原子核的人工转变 原子核的组成
衰变与人工核反应(含答案)
衰变与人工核反应一、基础知识（一）、天然放射现象、原子核的组成1、天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．2、原子核(1)原子核的组成①原子核由中子和质子组成，质子和中子统称为核子．②原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝中子数＋质子数．③X元素原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．(2)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质．3、三种射线的比较（二）1．原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．(2)分类α衰变：A Z X→A－4Y＋42HeZ－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋0－1e2．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关．二、理解1．衰变规律及实质(1)两种衰变的比较(2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．2．原子核的人工转变用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程．典型核反应：(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为：147N＋42He→178O＋11H.(2)查德威克发现中子的核反应方程为：94Be＋42He→126C＋10n.(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：27Al＋42He→3015P＋10n. 3015P→3014Si＋0＋1e.133．确定衰变次数的方法(1)设放射性元素A Z X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素A′Z′Y，则表示该核反应的方程为AX→A′Z′Y＋n42He＋m0－1eZ根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m(2)确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数． 4． 半衰期(1)公式：N 余＝N 原(12)t /τ，m 余＝m 原(12)t /τ式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关． 三、练习1、下列说法正确的是( )A ．原子核在衰变时能够放出α射线或β射线B.232 90Th (钍)经过一系列α和β衰变，成为20882Pb(铅)，铅核比钍核少12个中子C ．原子核的半衰期与物质的质量有关，质量大，半衰期长D ．对物质加热或加压可以缩短原子核的半衰期 答案 A2、如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是( ) A ．α射线 B ．β射线C ．γ射线D ．三种射线都可以 答案 C解析 由题意可知，工业上需用射线检查金属内部的伤痕，由题图甲可知，三种射线中γ射线穿透力最强，而α射线、β射线都不能穿透金属，所以答案为C. 3、 在下列4个核反应方程中，X 表示α粒子的是( )A.3015P →3014Si ＋XB.238 92U →234 90Th(钍)＋XC.2713Al ＋X →2712Mg ＋11HD.2713Al ＋X →3015P ＋10n答案 BD解析 根据质量数守恒和电荷数守恒可知，四个选项中的X 分别代表：01e 、42He 、10n 、42He ，选项B 、D 正确．4、(2012·重庆理综·19)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x ＋73Li →2y y ＋14 7N →x ＋17 8O y ＋94Be →z ＋12 6Cx 、y 和z 是3种不同的粒子，其中z 是 ( )A ．α粒子B ．质子C ．中子D ．电子答案 C解析 第二、三个核反应分别是发现质子和中子的核反应方程，根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可得，x 、y 、z 分别是11H 、42He 、10n ，C 正确5、 238 92U 是一种放射性元素，其能发生一系列放射性衰变，衰变过程如图所示．请写出①、②两过程的衰变方程：①____________________________________________________；②___________________________________________________.