物理选修3-5教学案原子核的组成
教案-选修3-5-3.1原子核的组成与核力 核反应
一、原子核的组成质子,中子二、原子核的表示质量数、电荷数三、原子核的结合核力:强大,短程,电荷无关四、原子核的变化核反应:质量数、电荷数守恒授课题目 3.1 原子核的组成与核力核反应第 1 课时授课时间年月日星期教学目标知识与技能1.知道原子核的组成,知道核子和同位素的概念。
2. 能用原子核的表示方法来表示不同的原子核,记住质子和中子的表示方法。
3. 了解核力的概念,知道核力是强相互作用力。
4. 理解核反应中质量数守恒和电荷数守恒,并且能根据这两条守恒律补全核反应方程式。
过程与方法1. 通过探究核力的存在,培养学生的推理能力。
2. 通过了解质子和中子的发现过程,体会探索未知世界的方法。
情感态度与价值观1. 通过了解核力的成因现在还在探索之中,激发学生的探索热情。
2. 通过学习核反应中质量数和电荷数守恒,体会守恒律的普遍性。
教学重点原子核的组成,核反应方程式的书写教学难点探究核力的存在,理解为什么原子核要有中子来维持核的稳定教学方法讲授法,练习法教学手段多媒体教学设备,ppt板书或板图设计3.1原子核的组成与核力核反应“附中教师要做教育家,不要当教书匠。
”——陈元晖教学过程环节检测内容检测结果及补救措施针对教学重难点的当堂检测反馈教学反思“一课一得、逐点反馈、跟踪纠偏、即时跟进”——探索东师附中朝阳学校“优效”教学模式教学过程环节教师活动学生活动1.引入【提问】何谓玻尔的原子模型?玻尔原子模型建立后,科学家开始思考原子核是否能够再分?这节课我们学习原子核由什么组成,这些成分如何结合在一起,以及原子核如何发生变化?2. 原子核的组成1. 质子,中子,核子的概念质子由卢瑟福发现,他用α粒子轰击氮原子核,发现了氢原子核,即质子。
中子由查德威克(卢瑟福的学生)发现,他用α粒子轰击轻金属铍,然后用得到的射线轰击石蜡,打出了质子。
发现这种射线是一种中性粒子流。
质子和中子统称为核子3. 原子核的表示方法1. 原子核的表示主要由三部分组成:化学元素符号,核质量数(即核子数,位于左上角角标),核电荷数(即质子数,位于左下角角标)。
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。
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,。
选修3-5第19章原子核第一节原子核的组成教案.
人教版高中物理选修3-5第十九章原子核第一节原子核的组成教学目标一、知识目标: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、能力目标: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、德育目标: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.。
教学方法实验演示和启发式综合教学法。
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。
新课教学: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。
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.。
1.原子核的组成与核力-教科版选修3-5教案
原子核的组成与核力-教科版选修3-5教案一、教学目标1.了解原子核的组成;2.掌握核力的概念;3.了解放射性核素;4.能够运用所学知识解释原子核稳定性和放射性衰变。
二、教学重点1.原子核的组成;2.核力的概念;3.原子核稳定性。
三、教学难点1.放射性衰变;2.放射性核素的应用。
四、教学过程1. 导入(5分钟)引导学生回忆上一课时所学内容,简单介绍本节课的教学目标和重点难点。
2. 原子核的组成(15分钟)1.原子核的组成;2.质子和中子;3.同位素和同位素符号;4.核外电子。
3. 核力(20分钟)1.核力的概念;2.核力的特点;3.核力强度和范围。
4. 放射性核素(10分钟)1.放射性核素的定义;2.三种放射线的特点;3.放射性衰变;4.放射性核素的应用。
5. 原子核稳定性(15分钟)1.原子核的稳定性和放射性衰变;2.核稳定性的三个因素:质子数、中子数、核子结合能;3.根据原子核的质子数和中子数判断放射性。
6. 总结(5分钟)运用所学知识解答问题,总结本节课的教学内容。
五、课堂练习和作业1.核力是什么?它的特点是什么?2.原子核的稳定性和放射性衰变的三个因素是什么?3.判断以下原子核是否为放射性核素:氘、60Co、12C、^12N。
六、教学反思本节课针对原子核的组成和核力的概念展开讲解,层次分明,内容简单易懂;同时通过介绍放射性核素和原子核稳定性,引导学生深入理解核力和原子核的结构特点。
整个课程的教学过程设计得非常合理,给学生留出了充分的时间来反复思考和练习,同时激发了学生对物理学习的兴趣,达到了预期的教学目标。
