高中物理选修3-5电子原子核ppt课件

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人教版物理选修3-5课件第十九章原子核 5核力与结合能

子放出的能量称为结合能 B．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能
也一定越大 C．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和
比结合能都大
D．中等质量原子核的结合能和比结合能均比轻核的要大
解析：核子结合成原子核是放出能量，原子核拆解成核子是吸收能量，A 选项错；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，B、C 选项错；
2．原子核内的质子是靠万有引力来抗衡库仑斥力的．(×)
3．弱相互作用是引起 β 衰变的原因．(√)
小试身手
1．(多选)下列说法正确的是( ) A．核力是短程力，作用范围很小，只在邻近核子间发生 B．核力可能是引力，也可能是斥力．核力把核子紧紧束缚在核内，形成稳定的原子核，但又不会融合在一起 C．质子间、中子间、质子和中子之间都有核力 D．核力是一种强相互作用力，在其作用范围内，核力比库仑力大得多
解析：核力作用的范围在 10－15 m 区域内，只在邻近核子间发生，是短程力，A 对；当两核子间距离减小时，核力也迅速减小，至一定值时，核力表现为斥力，B 对；核力是质子、中子之间的强相互作用力，C、D 对．
答案：ABCD
知识点二原子核中质子与中子的比例和结合能
提炼知识 1．原子核中质子与中子的比例． (1)轻原子核：自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等． (2)重原子核：但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差就越大．
拓展一对结合能和比结合能的理解
1．结合能．原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能，它等于核子结合为原子核时放出的能量．

物理选修3-5人教版 18.2原子的核式结构模型 (共12张PPT)

在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核。原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕着核旋转。
根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空旷”的，举一个简单的例子：
原子
体育场
原子核
根据卢瑟福的原子核式模型和 α 粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。
(1) 原子的半径约为 10 ─ 10 m、原子核半径约是 10 ─14 m，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。
(2) 原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子序数相等。
(3) 电子绕核旋转所需向心力就是核对它的库仑力。
1. 在用 α 粒子轰击金箔的实验中，卢瑟福观察到的 α 粒子的
绝大多数 α 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但少数 α 粒子发生了较大的偏转，并且有极少数 α 粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎达到180°。
西瓜模型或枣糕模型能否解释这种现象？
根据汤姆孙模型计算的结果：电子质量很小，对 α 粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布， α 粒子所受库仑力也很小，故 α 粒子偏转角度不会很大。
汤姆孙发现了电子，并且知道了电子是带负电荷的，人们推断出原子中还有带正电的物质。那么这两种物质是怎样构成原子的呢？
？
汤姆孙的原子模型பைடு நூலகம்
在汤姆孙的原子模型中，原子是一个球体，正电核均匀分布在整个球内，电子镶嵌其中。
英国物理学家汤姆孙
汤姆孙原子模型（枣糕模型）
1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手们进行了 α 粒子散射实验。
运A动. 全情部况α是粒( 子B穿过) 金属箔后仍按原来的方向前进

人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变

铀核的裂变
发现 1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。
裂变产物：多种多样
+
++
Байду номын сангаас
重核的裂变只发生在人为控制的核反应中，自然界不会自发的产生
铀核的裂变
铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反应是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反应方程式：
求：（1）一个铀核裂变释放的能量解亏损质量：
释放能量：
铀核的裂变
铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反应是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反应方程式：
求：（2）试计算1kg铀235全部裂变时所释放的能量？
解 1kg铀中含铀核数量为： N个铀核裂变放出能量为：
铀核的裂变
铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反应是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反应方程式：
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变
链式反应的过程
如图为核裂变示意图
（1）重核裂变是一种天然现象吗？（2）只要有中子轰击铀块就可以产生链式反应吗？重核的裂变不能自发地进行，只能发生在人工控制的核反应中只有达到链式反应的条件时，才会发生重核的裂变
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变
链式反应
定义：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。
根据链式反应的原理，似乎任何铀块只要有中子进入，都能发生链式反应
但事实并非如此
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变
人教版高中物理选修3-5 19.6核裂变

