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第一节 认识原子核
教学课件
Teaching Courseware
20XX.XX.XX
第五章 原子核与核能
高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册
PART.1
PART.2
PART.3
PART.4
素养目标
新课讲解
新课导入
经典例题
目录
CONTENTS
PART.2
PART.4
课堂练习
课堂小结
1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象。了解天然放射现象在认识原子核过程中的重大意义。
2.掌握三种射线的本质。
3.了解质子和中子的发现过程,知道原子核的组成。
4.了解核反应的概念,会书写核反应方程。
素养目标
新课导入
人们认识原子核的结构是从天然放射现象开始的，基于实验事实和逻辑推理逐步建立对原子结构的认识。
19世纪末，x射线、电子和放射性揭开了微观世界的序幕，被称为微观世界的三大发现。
成为打开原子核物理大门的一把钥匙
物质的放射性
新课导入
枣糕（西瓜）模型
+
+
核式结构模型
量子化轨道
电子云
始于实验
终于实验
新课讲解
New lesson explanation
新课讲解
一、天然放射现象
1896年，贝克勒尔偶然发现铀盐能发出一种未知的射线，该射线能透过黑纸使照相底片感光，留下印迹————由此发现了物质的放射性。
1.天然放射现象的发现
发现铀盐放射现象的感光底片
贝克勒尔在实验室中
新课讲解
居里夫妇继续研究贝克勒尔发现的射线，发现铀盐发出射线的强度只与化合物中铀的含量成正比，而与化合物的种类无关，也不受光照、加热、通电等因素的影响，确认起因在于原子内部，提出了“放射性”这个词，后面在研究中还发现了两种新的元素钋（Po）和镭（Ra）
皮埃尔·居里，1859－1906，
法国物理学家。
玛丽·居里，1867－1934，
法国籍波兰裔物理学家、化学家。
新课讲解
新课讲解
1.物质能自发地放出射线的现象称为天然放射现象。物质放出射线的这种性质,称为放射性。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。 原子序数大于等于83的所有元素和原子序数小于83的部分元素，都能自发的放出射线。
钡铀云母
翠砷铜铀矿
斜水钼铀矿
铀钙石矿
新课讲解
二、认识三种射线
如图所示，让放射线通过强磁场，在磁场的作用下，放射线能分成三束，这表明有三种射线，且它们电性不同。
α射线、β射线 和γ射线
新课讲解
α 射线
“+”
β 射线
“”
γ射线 不带电
利用电场和磁场都可以将射线分离开来，如图甲、乙所示，图甲中用电场分离的三束射线电性如何？图乙中用磁场分离的三束射线电性如何？
α 射线
“+”
β 射线
“”
γ射线 不带电
图甲
图乙
新课讲解
厚纸张
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。
厚纸张
铝板
β 射线
β 射线由带负电的 β 粒子组成，进一步研究表明 β 粒子就是电子。
新课讲解
γ 射线的实质是一种波长极短的电磁波，不带电。
厚纸张
铝板
混凝土
γ 射线
新课讲解
三种射线的本质和特点
①α射线：α射线是高速运动的氮原子核粒子流，射出时的速率可达0.1c。α射线有很强的电离作用，但穿透能力很弱，在空气中只能飞行几厘米，一张铝箔或一张薄纸就能将它挡住。
②β射线：β射线是高速运动的电子，射出时的速率可达0.99c，穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板，但电离作用较弱。
③γ射线：γ射线是波长很短的电磁波，穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离作用很弱。
新课讲解
几厘米铅板
正电
负电
不带电
弱
较强
很强
10%光速
99%光速
光速
α
β
γ
α、β、γ三种射线的性质、特征比较
新课讲解
三、质子和中子的发现及原子核的组成
1.质子的发现
为探测原子核的结构，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子。
结论：质子是原子核的组成部分。
新课讲解
新课讲解
如果原子核中内只有质子，则：
核的质量
核的电荷量
=
质子质量
质子电荷量
核的比荷=质子的比荷
实际情况：
核的质量
核的电荷量
>
质子质量
质子电荷量
说明原子核还有其他组成部分
卢瑟福猜想原子核内存在另一种不带电的粒子，1920年，卢瑟福预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子。这一猜想被他的学生查德威克用实验证实。
新课讲解
2.中子的发现
①1930年，用钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不受电场和磁场影响、穿透能力很强的射线。
②1932年，约里奥—居里夫妇用这种射线轰击石蜡，能从石蜡中打出质子。
③1932年，查德威克对云室中这种射线进行研究，发现这种射线是一种不带电、质量接近质子的粒子流，即为中子。
中子是原子核的组成部分。
新课讲解
