19.1原子核的组成
中物理选修3-5：19.1 原子核的组成
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 . 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射线的穿透本领较强，很容易穿透黑 纸，还能穿透几毫米厚的铝板.
γ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射线的穿透本领极强，一般薄金属板 都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水 泥墙和几厘米厚的铅板.
天然放射现象
评
速度 贯穿能力
弱 较强
阅读课文填写表格：
成分
电离能力
很容易 较弱
射线 氦原子核 1/10光速
射线
高速
电子流 高能量
接近光速
射线
光速
很强
更小
电磁波
三、原子核的组成
议
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？
放射性不是少数几种元素才有的，研究发现， 原子序数大于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．
放大了1000倍的铀矿石
二、射线到底是什么?
议
在天然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以 外，还有些什么性质呢？ 这些射线带不带电呢？
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因斯坦的质能方程 及其应用。
导
※ ※ 了解放射性及放射性元素的概念 理解三种射线的形成及其本质
高中物理选修35：19.1 原子核的组成 课件
1919年，卢瑟福用α 粒子轰击氮核， 得到了质子。经过研究证明，质子带正 电荷，其电荷量和一个电子的电荷量相 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。
mp 1.6726231 1027 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。
课堂总结
一、天然放射现象 1. 放射性和放射性元素 2. 天然放射现象 二、射线到底是什么 三种射线：α 射线、β 射线、γ 射线 三、质子和中子的发现 四、原子核的组成 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
N＝A－Z＝226－88＝138。 （2） 镭核所带电荷量
Q ＝ Ze ＝ 88×1.6×10－19 C ＝ 1.41×10－17 C。 （3）核外电子数等于核电荷数，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，根据牛顿第二定律有：
qvB ＝ mv2/r r ＝ mv/qB 两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，解得：
β 射线是高速电子流，它的速度很大，可达光速的 99％。它的电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透 黑纸，还能穿透几毫米厚的铝板。
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 射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它， 它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板。
§ 1 原子核的组成
学习目标ห้องสมุดไป่ตู้
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，知道原子核的组成，会正确 书写原子核符号； 3. 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。
19.1原子核的组成
1）.卢瑟福的预言 2）.1932年英国物理学家查德威克又发现 了中子 3） . 27
mn 1.6749286 10
Kg
四.原子核的组成
1.原子核的组成:质子和中子
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):原子核所带的电核总是质子数的整数倍,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.
第十九章
原子核
第一节 原子核的组成
一、天然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，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.天然放射性现象:
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放 射现象．
α射线、β射线都是高速运动的粒子，能 量很高，γ射线是波长很短的光子，能量也很 高。从原子核内部能够射出这样高能的粒子， 这使科学家们意识到原子核是一个能量的宝库。
三.质子和中子的发现 1.质子的发现 • 1919 年，卢瑟福用 α 粒子轰击氮核，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.
α射线是高速氦核流； β射线是高速电子流； γ是高频电磁波。
2、让射线垂直进入电场中
射线
射线
射线
请根据带电粒子在电场中偏转的知识来判断 这三束各是什么射线?
3、三种射线的穿透能力比较
射线飞行途中遇到原子并将其部 分能量转移给原子中的电子，使这个 电子脱离核的束缚成为自由电子，这 样的过程叫电离。射线的上述作用叫 做电离作用。
