)具有放射性的元素称为放射性元素。
放射性元素自发发出射线的现象叫_______放射现象(3)原子序数大于或等于______的元素,都能自发发出射线,原子序数小于____的元素,有的也能放出射线(4)居里和居里夫人从_________________发现放射性更强的两种元素,命名为______和______2、射线到底是什么:B:如何确定并得出α,β,γ射线的电性和特点?(1)实验如图:C、科学家们是怎么判断出原子核有内部结构的?为什么他们认为原子核是一个能量的宝库?元素化学性质由核外电子决定,但发现元素的放射性与原子所处的物理化学状态无关,不管该元素是____还是_____,对它施加压力或升高温度,都具有放射性,因此射线来自________。
三种射线都是高速运动的粒子,能量很高。
3、原子核的组成D、原子核内部有什么?质子和中子分别怎么样被发现的?如何用符号表示原子核?为何把质子数相同,中子数不同的原子核统称同位素?(1)质子的发现_______用α粒子轰击______获得了质子(2)中子的发现卢瑟福预言:原子核内还存在一种粒子,质量与质子相同,但不带电。
查德威克用_______轰击_______获得了中子(3)原子核的组成原子核由______和_______组成,他们统称为_______原子核的电荷数=______=________=_________原子核的质量数=_______=________+__________原子核的电荷数是不是电荷量?原子核的质量数是不是质量?(4)原子核的符号表示X代表原子核,X:元素符号A:质量数Z:电荷数举例碳元素:常见的几种镭的原子核质量数是226,原子序数是88,质子数是____,中子数是___(5)同位素具有相同_______而不同_____的原子,在元素周期表处于同一位置而互称同位素原子核的质子数决定了核外电子数和核外电子分布,进而决定元素的化学性质,所以同位素具有相同的化学性质氢又有三种同位素:______/_______/________。
高中物理选修3-5精品学案:19.1 原子核的组成
1 原子核的组成[学科素养与目标要求]物理观念:1.了解什么是放射性和天然放射现象.2.知道原子核的组成及三种射线的特征.科学思维:会利用带电粒子在电磁场中的偏转判断射线的电性及种类.一、天然放射现象和三种射线1.对天然放射现象的认识(1)1896年,法国物理学家贝可勒尔发现某些物质能够发出看不见的射线.(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.2.对三种射线的认识(1)α射线:是高速粒子流,实际上就是氦原子核,速度可达到光速的110,其电离作用强,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,它的速度很大,可达光速的99%,它的电离作用较弱,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: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,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.二、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,测出了它的电荷和质量,确定它是氢原子核,叫做质子,用p或11H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:用实验证实了中子的存在,用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)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.(√)(5)原子核内的核子数与它的核电荷数不可能相等.(×)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、对三种射线性质的理解如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图.(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.α、β、γ三种射线的比较例1一置于铅盒中的放射源可以发射α、β和γ射线,由铅盒的小孔射出,在小孔外放一铝箔,铝箔后面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沿原来的方向行进,射线b发生了偏转,如图1所示,则图中的射线a为________射线,射线b为________射线.