发现中子的核反应方程：
α 射线
检测器
中子
质子
新课讲解
3.原子核的组成
中子
质子
统称核子
(1)组成：原子核由质子和中子组成，并将质子和中子统称为核子。
(2)原子核的符号:
(3)两个基本关系
①核电荷数＝质子数＝原子序数。
②质量数＝质子数＋中子数＝核子数。
电荷数
(原子序数)
质量数
——元素符号
X
A
Z
新课讲解
1.定义：质子数相同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
2.特点：质子数相同，核外电子数也相同，具有相同的化学性质
3.氢的三种同位素：氕氘氚
(2)同位素
p
n
p
p
n
n
氕
氘
氚
质子数相同
核外电子数相同
有相同的化学性质
新课讲解
(3)核反应与核反应方程
①核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。
②核反应方程：用原子核符号描述核反应过程的式子。
③核反应规律：在核反应中，质量数和核电荷数守恒。
④发现质子与中子的核反应方程
HeN→_________
HeBe→_________
OH
Cn
经典例题
Classic Example
经典例题
1.如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置,实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E,通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。若撤去电场后继续观察,发现每分钟闪烁的亮点数没有变化;如果再将薄铝片移开,观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加,由此可以判断,放射源发出的射线可能为(β射线能够穿过薄铝片)
A.β射线和γ射线
B.α射线和β射线
C.β射线和X射线
D.α射线和γ射线
√
经典例题
2.(多选)查德威克发现新粒子的实验示意图如图所示。由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A,用粒子流A轰击石蜡时,会轰击出粒子流B,则下列说法正确的是
A.粒子流A是电子,粒子流B是中子
B.粒子流A是中子,粒子流B是质子
C.粒子流A是不受电场磁场影响、
穿透能力很强的射线
D.粒子流B是查德威克做了用α粒子轰击氮原子核的实验首次发现的
√
√
经典例题
3.请说出下面两个原子核的质子数和中子数：
（α粒子）
表示：带2个单位正电荷，即有2个质子和4－2＝2个中子。
氦原子核
铀原子核
电荷数是2，质量数是4。
电荷数是92，质量数是235。
表示：带92个单位正电荷，即有92个质子和235－92＝143个中子。
课堂练习
Classroom Practice
课堂练习
1.从原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是( )
A.原子核中有质子、中子，还有α粒子
B.原子核中有质子、中子，还有β粒子
C.原子核中有质子、中子，还有γ光子
D.原子核中只有质子和中子
课堂练习
1.答案：D
解析：原子核内只有质子和中子.原子核放出的α粒子是核内两个质子和两个中子结合形成的；放出的β粒子是核内的一个中子转变成一个质子时产生的；原子核发生α衰变或β衰变时处于激发态，向低能级跃迁时，将多余的能量以γ光子的形式辐射出去.故D正确.
课堂练习
课堂练习
课堂练习
3.完成下列核反应方程,并指出其中哪个是发现质子的核反应方程,哪个是发现中子的核反应方程。
(1NnC+　　　;
(2NHeO+　　 　　;
(3Bn→　　　 He;
(4BeHe→　 　　 n;
(5FeHCo +　　。
H
H,发现质子的核反应方程
Li
C,发现中子的核反应方程
n
课堂练习
4.在研究原子核结构的过程中，人们首先发现了质子，之后就认定原子核中一定还存在另外不同种类的粒子（后来把它称为中子），理由是( )
A.质子不带电，原子核带正电 B.质子带正电，原子核也带正电
C.质子的质量小于原子核的质量 D.质子的电荷量小于原子核的电荷量
4.答案：C
解析：质子的质量小于原子核的质量，使人们想到原子核中还有另外的组成部分，后来发现是不带电的中子。
故选C。
课堂练习
5.答案：C
解析：由图知①②③种射线的贯穿本领依次增强，这正是α、β、γ三种离子的特性，故C正确。
故选C。
课堂小结
Class Summary
课堂小结
认识原子核
一、天然放射现象
三种放射线
定义
发现历程
元素自发的放出射线的现象
贝克勒尔发现放射现象
β射线（电子）
带正电，穿透本领弱，电离能力强
带负电，穿透本领中等，电离能力中等
α射线（氦原子核）
二、质子和中子的发现　
原子核的组成　核反应
发现历程
γ射线（电磁波）
不带电，穿透能力强，电离能力弱
原子核符号
同位素
定义：质子数相同、中子数不同的原子核
居里夫妇发现镭并提出放射性概念
特点：化学性质相同
卢瑟福发现质子
查德威克发现中子
质量数A=核子数=质子数+中子数
核电荷数Z=质子数=原子序数=核外电子数
感谢观看
THANK YOU

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