高中物理第十九章原子核19.1原子核的组成课件新人教选修

探究一
探究二
原子核的组成
问题导引 (1)人们用α粒子轰击多种原子核,都打出了质子,说明了什么问题? (2)绝大多数原子核的质量数都大于其质子数,说明了什么问题? 要点提示:(1)说明质子是原子核的组成部分。 (2)说明原子核内除质子外,还有其他粒子存在。
探究一
探究二
名师精讲 1.原子核的组成 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不一定相同。 2.原子核的数量关系 基本关系:电荷数(Z)=质子数=元素的原子序数=核外电子数。 质量数(A)=核子数=质子数+中子数。
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(3)1919年,居里夫妇用镭放射出的α粒子轰击氮原子核,通过实验 测定,发现了质子。 ( )
解析: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,测定了它的电荷量和质量,确定它是氢原子 核,叫作质子。
答案:× (4)原子核的质量等于核内质子的质量,中子的质量几乎为零,所 以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,这个倍数叫作原 子核的质量数。( ) 解析: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,这个倍数叫作原子核的质量数。 答案:×
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2.探究讨论。 对于天然放射现象的研究有何划时代的意义? 答案: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。
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1.(对射线的理解)(多选)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( )
A.②来自于原子核外的电子
B.①的电离作用最强,穿透能力最弱
C.②的电离作用较强,穿透能力较强
D.③的电离作用最弱,属于原子核内释放的光子
解析:三种射线的特点:α
射线是
4 2
He
原子核,电离作用
力,故有 Bqv=m������������2,两种同位素具有相同的核电荷数,但质量数不同,
故������226
������228
=
226 228
=
113。
114
答案:(1)88 138 (2)1.41×10-17 C (3)88 (4)113∶114
探究一
探究二
归纳总结原子核的“数”与“量”的辨析技巧 (1)核电荷数与原子核的电荷量是不同的,组成原子核的质子的电 荷量都是相同的,所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍, 我们把核内的质子数叫核电荷数,而这些质子所带电荷量的总和才 是原子核的电荷量。 (2)原子核的质量数与质量是不同的,也与元素的原子量不同。原 子核内质子和中子的总数叫作核的质量数,原子核的质量等于质子 和中子的质量的总和。
探究二
典例剖析
【例题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)镭核所带电荷量是多少?
(3)若镭原子呈现中性,它核外有几个电子?
(4)82828
Ra
是镭的一种同位素,让
226
88 Ra
和
228
88 Ra
以相同速度垂直
射入磁感应强度为 B 的匀强磁场中,它们运动的轨迹半径之比是多
少?
【思考问题】 原子序数与什么有关?原子核的质量数是如何计
算的?
提示:因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外
电子数都是相等的,原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和。
探究一
探究二
解析:因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外
电子数都是相等的,原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和。
探究一
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3.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,所以 质子数和中子数之和叫核子数。 (2)电荷数(Z):原子核所带的电荷量等于质子电荷量的整数倍,通 常用这个数表示原子核的电荷量,叫作原子核的电荷数。 (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,这个倍数叫作原子核的质量数。
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3.什么是核子数、电荷数、质量数? 答案:(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,叫作原子核的电荷数。 (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,这个倍数叫作原子核的质量数。
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探究二
变式训练2(多选)氢有三种同位素,分别是氕、氘、氚,则( ) A.它们的质子数相等 B.它们的核外电子数相等 C.它们的核子数相等 D.它们的中子数相等 解析:氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3,因为是同位素,质子数 和核外电子数相同,都为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。 答案:AB
最强,穿透能力最弱;β 射线是 -10e,电离作用较强,穿透能力较强;γ 射
线是光子,不带电,电离作用最弱,穿透能力最强。三种射线都来自于
原子核。故 B、C、D 正确。
答案:BCD
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2.(天然放射现象)人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从 () A.发现电子开始的 B.发现质子开始的 C.进行α粒子散射实验开始的 D.发现天然放射现象开始的 解析:自从贝可勒尔发现天然放射现象,科学家对放射性元素及射 线的组成、产生的原因等进行了大量研究,逐步认识到原子核的复 杂结构,故D正确,A、B、C错误。 答案:D
c
不偏转
最强(穿透几 厘米厚的铅板)
很弱
感光
探究一
探究二