图1[答案]γβ[解析]放射源可以发射α、β、γ三种射线,α射线的穿透能力弱,不能穿透铝箔,β射线和γ射线的穿透能力强,可以穿透铝箔.由于β射线带负电,经过电场时受到电场力的作用会发生偏转,γ射线不带电,经过电场时不发生偏转,所以图中射线a是γ射线,射线b是β射线.1.对放射性和射线的理解:(1)一种元素的放射性,与其是单质还是化合物无关,这说明一种元素的放射性和核外电子无关.(2)射线来自于原子核,说明原子核是可以再分的.2.对三种射线性质的理解:(1)α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电.α射线、β射线是实物粒子,而γ射线是光子流,属于电磁波的一种.(2)α射线、β射线都可以在电场或磁场中偏转,但偏转方向不同,γ射线则不发生偏转.(3)α射线穿透能力弱,β射线穿透能力较强,γ射线穿透能力最强,而电离本领相反.针对训练1天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图2所示,由此可推知()图2A.②来自原子核外的电子B.①的电离作用最强,是一种电磁波C.③的电离作用较强,是一种电磁波D.③的电离作用最弱,是一种电磁波[答案] D[解析]①射线能被一张纸挡住,说明它的穿透能力较差,所以①射线是α射线,α射线是高速运动的氦核流,它的穿透能力差,电离作用最强,选项B错误;②射线的穿透能力较强,能穿透纸和几毫米厚的铝板,说明它是β射线,β射线来自原子核,不是来自原子核外的电子,选项A错误;③射线的穿透能力最强,能够穿透几厘米厚的铅板,③射线是γ射线,γ射线的电离作用最弱,穿透能力最强,它是能量很高的电磁波,故选项C错误,D正确.二、原子核的组成1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子,如图所示为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?[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.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=1.6726231×10-27kg 中子:电荷量为0质量m n=1.6749286×10-27kg2.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.例2已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226.试问:(1)镭核中有几个质子?几个中子?(2)镭核所带电荷量是多少?(保留三位有效数字)(3)呈电中性的镭原子,核外有几个电子?[答案](1)88138(2)1.41×10-17C(3)88[解析](1)镭核中的质子数等于其原子序数,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)镭核所带电荷量Q=Ze=88×1.6×10-19C≈1.41×10-17C.(3)核外电子数等于核电荷数,故核外电子数为88.例3(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-1m Y互为同位素Y中子数相同C.n m X与n-2m-2D.23592U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;B选项中n m X与n-1m Y的质子数都为m,而质量数不同,所以互为同位素;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,D选项中23592U核内有143个中子,而不是235个中子.针对训练2人类探测月球时发现,在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦,它可作为未来核聚变的重要原料之一,氦的该种同位素应表示为()A.43HeB.32HeC.42HeD.33He[答案] B[解析]氦的同位素质子数一定相同,质量数为3,故应表示为32He,因此B正确.1.(三种射线的特性)(多选)天然放射性物质的射线包含三种成分,下列说法中正确的是()A.α射线的本质是高速氦核流B.β射线是不带电的光子C.三种射线中电离作用最强的是γ射线D.一张厚的黑纸可以挡住α射线,但挡不住β射线和γ射线[答案]AD[解析]α射线的本质是高速氦核流,β射线是高速电子流,A正确,B错误;三种射线中电离作用最强的是α射线,C错误;一张厚的黑纸可以挡住α射线,但挡不住β射线和γ射线,D正确.2.