高中物理 第19章 原子核 1 原子核的组成课件 新人教版选修3-5
【答案】 AD
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(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 MN 上只有两个点受 到射线照射．下面的哪种判断是正确的( )
3．(2012·上海)某种元素具有多种同位素，反映这些同位素 的质量数 A 与中子数 N 关系的图是( )
解析 某种元素中质子数与中子数基本相当，质量数等于质 子数与中子数之和，因此当中子数 N 增多时，质量数 A 也会增 大，因此 A、D 两项错误，只能从 B、C 两项中选，又因为氢原 子中只有一个质子，无中子，也就是中子数 N 为零时，质量数 A 不为零，因此只有 B 项正确．
【解析】 氦 4 核中有 2 个质子，2 个中子，故 A 项正确； 氦 4 核与氦 3 核是互为同位素，故 B 项错误；410Be 中的质子数 比中子数少 2，故 C 项错误；1430Si 的质子数比中子数少 2，故 D 项正确，故选 A、D 两项．
【答案】 AD
概念理解 对同位素的理解
原子核内的质子数决定了核外电子的数目，也决定了电子在 核外分布的情况，进而决定了这种元素的化学性质，同位素的质 子数相同，核外电子数也相同，所以具有相同的化学性质，但它 们的中子数不同，所以它们的物理性质不同．
A．a 为电源正极，到达 A 板的为 α 射 线
B．a 为电源正极，到达 A 板的为 β 射线 C．a 为电源负极，到达 A 板的为 α 射线 D．a 为电源负极，到达 A 板的为 β 射线
解析 从图可以看出，到达两极板的粒子做类平抛运动，到
高二物理人教版选修35：19.1原子核的组成(共22张PPT)
19
20 19
39
19
21 19
40
19
21 18
40
17
18 17
35
17
18
18
35
二、元素、核素与同位素
具有相同核电荷数（质子数）的 同类原子的总称
① 同类包括质子数相同的各种不同原子、以 及各种状况下的原子或者离子（包括游离态 和化合态）
如 H H+ H- 都表示氢元素 ② 决定元素种类的因素：核电荷数（质子数）
质量数：将原子核内所有的质子和中子的 相对质量取整数，加起来所得的数值。
质量数=质子数+中子数
3、原子的表示
X表示元素符号
A Z
XHale Waihona Puke Z表示原子的质子数A表示原子的质量数
O 16
8
He 4
表示质量数为4，原子核内有2个质子和2
2
中子的氦原子
12 6
C
表示质量数为12，原子核内有6个质子和 6个中子的碳原子。
相对质量 1.007
近似整数值
1
计
电量/C 1.602×10-19
中子 1.675 ×10-27
1.008 1
0 电性关系：
电子 9.109 ×10-31
1/1836 忽略不
1.602×10-19
核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
我们又知道原子显电中性，从中可以得到什 么结论？
1、微粒间的数量关系
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
2、质量数
课件2：19.1 原子核的组成
人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的 微粒构成的？
放大了1000倍的铀矿石 人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的。
1896年，法国物理学家贝克勒尔， 无意中发现铀和含铀的矿物能射出看 不见的穿透能力较强的射线，并使用 黑纸包裹的底片感光。
意义： 获得了一种新的射线； 发现某些物质能不断自发地发出
例2、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（ C ） A、具有相同的质子数、相同的中子数、相同的电子数； B、具有不同的质子数、相同的中子数、相同的电子数； C、具有相同的质子数、不同的中子数、相同的电子数； D、具有相同的质子数、相同的中子数、不同的电子数．
例3、如图所示，R为放射源，虚线范围内有垂直于纸面
核子
AX 电荷数 Z
原子核
元素符号
其中： 质子数（Ｚ）＝核电荷数 ＝原子序数 ＝核外电子数
质量数（Ａ）＝质子数（Ｚ）＋中子数
e 例：
α粒子：
4 2
He
质子：11H (11P)
电子（β粒子）：10
正电子：
0 1
e
中子： 01 n
U U 铀核：
235 92
238 92
4、同位素： 具有相同质子数而中子数不同的同种元素的原子
1906年，皮埃尔不幸被马车撞倒而去世。1911年居里夫人再 次获诺贝尔化学奖，她是历史上唯一一个既获得诺贝尔物理 学奖，又获得诺贝尔化学奖的科学家。居里夫人于1934年去 世，死因是由于长期接触放射性物质而患上白血病。
居里夫人有两个女儿。由居里夫人培养成才的两 对后辈也相继获得诺贝尔奖：长女伊伦娜，核物 理学家，她与丈夫约里奥因发现人工放射物质而 共同获得诺贝尔化学奖。次女艾芙，音乐家、传 记作家，其丈夫曾以联合国儿童基金组织总干事 的身份荣获1956年诺贝尔和平奖。
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．。
第十九章原子核（笔记整理）
降低中子速 作用 度，便于铀
235吸收
控制棒
热循环 介质
保护层
镉
水或液 很厚的水泥 态钠 外壳
吸收中子 控制反应
速度
把反应 堆内的 热量传 输出去
屏蔽射线防 止放射性污 染
19.7核聚变
一、核聚变
小结
1、定义：两个轻核结合成质量较大的原子核，这种核反应叫做 聚变。