答①210 83Bi(铋)→210 84Po 钋[pō]＋－1e ②210 83Bi →20681Tl [t ā]＋42He5、(2012·大纲全国·15)235 92U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成20782Pb ，则( )A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18答案 B解析 衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒．先写出核反应方程：235 92U →207 82Pb ＋m 42He ＋n 0－1e根据质量数守恒和电荷数守恒列出方程 235＝207＋4m 92＝82＋2m －n解得m ＝7，n ＝4，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．6、由于放射性元素237 93Np(镎)的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知237 93Np 经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi ，下列判断中正确的是( )A.209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少28个中子B.209 83Bi 的原子核比237 93Np 的原子核少18个中子C ．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D ．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变 答案 BC 解析20983Bi的中子数为209－83＝126，237 93Np 的中子数为237－93＝144，209 83Bi 的原子核比23793Np 的原子核少18个中子，A 错，B 对；衰变过程中共发生了α衰变的次数为237－2094＝7次，β衰变的次数是2×7－(93－83)＝4次，C 对，D 错．7、(2011·海南·19(1))2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs(铯)两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的字母).53131I和55137Cs原子核中的中子数分别是________和________．A．X1―→13756Ba＋10n B．X2―→13154Xe＋0－1eC．X3―→13756Ba＋0－1e D．X4―→13154Xe＋11p解析根据核反应方程的质量数、电荷数守恒知，131I的衰变为选项B,137Cs的衰变为选项C,131I的中子数为131－53＝78,137Cs的中子数为137－55＝82.答案B C78828、三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核(42He)，则下面说法正确的是()A．X核比Z核多一个质子B．X核比Z核少一个中子C．X核的质量数比Z核的质量数大3D．X核与Z核的总电荷数是Y核电荷数的2倍：答案CD解析设原子核X的符号为a b X，则原子核Y为a b－1Y，a b X→0＋1e＋a b－1Y，11H＋a b－1Y→42He＋a－3b－2Z，故原子核Z为a－3b－2Z. 镤拼音[pú]核反应类型的判断9()A.32He＋21H→42He＋11H是聚变反应B.23892U→23490Th＋42He是人工转变C.23592U＋10n→9236Kr＋14156Ba＋310n是裂变反应D.2411Na→2412Mg＋0－1e是裂变反应答案AC解析在核反应过程中，反应前后核电荷数和质量数分别守恒，选项B中的核反应是α衰变；选项D中的核反应是人工转变，选项B、D错误，选项A、C正确．10、(2012·广东理综·18)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程，表述正确的有()A.31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变C.23592U＋10n→14456Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是α衰变答案AC解析β衰变时释放出电子(0－1e)，α衰变时释放出氦原子核(42He)，可知B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应，A正确；选项C中一个U235原子核吸收一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子是典型的核裂变反应，C正确．11、(1)现有三个核反应方程：①2411Na→2412Mg＋0－1e；②23592U＋10n→14156Ba＋9236Kr＋310n；③21H＋31H→42He＋10n.下列说法正确的是()A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变(2)现有四个核反应：A.21H＋31H→42He＋10nB.23592U＋10n→X＋8936Kr＋310nC.2411Na→2412Mg＋0－1eD.42He＋94Be→126C＋10n①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程．