高中物理人教版(选修3-5)第十九章原子核第6节核裂变(ppt23张)(共23张PPT)

美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁伤。爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多。广岛市区80%的建筑化为灰烬，6.4万人丧生，7.2万人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%。长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡8.6万人，占全市总人口的37%。
1945.8.8投至长崎 239 Pu 内爆钚弹 “胖子” 5t
完全燃烧时释放的能量。
演示：
新课内容
二、链式反应
1.链式反应：当一个中子引起一个重核裂变后，裂变释
放的中子再引起其他重核裂变，且能不断继续下去，这
种反应叫核裂变的链式反应。 2.链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于临界体积
或裂变物质的质量大于临界质量。使裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。
235 92
235 92
U+ n
1 0
139 54
139 51
Xe + Sr + 2 n
95 41
95 38
1 0
U+ n
1 0
Sb +
Nb + 2 n
1 0
235 92
U+ n
1 0
144 56
Ba +
89 36
Kr + 3 n
1 0
新课内容
一、核裂变
3.铀核裂变释放的能量。以其中最典型的裂变反应为例：
原子核
电子
研究表明：原子核的质量虽然随着原子序数的增大而增大，但是二者之间并不成正比关系，其核子的平均质量与原子序数有如图的关系：
核子的平均质量是：
原子核的质量核子数

教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】

科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】
1 碰撞
教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】
2 动量
教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】
3 动量守恒定律
教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】
4 动量守恒定律的应用
教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】
第二章原子结构
教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】
教科版高三物理选修3-5电子课本课件【全册】目录
0002页 0061页 0157页 0177页 0227页 0277页 0350页 0379页 0400页 0475页 0534页 0593页
第一章碰撞与动量守恒 2 动量 4 动量守恒定律的应用 1 电子 3 光谱氢原子光谱第三章原子核 2 放射性衰变 4 原子核的结合能 6 核聚变第四章波粒二象性 2 光电效应与光量子假说 4 实物粒子的波粒二象性

人教版高中物理选修3-5 18.1-2电子的发现原子的核式结构模型教学课件共29张PPT

二。卢瑟福的原子核式结构
1、在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核． 2、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里． 3、带负电的电子在核外空间绕着核旋转．
课堂巩固
1.α粒子散射实验中，卢瑟福用α粒子轰击金箔，下列四个选项中哪一项属于实验得到的正确结果
（B）
A．α粒子穿过金箔时都不改变方向 B．少数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 C．绝大多数α粒子穿过金箔时有较大的偏转 D．α粒子穿过金箔时都有较小的偏转
汤姆孙的原子模型
汤姆孙的原子模型: 原子是一个球体；正电核均匀分布在整个球内，而电子就像大枣镶嵌在蛋糕里那样镶嵌在原子里面．
汤姆孙的“枣糕模型”对吗？
正电荷
电子勒纳德用电子轰击金属膜
一。α粒子散射实验 1.实验装置
全部设备装在真空中。
卢瑟福
2.实验步骤
（1）α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到荧光屏上产生闪光，通过放大镜可以看到这些闪光点。
中正确的是：（ C ）
A.说明α粒子的速度很大 B.说明α粒子的质量比金原子还大 C.说明金原子的内部大部分是空的 D.说明金原子也是个球体
3、（2017·江苏·1）下列说法中正确的是（C） A.质子与中子的质量不等，但质量数相等 B.两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 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.除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力
2.卢瑟福α粒子散射实验表明（ D ）
A．原子带正电 B．原子是一个球体 C．电子在任意一个圆形轨道上运动 D．原子内部的正电荷并不是均匀分布的，而是集中在很小的体积内
三。原子核的电荷与尺度
1.原子的组成