2、能量的变化：轻核聚变后，比结合能增加，反应中会释放能 量。
第十九章 原子核
19.1原子核的组成
小结 一、天然放射现象 1、物质发射射线的性质称为放射性。它可以穿透黑纸使照相 底片感光。 2、具有放射性的元素称为放射性元素。
3、放射性的元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象。
二、射线到底是什么
1、三种射线分别叫做带正电荷α射线、带负电荷β射线 和不带电γ射线。
①其他粒子指：α粒子、质子、中子，光子等
2、在核反应中，质量数守恒、电荷数守恒。
二、人工放射性同位素
1、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。有些同位素具有放射性，叫做放射性 同位素。放射性同位素又分为天然和人工放射性同位素。
2、与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素的优点： ①放射强度容易控制 ③可以制成各种需要的形状 ④半衰期更短 ⑤放射性废料容易处理
三、放射性同位素的应用
①使用射线来测厚度。—利用γ射线的穿透性强的特点
②放疗：—利用细胞对射线承受力不同 ③选种和保鲜。
示踪原子：一种元素的各种同位素都有相同的化学性质。 这样，我们可以用放射性同位素代替非放射性的同位素来制成 各种化合物，这种化合物的原子跟通常的化合物一样参与所有 化学反应，但却带有“”放射性标记＂，可以用仪器探测出来。 这种原子就是示踪原子。 ④作为示踪原子： 棉花对磷肥的吸收、甲状腺疾病的诊断和 生物研究
19.1原子核的组成 (3.19)
元素符号
X 质量数 A
（核）电荷数 Z
它有2个质子，2个中子，所以电荷数是2，质量数为4
原子核的质子数决定了核外电子的数目，也决定了电子 在核外分布情况，进而决定了这种元素的化学性质。
因此，同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相
同，它们就会具是它它置有相同的化学性质。但是，它们的 中子数可能不同。
D
A．α β B．β γ
C．γ α
D．γ β
[解析] 放射源发射的α、β和γ三种射线中，α射线的穿透本领最弱，一张普通的纸就 能挡住，不会穿过铝箔，β射线的穿透本领较强，能穿透几毫米的铝箔，γ射线的穿透 本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，故穿过铝箔的是β和γ射线，A、C 错；其中γ射线 是光子流不带电(电中性)，在电场中不偏转，是射线 a，β射线带负电，在电场中发生 偏转，是射线 b，故 B 错，D 对．
很强
较弱
很弱
2.三种射线在电场、磁场中的偏转 (1)在匀强电场中，α射线偏转较小，β射线偏转较大，γ射线不偏转，如图 甲所示．
(2)在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏 转，如图乙所示．
3.三种射线在电场和磁场中的偏转． (1)在匀强电场中，γ射线不发生偏转，做匀速直线 运动，α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动，在同
思考与讨论
α射线 β射线 γ射线
正电荷 负电荷 不带电
如果α射线、β射线都是带电粒子流、接照图 19.1-2中标出的径迹判断，它们分别带什么电荷？
不用磁场而用电场判断它们带电的性质，两个电 极怎样放五可以使三种射线大致沿图19.1-2的方向 偏转?
（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。根据左手定则，可以判断α射线是正电荷，β射线是 负电荷。
高中物理 19.1 原子核的组成课件 新人教版选修35
课堂合作探究
要点一 天然放射现象的意义和三种射线的比较
1. 研究放射性的意义：放射性元素能自发地发出射线，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，原子核也存在着一定结构。
2．怎样利用电场、磁场判断三种射线的性质？ 提示：让三种射线通过匀强电场，则γ射线不偏转，说明不 带电；α射线偏转方向和电场方向相同，带正电；β射线偏转方 向和电场方向相反，带负电。让三种射线通过匀强磁场，则γ射 线不偏转，说明不带电；α射线和β射线可根据偏转方向和左手 定则确定带电性质。
3.23952U的核子数、质子数和中子数分别是多少？ 提示：核子数235，质子数92，中子数143。
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。
第十九章 原子核
第1节 原子核的组成
[学习目标] 1.知道什么是放射性及放射性元素。知道三种 射线的本质及其特征。
2.了解原子核的组成，会正确书写原子核符号。 3.理解同位素的概念。 4.通过对原子核结构模型的探究，体会物理学的研究方 法。
[知识定位] 重点：1.天然放射现象。 2.三种射线的特性及本质。 3.原子核的构成。 难点：1.三种射线的本质特征和区分方法。 2.原子核的组成。
1．三种射线一定会同时产生吗？ 提示：一般情况下放射性元素同时放出两种射线，即α射线 和γ射线，或β射线和γ射线。 2．温度越高，放射性元素发出射线是否会越强？ 提示：元素的放射性是由原子核本身的性质决定的，跟原 子所处的物理和化学状态无关，不管该元素是以单质形式存 在，还是以化合物形式存在，不管压力如何，温度如何，它的 放射性不变。
高中物理 19.1 原子核的组成课件 新人教版选修35
三种射线的判断方法 让天然放射现象的三种射线通过电场或磁场，根据其偏转情况可以
(kěyǐ)研究射线的性质. (1)根据射线受电场力、洛伦兹力的方向可以(kěyǐ)确定射线的带
电情况. (2)射线所带的电荷不同，在磁场中的偏转半径或在电场中的偏转
程度不同.