②求B 中X 的质量数和中子数．解析 (1)2411Na →2412Mg ＋ 0－1e 中Na 核释放出β粒子，为β衰变，235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋310n 为铀核在被中子轰击后，分裂成两个中等质量的核，为裂变．而21H ＋31H →42He ＋10n 为聚变，故C 正确．(2)①人工转变核反应方程的特点：箭头的左边是氦核与常见元素的原子核，箭头的右边也是常见元素的原子核．D 是查德威克发现中子的核反应方程，B 是裂变反应，是研究原子弹的基本核反应方程，A 是聚变反应，是研究氢弹的基本核反应方程．②由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X 质量数为144，电荷数为56，所以中子数为144－56＝88. 答案 (1)C (2)①D B A ②144 88 半衰期的考查12、一块含铀的矿石质量为M ，其中铀元素的质量为m ，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅．已知铀的半衰期为T ，那么下列说法中正确的是( )A ．经过2个半衰期后，这块矿石中基本不再含有铀B ．经过2个半衰期后，原来所含的铀元素的原子核有m4发生了衰变C ．经过3个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m8D ．经过1个半衰期后该矿石的质量剩下M2答案 C解析 经过2个半衰期后矿石中剩余的铀元素应该有m 4，经过3个半衰期后矿石中剩余的铀元素还有m8.因为衰变产物大部分仍然留在矿石中，所以矿石质量没有太大的改变 13、 关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有( )A ．是原子核质量减少一半所需的时间B ．是原子核有半数发生衰变所需的时间C ．把放射性元素放在密封的容器中，可以减小放射性元素的半衰期D ．可以用来测定地质年代、生物年代等解析 原子核衰变后变成新核，新核与未衰变的核在一起，故半衰期并不是原子核的数量、质量减少一半，A 错，B 对；衰变快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，常用其测定地质年代、生物年代等，故C 错，D 对． 答案 BD。
c原子核的人工转变
对未来研究的展望
深入研究X粒子
对X粒子的性质和作用机理进行深入研究，有望揭示新的核力作用或基本粒子。
发展更先进的加速器技术
随着科学技术的发展，未来需要发展更先进的加速器技术，使原子核粒子加速到更高的能 量，以实现更复杂的核转变现象。
探索其他原子核的人工转变
利用类似的方法和技术，可以探索其他原子核的人工转变现象，进一步丰富核科学研究内 容。
诊断成像
通过使用放射性同位素，可以对人体内部结构和功能进行显像和诊断。
核医学
利用放射性同位素制备药物，用于治疗和诊断疾病。
在能源上的应用
01
核能发电
利用原子核裂变产生的能量进行发电，是当前主要的核能利用方式之
一。
02
核能供热
利用核反应堆产生的热量进行供热，可大幅降低供热能耗。
03
核能推进
利用原子核裂变产生的能量进行推进，可用于航天等领域。
人工转变的概念
人工转变的定义
人工转变是指通过人为手段，使一个原子核从一种状态转变为另一种状态的 过程。
人工转变的分类
人工转变分为聚变和裂变两种类型，其中聚变是指两个轻原子核聚合成一个 更重的原子核，释放巨大能量；裂变是指一个重原子核分裂成两个中等质量 的原子核，同样释放巨大能量。
研究目的和意义
研究目的
研究C原子核的人工转变，有助于深入了解原子核的内部结构和性质，为开发新 的人工转变技术提供理论支持。
研究意义
C原子核的人工转变技术在能源开发、医学成像、材料科学等领域具有广泛的应 用前景，因此研究C原子核的人工转变具有重要的现实意义。
02
C原子核的人工转变过程
实验原理
原子核衰变
原子核衰变是放射性衰变的一种，C原子核的人工转变是指利 用外界因素使C原子核发生转变，从而获得新的C原子核。
高考物理原子核的组成
6．某原子核的衰变过程如下：X b 衰变 Y
则（ D ）
衰变 P
A．X的中子数比P的中子数少2
B．X的质量数比P的质量数多5
C．X的质子数比P的质子数少1
D．X的质子数比P的质子数多1
049.西安市重点中学2008届4月份理综试题 10 10 、某原子核有 N 个核子，其中中子 n 个，当该核俘 获一个中子后，放出一个 α 粒子和 β 粒子，它自身变
（3）人工放射性同位素
27 13
Al He P n
4 2 30 15 1 0
30 15
P Si e
30 14 0 1
（4）人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制； 形状容易控制；半衰期短，废料容易处理。