高中物理 教科版选修3-5 3.1 原子核的组成与核力 学案
第三章原子核1原子核的组成与核力一、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,测定了它的电荷和质量,确定它是氢原子核,叫做质子,用11p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:用实验证明了中子的存在,用10n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)A Z X元素符号原子核的质量数A=质子数Z+中子数N核电荷数=原子核的质子数,即元素的原子序数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.二、核力1.核力(1)核力:核子之间的相互作用力,称为核力,也称强力.(2)核力的特征①在核的线度内,核力比库仑力大得多;②核力是短程力,当两核子中心相距大于核子本身线度时,核力几乎完全消失;③核力与电荷无关,质子与质子、质子与中子以及中子与中子之间的核力是相等的.2.原子核中质子和中子的比例由于核力是短程力,自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等,但较重的原子核,中子数大于质子数,越重的原子核,两者相差越多.原子核是由中子和质子组成的,在原子核狭小的空间里,带正电的质子为什么能挤在一起而不飞散?提示:组成原子核的相邻核子间存在着核力.三、核反应1.核反应用一定能量的粒子轰击原子核,改变了核的结构,我们把这样的过程叫做核反应.2.核反应的实质以基本粒子(α粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核(靶核X),从而促使原子核发生变化,生成了新原子核(Y),并放出某种粒子.3.常见的人工转变的核反应有(1)卢瑟福发现质子:14 7N+42He→17 8O+11H(2)查德威克发现中子:94Be+42He→12 6C+10n(3)居里夫妇人工制造同位素:42He+2713Al→10n+3015P3015P具有放射性:3015P→3014Si+ 0+1e4.遵循规律质量数守恒,电荷数守恒.考点一原子核的组成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1】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?【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 =88×1.6×10-19 C =1.408×10-17 C.(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 v qB ,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. 【答案】 (1)88 138 (2)1.408×10-17 C(3)88 (4)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.考点二核力及原子核中质子和中子的比例1.核力的性质(1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现.(2)核力是短程力.约在10-15m数量级时起作用,距离大于0.8×10-15m时为引力,距离小于0.8×10-15m时为斥力.距离为10×10-15 m时核力几乎消失.(3)核力具有饱和性.核子只对相邻的少数核子产生较强的引力,而不是与核内所有核子发生作用.(4)核力具有电荷无关性.核力与核子电荷无关.2.原子核中质子与中子的比例关系(1)较轻的原子核质子数与中子数大致相等,但对于较重的原子核中子数大于质子数,越重的原子核,两者相差越多.(2)形成原因①若质子与中子成对地人工构建原子核,随原子核的增大,核子间的距离增大,核力和电磁力都会减小,但核力减小得更快.所以当原子核增大到一定程度时,相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力,这个原子核就不稳定了.②若只增加中子,因为中子与其他核子没有库仑斥力,但有相互吸引的核力,所以有助于维系原子核的稳定,所以稳定的重原子核中子数要比质子数多.③由于核力的作用范围是有限的,以及核力的饱和性,若再增大原子核,一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用,这时候再增加中子,形成的核也一定是不稳定的.【例2】关于核力的说法正确的是()A.核力同万有引力没有区别,都是物体间的作用B.核力就是电磁力C.核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m之内D.