高中物理选修--原子核的组成

射线
高速 电子流
中 ≤ 0.99c 穿透几毫米铝板
中

高频
射线
电磁波
c
强
弱
穿透几厘米铅板
为什么三种射线的穿透 能力和电离能力是这样的排 序呢？
为什么三种射线的穿透 能力与电离能力的排序刚好 相反呢？
穿透能力大比拼
为什么三种射线的穿透能力和电离能力是这样的排序呢？ 为什么三种射线的穿透能力与电离能力的排序刚好相反呢？
查德威克因发现中子，获得1935年诺贝尔 物理学奖。
原子核的组成
原子核的组成
10－15m
质子
统称核子 X表示元素符号
中子
质量数 质子数
A Z
X
质量数=质子数+中子数
He Po 4
210
2
84
同位素：质子数相同而中子数不同
1 1
H
氕
2 1
H
氘
3 1
H
氚
【例题1】下列说法正确的是 A．任何元素都具有放射性 B．同一元素，单质具有放射性，化合物可能没有 C．元素的放射性与温度无关 D．放射性就是该元素的化学性质
AC
【例题3】如图所示，一天然放射源射出三种射线，经过一
个匀强电场和匀强磁场共存的区域（方向如图所示），调
整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在N上只有两个
点受到射线照射．下面的哪种判断是正确的
C
A．射到b点的一定是α射线
B．射到b点的一定是β射线
C．射到b点的一定是α射线或β射线
D．射到b点的一定是γ射线
原子核中并没有电子，那么，β射线 是怎么从原子核中跑出来的呢？
质子的质量是电子质量的1836倍。 中子的质量是电子质量的1837倍。
所以，一定是荧光物质自己发出了某种穿透性很强 的射线！多次实验，都是如此！
第二天，贝可勒尔报告了他所发现的这种新的“不 可见的辐射”。这种辐射现象被命名为“天然放射现象”。
这次发现，带有一定的偶然性——在第一 次成功之后，下雨了……
但是，也有其必然性——贝可勒尔严谨的 科学态度。
1896年，法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射现象。
C
【例题2】如图所示，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，则下面说法中正确的有
A．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Baidu Nhomakorabea可能只剩下b
居里夫人建立了一个合作小组，共同担负起对他们自 己的子女进行自然科学教育的责任。其中玛丽·居里教授 物理，朗之万讲授数学，佩兰讲授化学。
让·巴蒂斯特·佩兰，法国物理学家，八个国家科学 院院士。精确测定阿伏伽德罗常数；第一次用实验证实 原子存在，精确测出原子的大小；1926年获得诺贝尔物 理学奖。
结果，照相底片感光了。
接下来两天，因为阴雨，实验无法进行。贝可勒尔 把荧光物质压在包好的照片底板上锁进抽屉里。
终于，天晴了，又可以愉快地实验了，贝可勒尔想 检查一下，照相底板上是否会因为黑纸漏光而曝光。
照片冲洗出来后，他大吃了一惊：底片，曝光了！ 照片上的阴影正好是那块荧光物质的轮廓。
这显然不是黑纸漏光所造成的，锁在黑暗的抽屉里 的荧光物质没有受到太阳光照射，不会发荧光，当然也 无从激发出X射线了。
居里夫人非常注重对女儿的教育，尤其 注重以身作则。她捐出了提炼出的当时价值 百万法郎的一克镭，供医院治疗和研究用， 并公布镭的提纯方法，放弃专利权。
1914年,一战爆发，法国政府号召人民捐献黄金。她立 刻捐出了诺贝尔金质奖章和存放在瑞典并未领出的两次诺 贝尔奖的奖金。并带着X光机和女儿上前线为伤员检查。
居里夫人的长女伊伦娜·约里奥-居里（1897-1956）和 女婿弗雷德里克·约里奥-居里（1900-1958）获得了1935年 诺贝尔化学奖，并将建造原子反应堆的专利捐献给国家。
是“中国原子弹之父”钱三强 的导师，开启了中法两国的核技 术交流。
他们的女儿海伦成为法国核物理学 科的奠基人。女婿是著名核物理家米歇 尔·朗之万。外孙伊夫·朗之万成为一名出 色的天文物理学家。
天然放射现象
卢瑟福与法国物理学家维拉德发现放射性物质发出的射线有三种：
你能根据 射线在磁场中 的偏转情况分 析出它们各带 什么电吗？
三种射线的性质（课本P66）
射线使气体电离：射线向气
体分子提供能量使其电子逃逸的 过程。撞！
成份
速度
穿透能力
电离能力