2.放射性同位素的应用 ⑴利用其射线： 射线测厚装置、烟雾报警器、放射治疗、培育新品种、 延长保质期等。α射线电离性强，用于使空气电离，将 静电泄出，从而消除有害静电。γ射线贯穿性强，可用 于金属探伤，也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使 DNA发生突变，可用于生物工程，基因工程。 ⑵作为示踪原子：用于研究农作物化肥需求情况,诊断 甲状腺疾病的类型,研究生物大分子结构及其功能。 ⑶进行考古研究：利用放射性同位素碳14，判定出土 木质文物的产生年代。 一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，各 种元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，废料 容易处理。可制成各种形状，强度容易控制）。
原子核的质量数=核子数=质子数+中子数
二、放射性同位素及其应用 1．同位素 （1）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,同种元素的 同位素具有相同的化学性质。 （2）放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做 放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种， 它们的化学性质相同。
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)
原子核的人工转变原子核的组成
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)
2 1
H
(氘)
3 1
H
(氚)
核子以什么力 结合成原子核
质子
中子
原子核示意图
想一想
已知
１、核子之间存在万有引力
２、质子之间存在比万有引 力更强大的库仑斥力
３、原子核的结构是非常牢 固的
二、中子的发现
钋Ｐo
铍Ｂｅ
石蜡
α粒子
不可见粒子
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
铍Ｂｅ
石蜡
α
不可见
质子
粒子
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
天然放射性元素的原子核发出
放
射
铅盒
源
在电场中射线束分离成三束
照相底片
γ
β
α
放
射
铅盒
源
α射线：即氦原子核 β射线：高速电子流 γ射线：高频电磁波
从原子核中能发出射线这 一事实，使我们知道了原子核 不是不可再分的，原子核应该 有自己的结构。
原子核是由什么构成的？ 是如何构成的？
原子核只由质子组成的设想能够成立吗？
原子核 示意图
质量数 电荷数
钙Ｃａ ４０ ２０
汞Ｈｇ ２００ ８０
在上一世纪的二十年代，卢瑟福依 据原子核的电荷数与质量数的差别，预 见到原子核中应该存在质量与质子相等 的、不带电的粒子，卢瑟福称其为中子。
高考物理原子核的组成(中学课件201908)
§8.4 原子核的人工转变
上一页
下一页
目 录
退 出
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
上一页
下一页
目 录
退 出
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。
上一页 下一页 目 录
退 出
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？
上一页 下一页 目 录
退 出
第2节 原子核的人工转变
• 2．原来不具有放射性的原子核，经人工转变后的新核可能具有 ．原来不具有放射性的原子核， 了放射性，例如：铝核被α粒子击中： 粒子击中： 了放射性，例如：铝核被 粒子击中 •
30 15
27 13 4 30 Al + 2 He→15 P + 01n
P
是磷的同位素，它具有放射性，衰变时放出正电子： 是磷的同位素，它具有放射性，衰变时放出正电子：
30 15
P → Si + e
3里的 （
1 1
0 1
e
是正电子，不要跟电子（ 是正电子，不要跟电子（
1 0
e
）、质子
中子（ H ）、中子（
n ）混淆
• 3．人工转变的重要意义：点石成金 ．人工转变的重要意义：
• 例题
在一次研究原子核内部结构的实验中，让一个速 在一次研究原子核内部结构的实验中，
235
239
• 三 α衰变和 衰变的本质 衰变和β衰变的本质 衰变和 • 1．α衰变： ． 衰变 衰变： •
4 2
2 H + 2 n→ He
1 1 1 0 4 2
从原子核中释放出来就是α衰变 He从原子核中释放出来就是 衰变
1 1 0 0 1 −1 0 • −1 e 从原子核中释放出来就是 衰变 从原子核中释放出来就是β衰变
9 4
Be + He→ C + n
4 2 12 6 1 0