核力与电荷有关【解析】核力是短程力,超过1.5×10-15 m.核力急剧下降几乎消失,故选项C正确;核力与万有引力、电磁力不同,故选项A、B错误;核力与电荷无关.故选项D错误.【答案】 C关于质子和中子的说法,正确的是(D)A.原子核中质子数和中子数一定相等B.稳定的重原子核里,质子数比中子数多C.原子核都是非常稳定的D.对于较重的原子核,由于核力的作用范围是有限的,以及核力的饱和性,如果继续增大原子核,形成的核也一定是不稳定的解析:自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等,对于较重的原子核,中子数大于质子数,越重的元素,两者相差越多.因此正确答案选D.考点三对核反应方程的认识1.常见的几个核反应方程:147N+42He→17 8O+11H(发现质子)94Be+42He→12 6C+10n(发现中子)2713Al+42He→3015P+10n3015P→3014Si+ 0+1e(发现正电子)2.写核反应方程时应注意的问题(1)核反应过程一般都是不可逆的,核反应方程不能用等号连接,只能用单向箭头表示反应方向.(2)核反应方程应以实验事实为基础,不能凭空杜撰.(3)核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒,核反应过程中,一般会发生质量的变化.【例3】完成下列各核反应方程,并指出哪个核反应是首次发现质子和中子的.(1)10 5B+42He→13 7N+()(2)94Be+()→12 6C+10n(3)2713Al+()→2712Mg+11H(4)14 7N+42He→17 8O+()(5)2311Na+()→2411Na+11H【解析】(1)10 5B+42He→13 7N+10n(2)94Be+42He→12 6C+10n此核反应使查德威克首次发现了中子.(3)2713Al+10n→2712Mg+11H(4)14 7N+42He→17 8O+11H此核反应使卢瑟福首次发现了质子.(5)2311Na+21H→2411Na+11H【答案】见解析总结提能书写核反应方程四条重要原则(1)质量数守恒和电荷数守恒;(2)中间用箭头,不能写成等号;(3)能量守恒(中学阶段不做要求);(4)核反应必须是实验中能够发生的.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 8Oy+94Be→z+12 6Cx、y和z是3种不同的粒子,其中z是(C)A.α粒子B.质子C.中子D.电子解析:把前两个方程化简,消去x,即14 7N+73Li→y+17 8O,可见y 是42He,结合第三个方程,根据电荷数守恒、质量数守恒可知z是中子10n.因此选项C正确.1.下列说法正确的是(A)A.质子和中子的质量不等,但质量数相等B.质子和中子构成原子核,原子核的质量数等于质子和中子的质量总和C.同一种元素的原子核有相同的质量数,但中子数可以不同D.中子不带电,所以原子核的总电荷量等于质子和电子的总电荷量之和解析:质子和中子的质量不同,但质量数相同,选项A正确;质子和中子构成原子核,原子核的质量数等于质子和中子的质量数总和,选项B错误;同一种元素的原子核有相同的质子数,但中子数可以不同,选项C错误;中子不带电,所以原子核的总电荷量等于质子总电荷量之和,选项D错误.2.(多选)氢有三种同位素,分别是氕(11H)、氘(21H)、氚(31H),则(ABD)A.它们的质子数相等B.若为中性原子它们的核外电子数相等C.它们的核子数相等D.它们的化学性质相同解析:氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3,质子数和中性原子状态核外电子数均相同,都是1,中子数等于核子数减去质子数,故中子数各不相同,选项A、B正确,C错误;同位素化学性质相同,只是物理性质不同,选项D正确.3.下列对核力的认识,正确的是(D)A.核力是强相互作用的一种表现,比库仑力大得多B.核力存在于质子和中子、中子和中子之间,质子和质子之间只有库仑斥力C.核力是核子间相互吸引的力,是短程力D.核力只存在于相邻的核子之间,具有饱和性解析:在原子核的尺度内,核力比库仑力大得多,但当原子核大到一定程度时,核力将不足以平衡库仑力,选项A错误;相邻核子间都存在核力作用,具有饱和性,选项B错误,D正确;核子间的距离小于0.8×10-15m时核力表现为斥力,大于0.8×10-15m时表现为吸引力,选项C错误.4.在自然界中,对于较重的原子核的中子数和质子数的比例关系,下列说法正确的是(C)A.中子数等于质子数B.中子数小于质子数C.中子数大于质子数D.无法确定解析:原子核越重,原子间库仑斥力就越大,而中子数多于质子数,因中子与其他核子间没有库仑斥力,但有相互吸引的核力,所以才有助于维系原子核的稳定,故稳定的重原子核里,中子数要比质子数多.故正确答案为C.。
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。