高速
射线
氦核流
≤0.1c
弱
一张纸挡住
强
空气中前进几厘米
他们的儿子皮埃尔著名是生物学家，法兰西科学院院 士，“国家科学研究中心” 研究部主任。孙子阿伦·约里 奥是生命科学博士。
天然放射现象
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（铋Bi）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。
铋83曾被认为是 相对原子质量最大 的稳定元素，但在 2003年，发现了铋 有极其微弱的放射 性
贝可勒尔想知道由硫酸钾铀酰等组 成的一种荧光物质发射的荧光是否含有 X射线。
他把这种荧光物质放在一张用黑纸 包好的照相底片上，再让它们受太阳光 照射。
他设想，由于太阳光不能穿透黑纸，因此，太阳光本身 不会使照相底片感光。但是，如果太阳光中的紫外线照射会 使荧光物质产生X射线，那么，X射线就能穿透黑纸包，使 里面的照相底片感光。
原子核内部结构是怎样的呢？ 原子核又是由什么粒子组成的呢？
质子的发现
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核， 得到了质子。
经过研究证明，质子带正电荷，其电量 和一个电子的电量相同，它的质量等于一个 电子质量的1836倍。进一步研究表明，质子 就是氢原子核。
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中都打 出了质子——质子是原子核的组成部分。
贝可勒尔因发现了天然放射性与发现镭和钋的居里夫 妇共同获得1903年度的诺贝尔物理学奖。
居里夫妇从8吨沥青中进行无数次的溶解、蒸发、分离和提纯。 经过四年的辛勤劳动，提炼出镭并测定了镭的原子量，接着又发现 了钋。1911年，玛丽·居里(1867-1934)又单独获得诺贝尔化学奖。 成为第一个两次获得诺贝尔奖的人。
射线使气体电离：射线通过碰撞向气体分子 提供能量使其电子逃逸的过程。越容易通过碰 撞向外释放能量，电离能力就越强。
α射线、β射线带电，γ射线不带电；氦原子 核个头最大，电子较小，光子极小。
α射线撞击机会最大、β射线撞击机会较小， γ射线几乎撞不到。
成份
速度
穿透能力
电离能力

高速
射线
氦核流
≤0.1c
弱
一张纸挡住
强
空气中前进几厘米

射线
高速 电子流
中 ≤ 0.99c 穿透几毫米铝板
中

高频
射线
电磁波
c
强
弱
穿透几厘米铅板
原子核的组成
进一步的研究表明：某种元素的放射性与其存在状态 （单质或化合态）无关，即与核外电子数量及排布无关。
所以，三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出 来的。天然放射现象表明，原子核也有内部结构。
原子核是否只是由质子组成呢？
原子核是否只是由质子组成呢？
若原子核只 由质子组成
核的质量 质子质量
核的电量
= 质子电量
实验测定
核的质量 质子质量
> 核的电量 质子电量
卢瑟福猜想原子核内存在不带电的中性粒子，他称之为中子。
中子的发现
1932年，英国物理学家查德威克发现了中子。
研究证明中子的质量是电子质量的1837倍，不带电。 在对各种原子核进行的实验中，发现质子和中 子是原子核的组成成分，统称为核子。
原子核的组成
你怕辐射吗？ 所有的辐射都可怕吗？
1895年，伦琴发现具有很强穿透性的X 射线，立即在科学界甚至时尚界引起研究 和谈论X射线的热潮。
怎样可以方便地获得X射线W德？i国lh物elm理学Rö家nt伦ge琴n
第一位诺贝尔物理学奖 获得者
第111号元素“伦”Rg
法国物理学家 贝可勒尔
荧光物质被紫外线照射后发出的 荧光中会不会含有X射线？