• 二 原子核的组成 • 1．核子：质子和中子统称为核子，原子核由核子组成 ．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 = 核子数 = 质子数 + 中子数 • 2．同位素：质子数相同（原子序数相同）而中子数不同（质量 ． 同位素： 质子数相同（ 原子序数相同） 而中子数不同（ 数 不 同 ） 的 同 一 类 元 素 的 原 子 核 互 称 同 位 素 ， 如：92 U 、238U 、 92 U ，同位素的化学性质完全相同 92 • 3．核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作用力， 使核子 ．核力：组成原子核的核子之间有很强的相互作用力， 能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为核力， 能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为核力，在约 0.5×10–15m ～ 2×10–15m 的 距 离 内 主 要 表 现 为 引 力 ； 大 于 × × 2×10–15m核力就迅速减为零 ； 在小于 ×10–15m的距离内 ， × 核力就迅速减为零； 的距离内， 核力就迅速减为零 在小于0.5× 的距离内 核力有转变为强大的斥力而使核子不融合在一起。只有相邻的核 核力有转变为强大的斥力而使核子不融合在一起。 子之间才有核力的作用
《原子核的人工转变》 学历案
《原子核的人工转变》学历案一、学习目标1、了解原子核人工转变的概念和主要方式。
2、理解原子核人工转变中的核反应方程，能够分析其质量数和电荷数的守恒。
3、认识原子核人工转变在科学研究和实际应用中的重要意义。
二、知识回顾在学习原子核的人工转变之前，我们先来回顾一下一些相关的基础知识。
1、原子的结构原子由原子核和核外电子组成，原子核又由质子和中子构成。
质子带正电荷，中子不带电。
2、天然放射性现象某些元素的原子核能够自发地放出射线，这种现象称为天然放射性。
常见的射线有α射线、β射线和γ射线。
三、原子核人工转变的概念原子核的人工转变是指人为地用高速粒子去轰击原子核，使原子核发生转变的过程。
通过这种方式，科学家们可以深入研究原子核的结构和性质。
四、原子核人工转变的主要方式1、用α粒子轰击原子核例如，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发生了如下反应：＼（＾｛14}＿{7}N ＋＾｛4}＿{2}He → ＾｛17}＿{8}O ＋＾｛1}＿{1}H\）在这个反应中，氮原子核吸收了一个α粒子，变成了氧原子核，并放出了一个质子。
2、用质子轰击原子核比如，用质子轰击锂原子核，产生了如下的反应：＼（＾｛7}＿{3}Li ＋＾｛1}＿{1}H → ＾｛4}＿{2}He ＋＾｛4}＿{2}He\）3、用中子轰击原子核用中子轰击铝原子核，会发生这样的转变：＼（＾｛27}＿{13}Al ＋＾｛1}＿{0}n → ＾｛24}＿{12}Mg ＋＾｛4}＿{2}He\）五、核反应方程的书写与分析在原子核人工转变中，核反应方程的书写需要遵循质量数和电荷数守恒的原则。
以卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的反应为例：左边氮原子核的质量数为 14，α粒子的质量数为 4，右边氧原子核的质量数为 17，质子的质量数为 1，满足质量数守恒，即 14 ＋ 4 ＝ 17 ＋ 1。
左边氮原子核的电荷数为 7，α粒子的电荷数为 2，右边氧原子核的电荷数为 8，质子的电荷数为 1，满足电荷数守恒，即 7 ＋ 2 ＝ 8 ＋ 1。
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。
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。
六原子核的人工转变原子核的组成概要
六、原子核的人工转变原子核的组成放射现象的发现，使人们认识到原子核仍然具有复杂结构，并且是能够发生变化的．但是，能不能用人工的方法使原子核发生变化呢？原子核是由什么组成的呢？原子核的人工转变1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验，实验装置如图9-12所示．容器C里放有放射性物质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往容器C里通入氮气后，卢瑟福从荧光屏S上观察到了闪光．这个实验表明，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．后来，测出了这种粒子的质量和电量，确定它就是氢原子核，又叫为了进一步证实这个实验的结果，英国物理学家布拉凯特在充氮的云室里做了这个实验，拍摄了两万多张云室照片，终于从40多万条α粒子径迹的照片中，发现有8条产生了分叉(图9-13)．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，另一条短粗的径迹是新产生的核的径迹，α粒子的径迹在跟核碰撞后不再出现．从质量数守恒和电荷数守恒可以知道，新产生的核是质量数等于17的氧．这个变化过程可以用下面的核反应方程来表示：后来，人们用同样的方法使氟、钠、铝等核发生了类似的转变，并且都产生了质子．由于从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．中子的发现这样，到本世纪20年代，原子核中包含着质子，已经为大多数人所公认．由于原子核的质量大体上是质子质量的整数倍，有人认为，原子核可能是由质子组成的．但是不久就知道了这种想法是不正确的．如果原子核只是由质子组成的，它的电荷数(以元电荷为单位)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，预想到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，他把它称之为中子．