人教版高中物理选修3-5第18章 第二节 原子的核式结构模型(教学设计)
人教版高中物理选修3-5第18章第二节原子的核式结构一、教学任务分析电子的发现、α粒子散射实验、原子的核式结构模型的提出,这些都是人类探求物质微观结构的认识过程的起点,其中涉及到的实验、逻辑推理方法也都是人类认识自然规律的典型的科学方法。
因此这些内容不仅是本章的核心内容,而且也为后面继续学习人类对微观世界认知过程打下重要的思维与方法的基础。
学习本节内容需要以库仑定律、带电粒子在电场磁场中的运动等电、磁场知识为基础。
从介绍汤姆孙的阴极射线实验入手,通过实验现象分析得到阴极射线是由电子组成的,揭示了原子是可分的。
介绍卢瑟福α粒子散射实验,通过分析实验结果,对汤姆孙建立的“葡萄干蛋糕模型”提出质疑,在此基础上介绍卢瑟福提出的核式结构模型,。
并运用该模型解释α粒子散射实验结果。
在介绍卢瑟福α粒子散射实验的实验设计思想时,使学生了解研究微观世界的一种重要有效的方法与手段是利用其他的高能粒子去碰撞原子,引起某些可能观察到的现象,从分析这些现象的过程中逐步探索认识原子的内部结构和规律。
从而使学生理解人类是如何在实验的基础上认识原子结构;怎样在实验与理论的相互推动下,使认识不断发展不断深入的。
在介绍卢瑟福核式结构模型时,可通过比较该模型、汤姆孙的原子模型与实验结论的相互印证关系,使学生感受到物理模型是一种高度抽象的理想客体和形态;物理学的研究通常需通过提出假设、建立物理模型、实验验证等几个过程;物理学的发展过程,可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。
这些认识都将提高学生的科学意识与科学品质。
二、教学目标1.知识与技能(1)知道卢瑟福α粒子散射实验。
(2)知道原子的核式结构模型。
(3)理解卢瑟福的原子核式结构学说对α粒子散射实验的解释。
2.过程与方法(1)通过分析卢瑟福α粒子散射实验的结果,感受物理学的研究方法——提出假设、建立物理模型、实验验证等方法。
(2)通过了解人类探索认识原子结构的历史,认识人类通过收集、处理和分析微观现象所发出的各种信息,来认识不能直接感知的微观世界的认知手段与方法。
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。
人教版高中物理选修3-5教学案:第十九章 第1节 原子核的组成-含解析
第1节原子核的组成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。
一、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.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。
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)。
二、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10-10m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。
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α粒子轰击铍(94Be)原子核获得了中子。
3.原子核的组成原子核由质子、中子组成,它们统称为核子。
4.原子核的电荷数(Z)等于原子核的质子数,等于原子序数。
5.原子核的质量数(A)等于质子数与中子数的总和。
6.原子核的符号表示AX,其中X为元素符号,A为原子核的质量数,Z为原子核的电荷数。
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。
走进原子核-粤教版选修3-5教案
走进原子核-粤教版选修3-5教案一、教材分析本教案是针对粤教版选修3-5中的“走近原子核”这一章节进行设计的。
本章围绕原子核的组成、稳定性、放射现象以及核能等方面进行了详细的讲解。
因此,在教学过程中应该注重学生对核的认知和理解,同时加强实践操作的环节,让学生真正体验到核的神秘与复杂。
二、教学目标1.能够正确描述原子核的组成结构和质子、中子的特点;2.能够解释原子核紧密结合的原因及其稳定性;3.能够了解放射现象的基本特征和分类,以及放射性的应用;4.能够对比核聚变和核裂变的异同点,并且了解核能的基本原理;5.能够通过实验操作,观察核的实际变化过程,提高核理论知识运用能力。
三、教学内容1. 原子核的组成原子核是原子的中心部分,由质子和中子构成。
在这一部分教学中,需要强调质子和中子的特点及其在核内的分布情况,同时,指出原子核是电中性的,不能直接参与化学反应。
2. 原子核的稳定性核的稳定性与核内质子和中子的比例有关。
在这一环节中,需要让学生了解什么是核力,以及核力是如何维持质子和中子之间的相互作用,使得核能够维持稳定的状态。
3. 放射现象放射现象指的是放射性核素在衰变过程中所释放的辐射。