人教版物理选修3-5 18.2 原子的核式结构模型 (课件+素材)

二、α 粒子散射实验
α粒子是放射性物质发射的快速运动的粒子.卢瑟福(E.Rutherford，1871-1937)通过测量α粒子在电场和磁场的偏向，确定α粒子的比荷约为氢离子比荷的1/2.
利用闪烁镜和卢瑟福与盖革(H.Geiger 1882-1945)共同发明的计数管，卢瑟福于 1908年测量出α粒子的电荷约为氢离子电荷的2倍.α粒子是氦原子两次电离的离子He2+.
卢瑟福的提示指引盖革和马斯顿发现α粒子的大角度散射.
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10
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1908年，盖革对α粒子散射开展更多地研究。
发现用金箔代替铝箔可以使α粒子的散射现象更为
明显，决定系统地研究不同物质地散射作用，希
望“对这些物质在散射能力和遏止能力之间建立
某种联系.”
闪烁法计数要求实
验者实验过程中呆在暗室
中，通过显微镜，眼睛全
身贯注地盯着硫化锌屏，一个一个地计闪烁数.
闪烁法观察α射线
14
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粗略估算单次散射α粒子偏转角度
粒子动量 p=mv
作用时间 t =R/v
动量变化量 ∆p =Ft
p kZe2
v
p Ek R
Z=79，Ek~5MeV R~1Å 得 ϕ ≈2.27×10-4rad≈0.013° ϕ

优秀课件人教版高中物理选修3-5核聚变 (共16张PPT)

（2）地球上聚变燃料的储量丰富
每升水中就含有 0.03 g 氘，地球上有 138.6 亿亿立方米的水，大约有 40 万亿吨氘。氚可以利用锂来制取，地球上锂储量有2000 亿吨。 1L海水中大约有0.03g氘，如果发生聚变，放出的能量相当于燃烧300L汽油,轻核聚变是能源危机的终结者。
（3）轻核聚变更安全、清洁
实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了。
（4）反应中放射物质的处理较容易
氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂变所生成的废物的数量少，容易处理。
2. 现在的技术还不能控制热核反应，问题有
太阳的中心发生核聚变，放出巨大能量，太阳；这个天然的的核聚变过程已经发生了好几十亿年
二、受控热核反应——核聚变的利用
1.聚变与裂变相比的优点：（1）轻核聚变产能效率高
相同的核燃料释放的能量多。常见的聚变反应平均每个核子放出的能量约3.3MeV，而裂变时平均每个核子释放的能量约为1MeV。
2 1 3 2 1 0
2 1
2 1
H H He H
2 1 3 2 1 1
3 1 4 2 1 0
H H He n
计算下面核聚变放出的能量:
2 1
H + H He + n
3 1 4 2 1 0
氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u 氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u
201 是铀裂变（ = 0.852MeV）的约4倍。 235 + 1
2、发生聚变的条件:

人教版高中物理选修3-5课件.ppt

（2）粒子散射实验装置
• 粒子散射实验的装置，主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜和转动圆盘几部分组成。粒子散射实验在课堂上无法直接演示，希望借助多媒体系统，利用动画向学生模拟实验的装置、过程和现象，使学生获得直观的切身体验，留下深刻的印象。通过多媒体重点指出，荧光屏和望远镜能够围绕金箔在一个圆周上运动，从而可以观察到穿透金箔后偏转角度不同的粒子。并且要让学生了解，这种观察是非常艰苦细致的工作，所用的时间也是相当长的。
• ③极少数粒子被弹回 • 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
ห้องสมุดไป่ตู้
原子的核式结构模型
物理五班李政檑
1．粒子散射实验原理、装置
• （1）粒子散射实验原理： • 汤姆生提出的西瓜原子模型是否对呢？ • 原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测
它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击。而粒子具有足够的能量，可以接近原子中心。它还可以使荧光屏物质发光。如果粒子与其他粒子发生相互作用，改变了运动方向，荧光屏就能够显示出它的方向变化。研究高速的粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的有效手段。
• （3）你认为原子中的正电荷应如何分布，才有可能造成ɑ粒子的大角度偏转？为什么？
3．原子核的电荷与大小
• 原子的半径在10-10m左右，原子核的大小在1015～10-14m左右．原子核的半径只相当于原子半径的万分之一，体积只相当于原子体积的万亿分之一。
半径大小（数量级）
类比
类比
原子
10-10m
（3）实验的观察结果
• 入射的粒子分为三部分： • 1.大部分沿原来的方向前进， • 2.少数发生了较大偏转， • 3.极少数发生大角度偏转。