1930年发现用天然放射性元素钋放出的α射线轰击铍时，会产生一种看不见的贯穿能力很强的不带电粒子，它能够贯穿10～20厘米的铅板．起初认为这种中性粒子可能是能量很高的光子，即γ射线．但是在1932年用这种射线轰击石蜡时，竞从石蜡中打出了质子(图9-14)．能量的测量和计算表明，这绝不是钋与铍反应时放出的光子所能做到的①．卢瑟福的学生查德威克经过进一步的研究，证明了放射性钋轰击铍时发出的贯穿力极强的射线，不是γ射线，而是一种质量差不多与质子相等的不带电粒子．卢瑟福设想过的中子的实际存在终于被证实了．实验证明，从许多原子核里都能打出中子来，可见中子也是原子核的组成部分．原子核的组成发现中子以后，人们看到，如果认为原子核是由质子和中子组成的，以前在原子结构理论中遇到的问题，都可以解决．于是原子核是由质子和中子组成的这一看法，很快就得到了公认．质子和中子统称为核子．由于质子带一个单位的正电荷，中子不带电，质子和中子的质量几乎相等，都等于一个质量单位，所以原子核的电荷数就等于它的质子数，原子核的质量数就等于它的质子数与中子数的和．具有相同质子数的原子，它们核外的电子数也相同，因而有相同的化学性质，属于同一种元素．但它们的中子数可以是不同的，这些具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素．原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑斥力是很大的，然而通常的原子核却是很稳定的．这表明，在原子核里，除了质子间的库仑力，还有另一种力，它把各种核子紧紧地拉在一起．这种力叫做核力．从实验知道，核力是一种很强的力，它在质子和质子间、质子和中子间、中子和中子间都存在，并且只在2.0×10-15米的短距离内起作用．超过了这个距离，核力就迅速减小到零．质子和中子的半径大约是0.8×10-15米，因此每个核子只跟它相邻的核子间才有核力的作用．关于核力的本质问题现在仍在深入研究中．七、放射性同位素1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子．正电子的质量跟电子的相同，带一个单位的正电荷，跟电子正好相反．更意外的是，拿走α放射源以后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期．原来，铝核被α粒子击中后发生了下面的反应：①用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现．后来人们用质子、氘核、中子和γ光子轰击原子核，也得到了放射性同位素．天然放射性同位素只不过40几种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有了放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．放射性同位素主要有两方面的应用．1．利用它的射线利用放射性同位素放出的γ射线的贯穿本领，可以检查金属内部有没有砂眼或裂纹，这叫做γ射线探伤(图9-15)．用γ射线比用X射线好，因为用X射线只能检查2～3厘米厚的钢板，用γ射线可以检查30厘米厚的钢铁部件，还可以把放射性同位素放进器件的内部，操作很方便．利用射线的电离作用，可以消除机器在运转中国摩擦而产生的有害静电．在实际生产中，可以把用钚238、钋210等放射源制成的静电消除器安装在生产设备的适当部位，放射性物质发出的射线就可以使空气分子电离，变成导电气体，把积累起来的电荷泄出．利用γ射线对生物组织的物理、化学效应，通过射线辐照可以使种子发生变异，培育出新的优良品种，可以杀死食物中的致腐细菌，使其长期保鲜，还可以防止马铃薯、大蒜等块根块茎作物发芽，便于长期保存．射线辐照还能抑制农业害虫的生长，甚至直接消灭害虫．在医疗卫生上，可以应用放射性钻60的γ射线治疗肿瘤等疾病，还可以消毒灭菌，处理医院排放的污泥污水，杀死各种病原体，保护环境免受污染．2．做为示踪原子把放射性同位素的原子搀到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易察明的情况或规律．人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．示踪原子的应用是多方面的．例如，用示踪原子可以检查地下输油管道漏油情况．先让含有放射性碘131的油流过待检测的地下油管，让这种带放射性的油从漏油处渗入土中，再用特制的检测仪器在管道中随油料一起流过，测量并记录漏出的碘131的放射性强度，就可以确定漏油的位置和估计漏洞的大小．在农业生产中，可以把含有放射性元素的肥料施给作物，然后用检测放射性的办法确定放射性元素在作物内的转移和分布情况，可以帮助我们确定植物在生长过程中究竟需要哪几种肥料，需要多少，何时施肥最为适宜．在医学上，也可以用示踪原子来进行诊断．例如，放射性碘131可以随注射的血浆蛋白一起进入脑部肿瘤，再用小型探测器的探针测量碘的放射性，就能确定肿瘤的部位和范围．还可以把示踪原子放到药物中去，通过动物实验，发现药物在动物体内吸收、分布、聚积和排泄规律，从而为指导临床使用提供信息．在生物科学研究方面，同位素示踪技术也起着十分重要的作用．