学生需要明确放射源和辐射源的概念,了解三种放射性(α、β、γ)的特征,同时也需要提高学生的安全意识,注意到放射性辐射的危害。
4. 核能学生需要了解核聚变与核裂变的异同点,并且学习核能的基本原理。
同时,通过实验操作,加深学生对这一领域的认知和理解。
四、教学方法1.讲授法:针对核理论知识的基本讲解,让学生理解原子的基本组成结构、核的稳定性以及放射现象的基础知识。
2.实验操作法:通过实验环节,让学生亲身体验核的变化过程,并且加深理解核的稳定性、放射性以及核能的内在原理。
3.案例分析法:结合实际应用,让学生了解放射性的应用领域,同时也提醒学生注意放射性辐射的危害性。
五、实施步骤1. 阶段一-导学环节讲授根据课程的教学内容和学生的需要,设计有针对性的导学环节,让学生对本课内容有一个初步的了解和认知。
高中物理原子核教案
高中物理原子核教案
教学目标:
1. 了解原子核的组成和结构
2. 掌握原子核的基本性质和作用
3. 理解原子核的放射现象及其应用
教学内容:
1. 原子核的组成和结构
2. 原子核的基本性质
3. 原子核的放射现象
教学步骤:
一、导入环节
1. 通过引入一些日常生活中的例子,引发学生对原子核的兴趣,如核能发电、核医学等。
2. 引导学生提问:原子核是什么?它的组成是什么?有什么特点?
二、知识讲解
1. 介绍原子核的组成:由质子和中子组成,质子带正电荷,中子无电荷。
2. 讲解原子核的结构:核外围团轨道上围绕着核心的质子和中子,形成原子的结构。
3. 解释原子核的基本性质,如质量、电荷等。
三、实验操作
1. 进行原子核的模型搭建实验,让学生利用小球和棒子模拟原子核的结构。
2. 进行原子核质量和电荷实验,让学生通过实验测量得出原子核的质量和电荷。
四、讨论与总结
1. 引导学生思考原子核的重要性,并讨论原子核在物质世界中的作用。
2. 总结本节课所学内容,强化学生对原子核的理解和记忆。
五、作业布置
1. 布置作业:要求学生复习本节课所学内容,并思考原子核在生活中的应用。
教学反思:
在教学中,可以结合多媒体教学手段,通过图像、动画等形式生动直观地呈现原子核的组成和结构,增强学生的学习兴趣和理解。
另外,应该注重学生的实践操作,让他们动手搭建模型、进行实验,从而深入了解原子核的性质和作用。
同时,要激发学生的思维,引导他们探索原子核的更多奥秘和应用领域。
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.理解原子核的基本结构,包括质子、中子和电子;2.了解放射性核的性质及其应用;3.掌握α、β、γ 射线的特性、产生、检测及应用。
二、教学内容1. 原子核的基本结构原子核是由质子和中子构成的,质子带正电,中子不带电。
原子核的质量集中在原子核内部,占据整个原子质量的99.9%以上,而电子只占据整个原子体积的极小部分。
因此,原子核是原子的重要组成部分。
质子数为Z的原子核中,有Z个质子。
在相同的元素中,Z数固定,不同的同位素其Z数不同,因此其原子核中的质子数也不同。
原子核内的中子数目N和质子数目Z相关,一般写作N(Z)。
2. 放射性核的性质及其应用放射性核是指核内的质子和/或中子发生减法、转换而产生的放射性现象。
包括三类射线:α、β、γ射线。
核反应中释放的能量也被称为核能。
放射性核的应用广泛。
例如,核能源广泛应用于发电领域,射线被用于乳品辐射杀菌、医学放射学、产品检测等方面。
3. α、β、γ 射线的特性、产生、检测及应用(1) α 射线:α射线是指由两个质子和两个中子组成的粒子,其相对电荷为+2,质量数为4。
在空气中会受到电离作用,可以通过减少质子数或增加中子数而转化为其他质量数的原子核。
(2) β 射线:β射线是指由电子或正电子组成的射线。
在空气中会受到电离作用,可以通过电子捕获或反质子湮灭而消失。
(3) γ 射线:γ射线是由原子核发射的电磁波。
与α、β射线不同,γ射线对物质的穿透性较强,在空气中也不会受到电离作用。
可以通过控制材料厚度或选择屏蔽材料等方式控制γ射线的影响。
三、教学方法1.控制教学节奏,保证学生学习的深度和广度;2.结合实际案例,让学生了解放射性核的应用;3.利用模型和实验等形式,让学生理解α、β、γ射线的产生和检测。
四、教学评价1.通过口头测试和作业,来检查学生对于原子核结构和射线特性的理解;2.通过小组讨论和实验报告,来检查学生对于放射性核应用的掌握情况;3.关注学生知识点掌握的情况和进步的动态,定期与家长进行交流,帮助学生改进学习方法和提高学习效果。
- 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)。
第一节原子核的组成
(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。
从照相底片上看到,放射线分成了三束,其中两束向相反方向偏转,说明这两束射线带异种电荷;中间一束不偏转,说明它不带电,是中性的。
这三种射线有哪些性质呢?它们的实质是什么呢?