新课标人教A 物理选修3-5 第十九章原子核课件26张 (共26张PPT)

-163.应用质能方程解题的流程图书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE=Δmc2 计算释放的核能 (1)根据ΔE=Δmc2计算时,Δm的单位是“kg”,c的单位是“m/s”,ΔE的单位是“J”。 (2)根据ΔE=Δm×931.5 MeV计算时Δm的单位是 “u”,ΔE的单位是“MeV”。 4.根据比结合能来计算核能: 原子核的结合能=比结合能×核子数
(4)临界体积和临界质量:裂变物质能够发生链式反 -14应的最小体积及其相应的质量。
(5)裂变的应用:原子弹、核反应堆。
(6)反应堆构造:核燃料、减速剂、镉棒、防护层。
2.轻核聚变
(1)定义:两个轻核结合成质量较大的核的反应过程。轻核聚变反应必须在高温下进行,因此又叫热核反应。
(2)典型的聚变反应方程
典型问题探究
题型一、三种射线的理解
例1、将α 、β 、γ 射线分别射入匀强磁场和匀强电
场中，如下图所示是表示三种射线的偏转情况图，其中
符合事实的有（ AD ）
练习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、涂药面朝下的印像纸（比一般纸厚且涂有感光药的纸）。经射线照射一段时间后两张印像纸显影。 (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 1 c m u , v 应强度之比是多少？（已知：mα =4u， 1840 10 ，vβ =c）。

高中物理选修3-5原子核的组成课件

在对各种原子核进行的实验中，发现质子和中子是组成原子核的两种基本粒子。
三、原子核的组成
1.原子核的组成：
质子和中子（统称核子）
2.原子核中的三个整数: 1)核子数：质子和中子质量相差很小，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，用这个整数表示电荷量。 3)质量数(A)：原子核的质量等于质子和中子的质量和，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫质量数。
高能量电磁波
速度 1/10光速接近光速
光速
贯穿能力弱较强很强
电离能力很强较弱更小
典型例题
【典例1】. 如图所示，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
A．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
我们把它叫做α射线， α射线由带正电的α粒子组成。进一步研究表明α粒子就是氦原子核。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。教材P66注释电离作用
二、射线到底是什么
β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。 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射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几毫米厚的铝板。
表明原子核也有内部结构。
三、原子核的组成
质子的发现 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子 p
4 2
He +
14 7
N
17 8
O
+
1 1
H
•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。

人教版高中物理选修3-5课件 19 原子核的组成课件

-1
电荷数
O16 2-
82
原子个数
人民教育出版社高二 |选修3-5
填表：
人民教育出版社高二 |选修3-5
微粒质量数质子数中子数电子数
氯原子 35
17
18
17
钠离子 23
11
12
10
硫离子 32
16
16
18
8350Br
80
35
45
35
人民教育出版社高二 |选修3-5
1、质子数为6中子数为6的原子
第十九章原子核
原子核的组成
人民教育出版社高二 | 选修3-5
认识原子核
人民教育出版社高二 |选修3-5
人民教育出版社高二 |选修3-5
提出问题：
1. 原子是化学变化中的最小微粒。原子的特点是什么？
2.原子是否能再分呢？如能再分，它由哪些微粒组成呢？
1. 原子的构成
人民教育出版社高二 |选修3-5
12 06
C
2、质子数为11中子数为12的原子2131 Na
3、质子数为1质量数为1的原子
01 01
H
4、质子数为1中子数为1的原子
02 01
H
5、质量数为3中子数为2的原子
03 01
H
6、质子数为17中子数为18的原子3175 Cl
7、质量数为37中子数为20的原子 37
17
Cl
人民教育出版社高二 |选修3-5构成原来自的粒子电子原子核
质子
中子
电性和电 1个电子带一个 1个质子带一
量
单位负电荷个单位正电荷不显电性
质量 /kg