生物大分子结构及其功能的研究，几乎都要借助于示踪原子．我国科学家于1965年9月首先用人工方法合成了牛胰岛素，这是我国科学战线上的一项重大成就．在这一工作中需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质．因此，在合成过程中搀入放射性14C作为示踪原子，然后把搀入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合到一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质，从而为我国在国际上首先合成牛胰岛素提供了有力的证据．放射线对人体组织是有伤害作用的，在使用放射性同位素时必须注意安全．要防止放射性物质对水源、空气、用具、工作场所的污染，并且要防止射线过多地照射人体．练习四(1)用α粒子轰击氩40时，产生一个中子和一个新的核．这新的核是什么？写出核反应方程．(2)用α粒子轰击硼10，产生一个中子和一个具有放射性的核，它是什么？这个核能放出正电子，它衰变后变成什么？写出核反应方程．(3)用中子轰击氮14，产生碳14，碳14具有β放射性，它放出一个β粒子后衰变成什么？写出核反应方程．(4)用中子轰击铝27，产生钠24，写出核反应方程．钠24是具有放射性的，衰变后变成镁24，写出核反应方程．(5)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．说明它的原因．。
“原子核的人工转变、原子核的组成”教法探讨
作者： 易盛开
作者机构： 岑巩中学!贵州岑巩557800
出版物刊名： 凯里学院学报
页码： 66-67页
主题词： 子核 教法探讨 核反应方程 讲授法 问题讨论 教学内容 a粒子 感觉时间 卢瑟福 居里夫妇
摘要： 在讲授高中《物理》(新版必修本)第二册第九章的“原子核的人工转变、原子核的组成”这节内容时,若采用传统的“讲授法”进行教学,通常会遇到以下几个难以解决的问题:1.由于篇幅较长,需要讲授的内容较多,教学中感觉时间非常紧.所以有的教师主张用2个课时来完成这一节的教学内容.这无疑削弱了本节内容所特有的“连贯性”和“整体性”.2.学生理解不透卢瑟福用α粒子轰击氮核和居里夫妇用来自铍的“射线”轰击石蜡的实验。
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：
C原子核的组成
Al+ H → P+ n e 30 0 P → 14 Si + 1 e
4 2 30 15 1 0
这是用人工方法得到的放射性同位 素。
中子的发现： 三、中子的发现：
α
粒子轰击铍原子核. 粒子轰击铍原子核
—— 产生贯穿极强、不带电的 产生贯穿极强、 粒子。 射线。 粒子。人们以为是 γ 射线。
中子的发现： 三、中子的发现：
居里、 居里) (约里奥·居里、伊丽芙 居里) 约里奥 居里 伊丽芙·居里 用这种射线轰击石蜡，竟然打出高能 用这种射线轰击石蜡，竟然打出高能 质子。（ 光子是不可能做到的） 质子。（ γ 光子是不可能做到的）
4 2
He + N → O + H
14 7 17 8 1 1
第一个人工核反应 表明质子是原子核的组成部分
研究原子核内 部结构就必须 要把原子核 轰开” “轰开”。
两个D形的金属盒，接在电源上。 两个D形的金属盒，接在电源上。D 形盒中间有一个窄缝， 形盒中间有一个窄缝，中心附近有一 个粒子源。 个粒子源。整个装置放在巨大的电磁 铁的两极之间。加速后的粒子可达20 铁的两极之间。加速后的粒子可达20 兆电子伏的能量。 兆电子伏的能量。
查德威克证实了中子。 查德威克证实了中子。 证实了中子
科学家玻特和贝克用α粒子轰击铍时， 科学家玻特和贝克用 粒子轰击铍 贝克 粒子轰击 发现有一种穿透力很强的射线 射线， 发现有一种穿透力很强的射线，他们以为是 γ射线，未加理会。居里夫人的女儿艾伦娜 射线， 射线 未加理会。 ·居里和她的丈夫也曾在“铍射线”的边缘徘徊， 居里和她的丈夫也曾在“ 居里和她的丈夫也曾在 铍射线”的边缘徘徊， 最终还是与中子失之交臂。 最终还是与中子失之交臂。 1931年，约里奥·居里夫妇 年 约里奥 居里夫妇——居里夫人的女儿和 居里夫人的女儿和 居里夫妇 女婿公布了他们关于石蜡在“铍射线” 女婿公布了他们关于石蜡在“铍射线”照射下产生大量 质 子的新发现。查德威克立刻意识到， 子的新发现。查德威克立刻意识到，这种射线很可能就 是由中性粒子组成的， 是由中性粒子组成的，这种中性粒子就是解开原子核正 电荷与它质量不相等之谜的钥匙！ 电荷与它质量不相等之谜的钥匙！ 查德威克立刻着手研究约里奥·居里夫妇做过的实验 查德威克立刻着手研究约里奥 居里夫妇做过的实验 用云室测定这种粒子的质量，结果发现， ，用云室测定这种粒子的质量，结果发现，这种粒子的 质量和质子一样，而且不带电荷。他称这种粒子“ 质量和质子一样，而且不带电荷。他称这种粒子“中子
《原子核的人工转变》 学历案
《原子核的人工转变》学历案一、学习目标1、理解原子核人工转变的概念和意义。
2、掌握常见的原子核人工转变的实验及反应方程。
3、了解原子核人工转变在科学研究和实际应用中的重要作用。
二、学习重难点1、重点（1）理解原子核人工转变的原理和过程。
（2）掌握几种重要的原子核人工转变实验及反应方程。
