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

A

X，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．

Z

7．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＝1

1 840 u ，v α

＝c

10

，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)5

184 (3)10

1

【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 ＝1

2

at 2，a ＝qE m ，所以s α

s β＝5184. (3)要使射线不偏转，qB v ＝qE ，所以B αB β

＝v β

v α

＝10

1.

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？