物理选修3-5第十八章第2节原子的核式结构模型25张PPT

2、估算原子尺度
原子半径
数量级
10－10 m
原子核半径数量级
10－15 m
3、你怎么理解原子核占据原子内部空间的多少？
物理选修3-5第十八章第2节原子的核式结构模型25张PPT
物理选修3-5第十八章第2节原子的核式结构模型25张PPT
1、如何确定各种元素原子核的电荷
原子
原子核
电子
中子
电子(一) 正电荷?
汤姆生原子模型
汤姆逊发现电子之后，许多科学家对于原子中正负电荷的分布情况进行了进一步的探究，提出了许多模型，现介绍具有代表性的，比如，原子是一个球体，正电荷弥漫性的均匀分布整个球体内，电子镶嵌其中形象的称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。
西瓜模型
枣糕模型
汤姆生的原子模型
物理选修3-5第十八章第2节原子的核式结构模型25张PPT
物理选修3-5第十八章第2节原子的核式结构模型25张PPT 物理选修3-5第十八章第2节原子的核式结构模型25张PPT
物理选修3-5第十八章第2节原子的核式结构模型25张PPT 物理选修3-5第十八章第2节原子的核式结构模型25张PPT
物理选修3-5第十八章第2节原子的核式结构模型25张PPT 物理选修3-5第十八章第2节原子的核式结构模型25张PPT
物理选修3-5第十八章第2节原子的核式结构模型25张PPT
2、实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上沿原方向前进少数α粒子发生了较大角度的偏转极少数α粒子偏转角度大于900 ,甚至有个别达到 1800（反弹回来）说明：（1）原子中绝大部分是空的（2）α 粒子受到较大的库仑力作用（3）α粒子在原子中碰到了比他质量大得多的东西

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本章从内容上可分为三个单元，第一单元(第1～2节)揭示了原子核的组成及衰变，第二单元(第3～4节)介绍了射线的探测及应用与防护，第三单元(第5～8节)主要讲述了原子能及其利用。
本章的重点：原子核的组成、天然放射现象、三种射线、衰变和半衰期、核能、裂变、聚变等。
难点：对半衰期概念的准确理解及爱章前，应首先复习有关磁场的基本知识、爱因斯坦质能方程、四种基本相互作用等知识。
2．学好本章要抓住以原子核的结构为核心的知识点的内在联系，掌握各知识点的具体内容，从现象中总结出规律，提出科学假设，再用实验、理论验证各相关知识的内在联系，这是学习物理知识的科学方法，这样可以全面系统地掌握本章内容。
3．通过直接感知的现象推测、总结直接感知的事实，这是物理学中常用的研究方法，在学习过程中要注意贯彻始终。
第十九章原子核
1 情景切入 2 知识导航 3 学法指导
情景切入
我们已经知道，原子是由原子核和核外电子组成的。天然放射现象让人们认识到小小的原子核也具有复杂的结构，原子核内蕴藏着巨大的能量。你想了解原子核的奥秘吗？请我们一起走进核世界吧。
知识导航
本章从天然放射现象入手，通过研究三种射线(α射线、β 射线、γ射线)的性质及来源，揭示原子核内部是有结构的，卢瑟福揭示了原子核是由质子、中子组成的。