(射线的区分)研究放射性元素射线性质的实验装置如图3所示.两块平行放置的金属板A,B分别与电源的两极a,b连接,放射源发出的射线从其上方小孔向外射出.则()图3 A.a为电源正极,到达A板的为α射线B.a为电源正极,到达A板的为β射线C.a为电源负极,到达A板的为α射线D.a为电源负极,到达A板的为β射线[答案] B[解析]β射线为高速电子流,质量约为质子质量的11836,速度接近光速;α射线为氦核流,速度约为光速的110.在同一电场中,β射线的偏转程度大于α射线的偏转程度,由题图知,向左偏的为β射线;因α粒子带正电,向右偏转,说明电场方向水平向右,a为电源正极,故B正确,A、C、D错误.3.(原子核的组成)在α粒子轰击金箔的散射实验中,α粒子可以表示为42He,42He中的4和2分别表示()A.4为核子数,2为中子数B.4为质子数和中子数之和,2为质子数C.4为核外电子数,2为中子数D.4为中子数,2为质子数[答案] B[解析]根据A Z X所表示的物理意义,原子核的质子数决定核外电子数,原子核的核电荷数就是核内的质子数,也就是这种元素的原子序数.原子核的质量数就是核内质子数和中子数之和,即为核内的核子数.42He符号左下角的2表示的是质子数或核外电子数,42He符号左上角的4表示的是核子数,故选项B正确.4.(原子核的组成及同位素)以下说法正确的是()A.22286Rn为氡核,由此可知,氡核的质量数为86,氡核的质子数为222B.94Be为铍核,由此可知,铍核的质量数为9,铍核的中子数为4C.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]A项氡核的质量数为222,质子数为86,所以A错误;B项铍核的质量数为9,中子数为5,所以B错误;由于质子数相同而中子数不同的原子核互称为同位素,即它们的质量数不同,所以C错误,D正确.。
《原子核的组成》教案
一、教学目标:1. 让学生了解原子的结构,知道原子核是由哪些粒子组成的。
2. 让学生掌握原子核的组成原理,理解核子与原子核的关系。
3. 培养学生的观察能力、思考能力和实践能力,提高他们对原子核物理的兴趣。
二、教学内容:1. 原子结构简介:原子由原子核和核外电子组成,原子核位于原子的中心,带有正电荷,质量较大。
2. 核子:构成原子核的粒子,包括质子和中子。
质子带正电,中子不带电。
3. 原子核的组成:原子核由质子和中子组成,质子数决定了元素的种类,中子数可以相同或不同。
4. 核子与原子核的关系:核子通过强相互作用结合在一起,形成原子核。
原子核的稳定性与核子之间的结合能有关。
5. 原子核的应用:原子核反应堆、核武器、核医疗等。
三、教学重点与难点:1. 教学重点:原子核的组成、核子与原子核的关系。
2. 教学难点:原子核的稳定性与结合能的概念。
四、教学方法:1. 采用多媒体课件,生动展示原子核的组成和原子核的应用。
2. 利用模型或图片,帮助学生直观地理解原子结构和原子核的组成。
3. 开展小组讨论,让学生探讨原子核的稳定性与结合能的关系。
4. 设置课后习题,巩固所学知识。
五、教学安排:1. 课时:2课时(90分钟)2. 教学过程:a. 引入新课,介绍原子结构的基本概念。
b. 讲解原子核的组成,展示相关模型或图片。
c. 讲解核子与原子核的关系,引导学生理解原子核的稳定性。
d. 介绍原子核的应用,激发学生兴趣。
e. 课堂练习,解答学生疑问。
f. 总结本节课的主要内容,布置课后习题。
六、教学策略:1. 利用互动式教学,鼓励学生提问和发表观点,提高学生的参与度。
2. 采用案例分析法,让学生了解原子核在实际应用中的重要性。
3. 利用实验或模拟实验,让学生亲身体验原子核反应过程,增强直观感受。
七、教学准备:1. 准备相关多媒体课件、模型、图片等教学资源。
2. 准备实验器材或模拟实验软件。
3. 准备课后习题和答案。
八、教学评价:1. 课后习题的完成情况,评估学生对知识的掌握程度。
江苏省南通中学高中物理选修35学案:19.1原子核的组成
§19.1原子核的构成【学习目标】1.知道三种射线的特征,掌握经过电、磁偏转方面的知识判断三种射线的方法。
2.知道原子核的构成、表示方法及同位素的观点。
3.经过察看,思虑,议论,初步学会研究的方法;4.经过对知识的理解,培育自学和概括能力。
5.建立正确的,谨慎的科学研究态度;6.建立辨证唯心主义的科学观和世界观。
【重、难点】原子核的构成知道三种射线的实质,以及怎样利用磁场划分它们[ 历史背景 ]我们已经知道原子由原子核与核外电子构成。