〈射线由两种带异种电荷的粒子和一种不带电的中性粒子组成〉
(3)三种射线
①α射线
根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定,偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成,我们把它叫做α射线,α射线由带正电的α粒子组成。
科学家们研究发现每个α粒子带的正电荷是电子电荷的2倍,α粒子质量大约等于氦原子的质量。
进一步研究表明α粒子就是氦原子核。
〈α射线的实质就是高速运动的氦核流〉
由于α粒子的质量较大,所以α射线的穿透本领最小,我们用一张厚纸就能把它挡住。
②β射线
与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷,我们把它叫做β射线。
研究发现β射线由带负电的粒子(β粒子)组成。
进一步研究表明β粒子就是电子。
〈β射线的实质就是高速运动的电子流〉
实验还表明,β射线的穿透本领较强,很容易穿透黑纸,还能穿透几厘米厚的铝板。
③γ射线
中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线,研究表明,γ射线的实质是一种波长极短的电磁波,它不带电,是中性的。
〈γ射线是一种电磁波〉
γ射线的穿透本领极强,一般薄金属板都挡不住它,它能穿透水泥墙和几厘米厚的铅板。
(4)γ射线的应用和防护
由于γ射线穿透性极强,照到动、植物上还能对细胞发生生物化学作用,因此在工业、农业和医学上都有重要应用。
在工业上可用它作金属探伤,或检查金属板的厚度,例如飞机、火车、轮船上的主轴是用钢材锻压而成的,里面有没有砂眼或裂缝呢?以前是用破坏法抽样检查的,可靠性差,又浪费材料,现改用γ射线来探查,准确度高,又不损耗材料;在农业上用γ射线来适当照射种子,能使农作物增产,还能增强某些作物的抗病能力,改良农作物的品质;在医学上还可用γ射线作“放疗”,医治恶性肿瘤。
事物总是一分为二的,γ射线能杀死癌细胞,也能杀死正常细胞,或使正常细胞癌变,因此在使用放射性元素时,要注意射线的防护,要防止放射性物质泄漏,以免对水源、空气和工作场所造成污染。
(5)原子核的组成
深入研究表明,放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的,这表明原子核也有内部结构。
原子核内究竟还有什么结构?原子核又是由什么粒子组成的呢?这是个很复杂的问题,直到目前原子核内部的细微组成情况仍是科学研究的尖端项目之一。
现在我们只是粗浅地、简单地介绍原子核内部的基本组成情况。
①英国物理学家卢瑟福在1919年做核反应实验时发现了质子,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,质子的性质和氢原子核的性质完全相同,所以质子就是氢原子核。
②1932年英国物理学家查德威克又发现了中子,通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同,但是不带电。
是中性粒子。
在对各种原子核进行的实验中,发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒子。
〈原子核是由质子和中子组成的〉
现在我们已经知道:氢原子核(H)最简单,它就是一个质子,核外有一个电子绕着它转;氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的,核外有2个电子绕着它转;锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的,核外有3个电子分两层绕着它转;铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成,核外有4个电子分两层绕着它转;……同学们可以发现一个规律:
板书:〈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。
〉
③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。
3.总结
4.布置作业
阅读课本,了解放射性现象和原子核组成的基本情况。