第三十七页，共42页。
种同位素11H、21H、31H.
第九页，共42页。
【想一想】一个铅原子质量数为207，原子序数为82，其核外电 子有多少个？中子数又是多少？ 提示：铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原 子是电中性的，质子与电子电性相反、电量相同(xiānɡ tónɡ)， 故核外电子数与核内质子数相同(xiānɡ tónɡ)为82个，根据质 量数等于质子数与中子数之和的关系，铅原子核的中子数为20782=125(个).
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天然放射现象的意义和三种射线的研究 【探究导引】 如图，X为未知的放射源，L为薄铝片.若在放射源和计数器之间加上L， 计数器的计数率大幅度减小；在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁 场，计数器的计数率不变.思考以下(yǐxià)问题：
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(1)能穿过薄铝片和磁场到计数器的是哪种射线(shèxiàn)？ (2)不能穿过薄铝片的是哪种射线(shèxiàn)？ (3)该放射源能发出几种射线(shèxiàn)？
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【特别提醒(tí xǐng)】(1)元素的放射性与元素的存在状态、外界温度 和压强等无关. (2)放射性元素发出的射线与核外电子无关，射线来自原子核.
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【典例1】(2012·杭州高二检测LL′是厚纸板，MN是荧光屏， 实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方 向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应属于下表中的 ()
19.1原子核的组成
三、原子核的组成
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？
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
0+ H
1 1
•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.
γ射线
3、元素的放射性是原子的性质还是原子 核的性质？放射性的发现有何重要意义?
发现：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，即放 射性与元素所处的化学状态无关。 放射性的强度也不受温度、外界压强的 影响，即放射性与元素存在的状态无关。是 原子核的性质，而不是原子的性质。 表明原子核也有内部结构。
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．
二、射线到底是什么？
放射性现象中放出的射线是什么东西？ 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？
这些射线带不带电？
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数 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=质子+中子的质量和
原子核的组成
原子核的组成
质子 中子
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。
物理选修3-5_19.1_原子核的组成
1 1
H
4 2
He
质子
1Hale Waihona Puke 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.
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.
γ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射线的穿透本领极强，一般薄金属板 都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥 墙和几厘米厚的铅板.
进一步研究三种射线
射线种类 成分 速度
α射线 氦核
约1/10光 速
贯穿能力
差，不能 穿透一层纸
较强，易穿透黑 纸，能穿透几毫 米厚的铝板 强，能穿透几 厘米厚的铅板
电离能力
强 较弱 很弱
β射线 γ射线
高速电 接近光 子流 速
能量很 高的电 磁波
光速
元素的放射性是原子的性质还是原子核 的性质？放射性的发现有何重要意义?
放大了1000 倍的铀矿石
2.射线到底是什么？
实验中得到了什么 现象?说明了什么?
19.1原子核的组成
B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有中等的
穿透能力 C.γ射线一般伴随α或β射线产生,它的穿透能力最强 D.γ射线是电磁波,它的穿透能力最弱
巩固应用
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(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MN上只有两个点
实验
质子是原子核 组成部分
结论
卢瑟福猜想原 子核内存在与 质子质量相近 的中子
查德威克利用 云室进行实验 验证中子存在
中子是原子核 组成部分
中子的发现
• 从1928年起，玻特和他的学生贝克尔用钋发射的α粒 子轰击一系列轻元素，发现α粒子轰击铍时，会使铍 发射穿透能力极强的中性射线，居里夫妇也正在进行 类似实验，他们把石蜡板放在放射源和游离室之间， 发现静电计偏转激增。石蜡含氢，磁场果然对这一射 线有作用。1932年1月18日约里奥-居里夫妇宣布，铍 辐射的能量是如此之大，竟能把氢核（质子）从石蜡 板中撞击出来。遗憾的是，他们在肯定石蜡发出的是 质子流之后并没有确定轰击铍出来的是何种物质。最 终查德威克从云室实验观测和理论证明从铍里轰击出 来中子。
三种射线
γ
α β α β γ
处于水平向右的电场里
处于磁场里
结论： 1、在匀强电场中，α 射线偏转较小，β 射线偏转较 大，γ 射线不偏转 2、在匀强磁场中，α 射线偏转半径较大，β 射线偏 转半径较小，γ 射线不偏转
原子核的组成
发现质子 实验 结论
发现中子 猜想
卢瑟福用α粒 子 轰击原子核 发现质子
受到射线照射.下面的哪种判断是正确的( ) 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 C
19.1原子核的组成 教学设计