2、难点（1）对原子核人工转变过程中能量和质量变化的理解。
（2）分析和解释复杂的原子核人工转变实验现象。
三、知识回顾1、原子的结构原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成。
2、天然放射性元素某些元素的原子核能够自发地放出射线，这种现象称为天然放射性。
3、放射性衰变包括α衰变、β衰变和γ衰变，它们遵循一定的规律。
四、引入新课在自然界中，存在着一些天然放射性元素，它们会自发地发生衰变。
但是，科学家们为了更深入地研究原子核的结构和性质，通过人为的手段实现了原子核的转变，这就是原子核的人工转变。
五、原子核人工转变的概念原子核的人工转变是指用人工的方法，使原子核发生变化，从而产生新的原子核和粒子。
这一过程通常需要使用高速粒子去轰击原子核，以引发核反应。
六、常见的原子核人工转变实验1、卢瑟福用α粒子轰击氮原子核实验装置：用放射性物质放出的α粒子，通过准直后轰击氮原子核。
实验过程：α粒子轰击氮原子核，产生了一种新的粒子，并释放出一个质子。
反应方程：＼（＾｛14}＿{7}N ＋＾｛4}＿{2}He → ＾｛17}＿{8}O ＋＾｛1}＿{1}H\）意义：这个实验首次实现了原子核的人工转变，证明了原子核不是不可改变的，为人类进一步探索原子核的结构和性质开辟了道路。
2、查德威克发现中子实验装置：使用α粒子轰击铍原子核。
实验过程：α粒子轰击铍原子核，产生了一种穿透力很强的中性粒子。
反应方程：＼（＾｛9}＿{4}Be ＋＾｛4}＿{2}He → ＾｛12}＿{6}C ＋＾｛1}＿{0}n\）意义：中子的发现，使人们对原子核的组成有了更深入的认识，为核能的利用奠定了基础。
3 原子核的人工转变 原子核的组成概要
问题：
（1）衰变中原子核为什么能发射粒子 （2）衰变中原子核为什么能发射粒子
查德威克实验
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，所以叫做中子，
用符号 n表示
发现中子的核反应方程式为
9 4
1 0
Be He C n
4 2 12 6 1 0
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 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．
原子核的人工转变 原子核的组成
原子核的人工转变 原子核的组成
1.写出
226 88 66 29
Ra 发生α衰变的衰变方程
2.写出 （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。
质子的发现
装置：
过程：
现象：
结论：用α粒子轰 击氮原子核后产生 了新的粒子
质子的发现
新的粒子 ：测这种粒子的质量
和电荷量，确定它就是氢原子 1 1 核，即质子: 1 H 或 1 P
发现质子的方程：
14 7
N H e O H
4 2 17 8 1 1
质子的发现
对核反应过程的研究
英国物理学家布拉凯特云室实验
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．
原子质量单位： 1u 1.660566 10 kg
27
原子核的组成
（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）。
原子核的组成(前三节)
Al He P n
反应生成物P是磷的一种同位素，也有放 射性，像天然放射性元素一样发生衰变， 衰变时放出正电子，核衰变方程如下：
30 15
P Si e
30 14 0 1
用人工方法得到放射性同位素，这是一个 很重要的发现．后来人们用质子、氘核、 中子和光子轰击原子核，也得到了放射性 同位素．
质子 中子
统称核子 元素符号 质量数 （核）电荷数
A Z 235 92
X
U
10－15m
1 1
H
4 2
He
质子
1
核子 中子 质子数 核外电荷数 原子序数
质量数
核子数
中子+质子
2
同位素
原子核的组成
• 各种原子核内质子的个数（核的电荷数） 和核外电子的个数都相同，它也等于该种 元素在元素周期表中的原子序数； • 原子核内质子和中子的总数叫做核的质量 数，它等于该元素原子量的整数部分. • 在某种核反应中，一个中子变成一个电子 和一个质子.这就是原子核内没有电子，又 会放出电子，产生β射线的原因.
•质子就是氢原子核.
mp 1.672623110
27
Kg
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打
出了质子。------质子是原子核的组成部分。 原子核是否只是由质子组成呢？
核的质量
质子质量
核的质量 质子质量
？
>
核的电量
质子电量
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．
氘和氚是氢的同位素，关于氢、氘、氚的原子， 下列说法哪个正确？
（1）具有相同的质子数、相同的中子数、相同 的电子数；
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第20单元：原子核的人工转变 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）。