那原子核内部又是什么构造呢?原子核能否能够再分呢?它是由什么微粒构成?用什么方法来研究原子核呢?人类认识原子核的复杂构造和它的变化规律,是从发现天然放射现象开始的, 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,这类射线能够穿透黑纸使照相底片感光。
居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下,对铀和铀的各样矿石进行了深入研究,又发现了发射性更强的新元素。
此中一种,为了纪念她的祖国波兰而命名为钋( Po),另一种命名为镭( Ra)。
【学习过程】知识点 1:天然放射现象1.物质发射射线的性质称为放射性。
叫做天然放射现象,拥有放射性的元素称为放射性元素。
2.天然放射现象:不是少量几种元素才有的,研究发现,原子序数大于 82 的全部元素,都能自觉的放出射线,原子序数小于 83 的元素,有的也拥有放射性。
知识点 2:三种射线1.研究射线的方法: ____________________2.思虑与议论:①假如射线,射线都是带电粒子流的话,根据右图判断,他们分别带什么电荷。
②假如不用磁场判断,还能够用什么方法判断三种射线的带电性质?3.三种射线:项目α射线β射线γ射线本质带电状况质量放射速度贯串本事电离本事感光作用产活力理是不是电磁波原子核符号放射性强度不受单质与化合物形式影响,不受温度与压强影响,说明与化学性质没关,射线来自核内,核内部有构造知识点 3:原子核构成1.质子与中子:卢瑟福用粒子轰击氮核,发现质子。
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19.1 原子核的组成
教学要求:●知道原子核的人工转变,了解原子核的组成。
1、知道原子核的人工转变,知道质子和中子是如何被发现的。
2、了解原子核的组成,知道核子和同位素等概念。
3、了解核力的简单特性。
教学重点:质子中子的发现方程,原子核的组成,用原子核的组成解释α衰变、β衰变对原子核结构的改变实质
教学过程:
(一)复习提问:
天然放射性元素能放出几种射线?这些射线的本质是什么?
(二)引入:天然放射现象说明某些元素的原子核可以自发的产生核转变(α衰变β衰变γ衰变),而用由人工控制的某些粒子轰击原子核也可以使其发生转变,即原子
核可以发生人工转变。
(三)新授:
1、原子核的人工转变:人为的用高速运动的粒子(如α粒子)轰击原子核而产生新
的原子核的方法叫原子核的人工转变。
◆1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验
装置:(引导学生阅读课本P278图9-12)
过程:(引导学生阅读课本P278第二段文字)
现象:从荧光屏S上发现了闪光。
分析:闪光点的产生不是α粒子的效应,因为铝箔F的厚度能阻挡(或吸收)所有的α粒子,肯定是α粒子与氮气作用所产生的新粒子而引起的闪光,那么,
它是什么性质的粒子?它是否带电?质量多大?
结论:用α粒子轰击氮原子核后产生了新的粒子。
为了证实上述实验的结果,英国物理学家布拉凯特实验照片分析:
α粒子径迹碰后分叉:(图片P279图9-13)
分叉后的细长径迹---质子的径迹
另一条短粗 径 迹---新核径迹
发现质子的方程:H O H N e 1117842147+→+ 2、中子的发现:
思维过程:质子是原子核的组成部分已被人接受,最初有人认为,原子核可能是由质子组成的。
但不久就知道这种想法是不正确的。
如果原子核只是由质子组成,它的电荷数应该与质量数相等。
实际上原子核的电荷数只是质量数的一半或者还少一些,卢瑟福根据这一事实,预言原子内可能还存在着质量跟质子相等的不带电的中性粒子,他把它称为中子。
后来人们发现用射线轰击铍能产生一种能量较高、贯穿能力很强的中性粒子,英国查德威克经仔细研究终于发现中子。
(详见课本P279~P280:中子的发现)
学生阅读:课本p231“中子的发现”
阅读后思考:卢瑟福的正确假说,导
致查德威克发现中子。
可见假说的重要性。
你
从中得到什麽启示?
发现中子的核反应方程:
3、原子核的组成
① 原子核由质子和中子组成,其中质子数等于原子的原子序数,中子数等于原子核的质量数减去质子数
②核子:质子和中子统称为核子。
③同位素:具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素
④核力:把各种核子紧紧地结合在一起的力叫核力。
特点:作用距离短(只在2.0×10-15的短距离起作用,相邻核子间才有核力作用);力强(远大于库仑力)。
作业:练习二:(1)(2)(3)(4)。