19.1原子核的组成一、教学目标：（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、基本知识1、天然放射现象：A：居里夫妇是怎样发现钋（po）和镭（Ra）的？什么叫天然放射现象，哪些元素具有天然放射现象？（1）1896年，法国物理学家_______发现铀及铀的化合物能发出看不见的射线（可以使照相底片感光），即具有放射性（2）具有放射性的元素称为放射性元素。
放射性元素自发发出射线的现象叫_______放射现象（3）原子序数大于或等于______的元素，都能自发发出射线，原子序数小于____的元素，有的也能放出射线（4）居里和居里夫人从_________________发现放射性更强的两种元素，命名为______和______2、射线到底是什么：B：如何确定并得出α，β，γ射线的电性和特点？（1）实验如图：C、科学家们是怎么判断出原子核有内部结构的？为什么他们认为原子核是一个能量的宝库？元素化学性质由核外电子决定，但发现元素的放射性与原子所处的物理化学状态无关，不管该元素是____还是_____，对它施加压力或升高温度，都具有放射性，因此射线来自________。
三种射线都是高速运动的粒子，能量很高。
3、原子核的组成D、原子核内部有什么？质子和中子分别怎么样被发现的？如何用符号表示原子核？为何把质子数相同，中子数不同的原子核统称同位素？（1）质子的发现_______用α粒子轰击______获得了质子（2）中子的发现卢瑟福预言：原子核内还存在一种粒子，质量与质子相同，但不带电。
查德威克用_______轰击_______获得了中子（3）原子核的组成原子核由______和_______组成，他们统称为_______原子核的电荷数=______=________＝_________原子核的质量数=_______=________+__________原子核的电荷数是不是电荷量？原子核的质量数是不是质量？（4）原子核的符号表示X代表原子核，X：元素符号A：质量数Z：电荷数举例碳元素：常见的几种镭的原子核质量数是226，原子序数是88，质子数是____，中子数是___（5）同位素具有相同_______而不同_____的原子，在元素周期表处于同一位置而互称同位素原子核的质子数决定了核外电子数和核外电子分布，进而决定元素的化学性质，所以同位素具有相同的化学性质氢又有三种同位素：______/_______/________。
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二、射线到底是什么
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？这些射线带不带电呢？
实验
把放射源放入由
三、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、质子的发现 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பைடு நூலகம்全相同，所以 质子就是氢原子核。
2、中子的发现 1932年英国物理学家查德威克又发现
3、 γ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。
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
三种射线在磁场中
的运动轨迹不同
现象
（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。
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）。
贝可勒尔
1903年诺贝尔物理学奖 一半授予法国物理学家亨 利·贝克勒尔，以表彰他发 现了自发放射性；另一半 授予法国物理学家皮埃 尔·居里（Pierre Curie， 1859—1906）和玛丽·斯可 罗夫斯卡·居里（Marie Sklodowska，1867— 1934）,以表彰他们对贝克 勒尔发现的辐射现象所作 的卓越贡献。
例如飞机、火车、轮船上的主轴是用钢材 锻压而成的，用γ射线来探查里面有没有砂眼或 裂缝， γ射线探查准确度高，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。
玛丽·居里（Marie Curie），（1867.11.7— 1934.7.4），出生于波兰， 因当时波兰被占领，转入 法国国籍。是法国的物理 学家、化学家。世界著名 科学家，研究放射性现象， 发现镭和钋两种天然放射 性元素，一生两度获诺贝 尔奖。
居里夫人
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。
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。
2、 β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。
第十九章原子核
第一节原子核的组成
教学目标
1、知识与技能
了解天然放射现象及其规律。
知道三种射线的本质，以及如何利用 磁场区分它们。
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
通过观察，思考，讨论，初步学会 探究的方法。
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
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。
教学重难点
重点
天然放射现象及其规律，原子核的组 成。
难点
知道三种射线的本质，以及如何利用 磁场区分它们。
本节导航
一、天然放射现象 二、射线到底是什么 三、原子核的组成
一、天然放射现象
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。
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。
导入新课
在长崎爆炸的原子弹所产生的蘑菇云
我 国 第 一 颗 氢 弹 爆 炸
引言
万有引力，电的相互作用和磁的相互作 用，可以在很远的地方，明显的表现出来， 因此，用肉眼就可以观察到；但也许从在 着另一些相互作用力，它们作用的距离如 此之小，以致无法观察。
——牛顿
我们已经知道原子由原子核和核外电子组 成，而且关于原子核内部的信息，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。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？
（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。
1、α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。