特别提醒射线跟原子核外电子的关系:一种元素的放射性,与单 质还是化合物无关,这就说明射线跟原子核外电子无关。
放射性与元素存在的物理化学状态无关,放射性仅 与原子核有关。
探究一
探究二
典例剖析 【例题1】 (多选)图中P为放在匀强电场中的天然放射源,其发射 的射线在电场的作用下分成a、b、c三束,以下判断正确的是 ( ) A.a为α射线、b为β射线 B.a为β射线、b为γ射线 C.b为γ射线、c为α射线 D.b为α射线、c为γ射线 【思考问题】 射线带电吗?如果带电,如何判断其电性? 提示:让射线穿过电场,研究其偏转现象,从而判断其电性。 解析:由题图可知电场线方向向右,α射线带正电,所受电场力方向 与电场线方向一致,故α射线向右偏转,即c为α射线。β射线带负电, 所受电场力方向与电场线方向相反,故β射线向左偏转,即a为β射线。 γ射线不带电,不发生偏转,即b为γ射线。故选项B、C正确。 答案:BC
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3.(原子核的组成)以下说法正确的是 ( )
234
A. 90
Th 为钍核,由此可知,钍核的质量数为 90,钍核的质子数为 234
B.49Be 为铍核,由此可知,铍核的质量数为 9,铍核的中子数为 4
质量
速度 在电场或 磁场中
穿透能力
对空气的 电离作用 通过胶片
2e 4mp(mp= 1.67×10-27 kg) 0.1c
偏转
最弱(用纸 能挡住)
很强
感光
-e m������
1 836 0.99c 与 α 射线 反向偏转 较强(穿透几 毫米厚的铝板)
较弱
感光
γ 射线 光子流 (高频电磁波) 0 静止质量为零
由此可得:
(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)镭核所带电荷量
Q=Ze=88×1.6×10-19 C≈1.41×10-17 C。
(3)镭原子呈中性,则核外电子数等于质子数,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
2.三种射线 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,这三束射线分别叫作α射线、β射线、γ射 线。
探究一
探究二
3.三种射线的性质、特征比较
项 目 α 射线
β 射线
组 成 高速氦核流 高速电子流
电荷量
探究一
探究二
变式训练1如图所示,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后,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,则X可能是
()
A.α和β的混合放射源 B.纯α放射源 C.α和γ的混合放射源 D.纯γ放射源 解析:由三种射线的本质和性质可以判断:在放射源和计数器之 间加上铝片后,计数器的计数率大幅度减小,说明射线中有穿透力 很弱的粒子,即α粒子;在铝片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,说明穿过铝片的粒子中无带电粒子,故只 有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源。 答案:C
1 原子核的组成
学习目标
思维导图
1.明确什么是放射性、天然 放射现象及其发现的意义 2.知道三种射线的本质特 征和区分方法 3.知道原子核的组成,知道 核子和同位素的概念
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一、天然放射现象 阅读教材第65页第一至第四自然段,了解天然放射现象。 1.1896年,法国物理学家贝可勒尔发现,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版感光。 2.什么是天然放射现象? 答案: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作天然放射现象。 3.元素天然放射现象的规律是什么? 答案:原子序数等于或大于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。
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1.思考辨析。 (1)贝可勒尔发现了两种放射性更强的新元素,命名为钋(Po)和镭 (Ra)。 ( ) 解析: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)。 答案:× (2)α射线是高速电子流,穿透力很强,有很强的电离作用。 ( ) 解析:α射线是高速α粒子流,实际就是氦原子核,电荷数是2,质量 数是4。 答案:×
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探究二
天然放射现象的意义和三种射线的研究
问题导引 1896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素自发地发出射线 的现象,即天然放射现象。那么哪些元素能够放出射线呢?放射性 物质发出的射线有哪些种类? 要点提示: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。放射性物质发出的射 线有三种:α射线、β射线、γ射线。
探究一
ห้องสมุดไป่ตู้
探究二
4.同位素 原子核内的质子数决定了核外电子的数目,进而也决定了元素的 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。 把具有相同质子数、不同中子数的原子核互称为同位素。
同位素的化学性质相同而物理性质不同。
探究一
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二、射线到底是什么 阅读教材第65、66页“射线到底是什么”部分,掌握三种射线的不 同特征。 1.三种射线的本质是什么? 答案:(1)α射线:α射线是高速α粒子流,实际就是氦原子核,电荷数 是2,质量数是4。 (2)β射线:β射线是高速电子流。 (3)γ射线:γ射线是能量很高的电磁波。 2.三种射线的特点是什么? 答案:(1)α射线:α粒子容易使空气电离,但穿透本领很弱。 (2)β射线:β粒子穿透能力较强,但电离作用较弱。 (3)γ射线:γ粒子电离作用很弱,但穿透能力很强。
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探究二
名师精讲 1.研究放射性的意义 关于原子核内部的信息,最早来自于天然放射现象。天然放射性 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 存在的物理化学状态无关,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。经过努力,人 类终于揭开了原子核内部的秘密。