第二十二章原子核

第二十二章原子核

一、原子的核式结构原子核

教学目的：

1、使学生掌握α粒子散射实验的结果和由此而提出的原子的核式结构学说。

2、根据α粒子散射实验，否定了汤姆生的原子模型，确立了原子的核式结构学说，使学生更好地理解实验和理论的关系，了解原子物理的研究方法是在实验的基础上进行科学分析。

3、培养学生由现象的分析而归纳结论的逻辑推理能力，提高学生的阅读能力和表达能力。

4、通过对原子结构的认识过程的学习，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断定扩大和加深的，从而进行辩证唯物主义教育。

引入新课

个绍本章的中心内容和学习方法

这章是高二物理的最后一章，包括原子结构、原子核的组成和原子能等内容。原子是微小的，无法直接观察它的内部结构，实验中研究原子的有效办法是利用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。在这一章中重点讲述了人类是在哪些实验基础上认识原子结构和原子核组成的。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。

这一章的特点是内容较抽象，缺少实验演示，定性说明多。同学们学习本章时要发挥想象力，要重视概念和理论的实验基础，以及理论的产生过程。要掌握有关的计算问题，学习科学家的思维过程。

讲授新课

1、19世纪末以前，人们认为原子是不可再分的。

公元前5世纪，希腊哲学家提出物质是由不可分的微粒（原子）组成的。不过没有实验根据。一百多前，人们从化学实验中知道，物质由分子组成，分子由原子组成。因在化学反应中原子的种类和数目不变，使人们认为原子是组成物质的最小微粒，是不能再分的。

2、电子的发现。

（1）介绍阴极射线：在封闭的玻璃管内有两个电极，抽出管内的空气（压强在10-2mmHg以下）。当两极间加高压时，从阴极发出一种射线叫阴极射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发

出荧光。在19世纪70年代已有人提出它是带负电的粒子流，但实验证据不足。

（2）1897年英国科学家汤姆生利用阴极射线在电场中和磁场中的偏转的实验证明了阴极射线是带负的的粒子流。

（3）1897年汤姆生进一步测定了阴极射线粒子的荷质比e/m，发现不同物质组成的阴极发出的射线都有相同的e/m值。表明这种带电粒子是一切不同元素的原子的共同组成部分，称它为电子。

汤姆生测得电子的荷质比e/m约是氢离子荷质比的二千倍，又测得二者电量基本相同，由此可知电子的质量约是氢离子质量的二千分之一，电子比原子的质量小得多。

电子的发现证明了原子是可分的

后来发现光电效应等都从物质原子中击出了电子。

3、汤姆生原子模型。

原子内有带负电的电子，但原子是中性的，所以原子里必定还有带正电的部分，并且正电荷的总量和电子的总电量必定相等，那么它们是怎样组成的原子的呢？

20世纪初科学家们提出了很多种原子模型。其中最有影响的是汤姆生模型。但后来被一个新的实验事实否定了，而卢瑟福却根据这一实验事实提出了原子的核式结构学说。

{让学生阅读课本第九章第一节，汤姆生模型和α粒子散射实验装置和实验结果}

提问学生：汤姆生模型是什么样的？让学生在黑板上画出示意图

4、α粒子的散射实验。

（1）1909-1911年英国物理学家卢瑟福和他的助手盖革，学生马斯登等做了用α粒子轰击薄金箔的实验。

α粒子：带正电，电量是电子电量的2倍，质量约是氢原子的4倍，约是电子质量的7000倍。从放射性元素中放射出来的α粒子动能很大，射出速度达107米/秒，α粒子打到荧光屏上能产生一个闪烁的亮点，可用显微镜观察。

（2）介绍α粒子散射实验装置各部分的名称和作用。

放射源：钋放在带小孔的铅盒中，能放射α粒子。

金箔：厚度极小，可至1微米（虽然很薄但仍有几千层原子）。显微镜：能够围绕金箔在水平面内转动。

荧光屏：玻璃片上涂有荧光物质硫化锌，装在显微镜上。（3）介绍实验过程：

①、钋放出的α粒子从铅盒小孔射出，形成很细的束射线，射

到荧光屏上产生闪光，通过显微镜观察。

②、放上金箔F，观察α粒子穿过金箔打到荧光屏上发出的闪光。

③、转动显微镜和荧光屏，在不同偏转角θ处观察，可看到α粒子的散射现象。

（4）介绍实验结果（可由学生回答）

①、绝大数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有

少数α粒子发生了较大的偏转。

②、散射的α粒子的数目随着θ角的增大而很快地减少。

有极少数α粒子的偏转角θ超过了900，有的甚至几乎达到1800，象是被金箔弹回来。

（5）汤姆生原子模型不能解释α粒子的散射实验结果中的大角度散射现象，因而被否定。

（6）为了解释α粒子的散射实验结果，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构学说：

在原子的中心有一个很的核，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里绕着核旋转。

思考：①用原子的核式结构学说解释：α粒子的散射实验中为什么绝大多数α粒子仍沿原方向前进，只有极少数发生

大角度偏转？

②为什么卢瑟福认为电子一定要绕核旋转？

作业：P260（1）（2）

二、天然放射现象衰变

教学目标

1.了解“天然放射现象”，知道放射现象的实质是原子核的衰变；

2.知道三种天然放射线的基本性质；

3.掌握原子核衰变规律，理解半衰期概念.

4.能够熟练运用核衰变的规律写出核衰变的核反应方程；

5能够利用电场或磁场分离和鉴别三种天然放射线.

6、通过介绍天然放射性的发现过程，以及有关科学家的业绩，对学生进行科学精神与唯物史观的教育.

教学重点：三种射线的性质及原子核的衰变规律.

教学难点：

半衰期的概念.

教学方法

本节采用学生自学与教师点拨相结合的教学方法，以培养学生的阅读理解、归纳总结能力，进而提高学生的自学能力.

教学用具：投影仪及投影片.

教学过程

引入新课

既然原子是可分的，是由原子核和核外电子组成.那么原子核呢？它能否再分呢？人们是如何认识它的？

这就是本节课要研究的问题——天然放射现象原子核的衰变新课教学

（一）天然放射现象

阅读本节教材，回答下列问题：.

1、什么是天然放射现象？天然放射线有哪几种？其性质如何？

天然放射现象：某些物质自发地放射出看不见的射线的现象.

说明：

（1）物质自发放射射线的性质，叫放射性.

（2）放射性是某些物质的天然存在的客观属性，与任何外界因素无关.

（3）具有放射性的元素叫放射性元素.

（4）放射线是直接用肉眼看不见的，必须借助于专门的仪器来观察（第三节专门学习）.

2、利用什么方法可以将天然放射线分离开来，并加以鉴别？