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(共28张PPT)
物 理
第一节 原子结构 原子核的组成
主题六 核能及其应用
通 用 类
高等教育出版社
你知道这个三叶形图标表示的是什么意思吗？
原子的核式结构模型
天然放射现象
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主要内容
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原子的核式结构模型
1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子。后来他还发现用X射线使气体电离以及在光电效应等现象中，都能从物质的原子中击出电子。这表明
一、电子的发现
　 （1）电子是带负电的，而原子是中性的，那么原子里还存在着带何种电的物质？
带正电的物质
思考：
　 （2）这些带正电的物质和带负电的电子是怎样构成原子的？
电子是原子的组成部分。
1903年汤姆孙综合他的实验结果，提出了原子枣糕模型假说：原子中的正电荷是均匀地分布在整个球体中，而电子却像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子中。
二、汤姆孙的枣糕模型
1909—1911年，英国物理学家卢瑟福，做了用 α 粒子轰击金箔的实验，如下视频所示。
三、原子的核式结构模型
卢瑟福
α 粒子散射实验的结果使卢瑟福感到很惊奇，因为按照汤姆孙原子模型假说，电子的质量比 α 粒子的质量小得多，α 粒子碰到金原子内的电子，运动方向不会发生明显的改变。此实验说明，汤姆孙原子模型假说是不正确的。
实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔片后仍沿原来的方向前进，只有少数（约8 000分之一）α 粒子发生了较大角度的偏转，极少数 α 粒子的偏转角度几乎达到 180°。这个实验被称作 α 粒子散射实验。
三、原子的核式结构模型
　　卢瑟福在充分分析的基础上，于1911年提出了原子的核式结构模型假说：
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,带负电的电子在核外空间绕着原子核旋转。
　　思考：
　　 (1)“很小”是什么意思？　
　 (2)原子核带正电，电子带负电，原子核应把电子吸到核上，为什么以没吸上去呢？
三、原子的核式结构模型
如果把原子放大成一座能容纳万人的体育馆，那么原子核就相当于一个乒乓球那么大。
根据 α 粒子散射实验，估算出了原子核的半径为 10－15～10－14 m，而原子的半径约为 10－10 m，即原子核的半径只相当于原子半径的万分之一，则原子核的体积只相当于原子体积的万亿分之一。
三、原子的核式结构模型
1919 年，卢瑟福又做了用镭放射出的 α 粒子轰击氮原子核的实验，他发现某些 α 粒子钻进了氮原子核里，并把氮核内的一个粒子驱逐出来，使氮核变成一个新的原子核。
三、原子的核式结构模型
为了了解这个从氮原子核里被驱逐出来的新粒子的性质，卢瑟福就在这个实验装置里加进电场和磁场，并根据它在电场和磁场中的偏转，测出了它的质量和电荷量，从而确定了这个新粒子就是氢原子核，卢瑟福把它称为质子。
以后，人们利用同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了质子，都表明质子确实是原子核的组成部分。
三、原子的核式结构模型
1932年，英国物理学家查德威克（右图）用 α粒子轰击铍，发现产生了一种穿透力极强的射线。
查德威克用这种射线轰击氢、氮，结果打出了氢核和氮核。测量了被打出的氢核和氮核的速度，推算出这种射线粒子就是卢瑟福曾预言的质量跟质子差不多的中性粒子，并将其命名为中子。
后来人们又从其他许多原子核里都打出了中子，从而表明中子也是原子核的组成部分。
三、原子的核式结构模型
自从质子和中子被发现之后，德国的海森伯和苏联的伊万年科各自提出了原子核是由质子和中子构成的假说，如右图所示。由这种假说演绎出的一些结论与大量实验结果相符合，因而这种假说很快被人们所公认，人们把质子与中子统称为核子。
三、原子的核式结构模型
1. 的核式结构模型解释α粒子散射实验。
3. 以下关于卢瑟福α粒子散射实验的几种说法中，正确的是（ ）。
　　A. α粒子全部穿过金箔
　　B. α粒子全部发生很大偏转
　　C.α粒子绝大多数发生很大偏转；只有极少数穿过金箔
　　D. α粒子绝大多数沿直线穿过金箔，只有极少数发生很大偏转，甚至被弹回。
2. 原子核半径的数量级大约是 _____m，原子半径的数量级大约是_____m 。
练 习
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天然放射现象
1896 年，贝可勒尔（法国物理学家）在实验中首先发现，铀能放出肉眼看不见的却能使照相底片感光的某种射线。
法国科学家皮埃尔·居里和玛丽·居里夫妇对此进行了更加深入的研究，又发现两种放射性更强的新元素钋和镭。
1. 天然放射性 物质能自发地放射出射线的性质，叫做天然放射性。
一、天然放射性
　 具有天然放射性的元素叫做放射性元素，像铀、钋、镭等都具有放射性，都是放射性元素。
2. 放射性元素发出的三种射线
如图所示，放射性元素发出的射线，在垂直穿过真空磁场时分成三束：
中间一束是不带电的，另两束分别带正负电荷，这三种射线分别是 ， ， 射线。
经过实验分析和比较，人们发现 α、β、γ 这三种射线具有不同的性质：
名称 本质 速度 电离作用 贯穿本领
α 射线 氦原子核 可达 0.1 c 很强 很弱
β 射线 电子 可达 0.99 c 较弱 较强
γ 射线 电磁波 c 很弱 很强
　　1. 原子核的衰变 放射性元素的原子核，在自发地放出射线后就转变为另一种原子核的变化，叫做原子核的衰变。
　　二、放射性元素的衰变
在衰变中电荷数和质量数都是守恒的。
　　 2. α 衰变 放出α粒子的衰变，叫α衰变。　
　　3. β 衰变 放出β 粒子的衰变，叫β 衰变。
　　放射性元素的原子核在发生α衰变或 β 衰变时产生的新核有的具有过多的能量，这时它就会辐射γ 射线。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间，对于某种原子核来说是一定的，这个时间叫做该放射性元素的半衰期。
　　三、 半衰期
　　放射性元素的衰变有一个重要的规律：
222Rn
218Po ，半衰期 3. 8 天。
衰变
226Ra
222Rn ，半衰期 1.62×103 年。
238U
234Th ，半衰期 4. 5 × 109 年。
右图所示的仪器是铱192无损探伤仪，其上的三叶形图标是国际通用的放射性辐射的传统标志，提醒该装置内有射线，人们要注意防范辐射，尽可能地远离该装置。
长时间或高强度的射线能伤害生物的细胞和组织，形成放射性灼伤。另外，射线的电离作用会损害细胞中的DNA，使它们停止发挥作用或发生变异，从而导致恶性肿瘤的生长。
国际标准组织和国际原子能机构于2007年推出新的辐射标志如右图所示，该标志更加醒目、通俗易懂，它正在逐步取代传统辐射标志。
如右图所示， 人们利用放射线的贯穿本领跟物体的厚度和密度的关系，利用放射线来检查密封容器中的液面高度、各种产品的厚度，从而自动控制生产过程。
【应用与拓展】 放射线在现代生产、生活中的应用
如右图所示，在医疗方面，癌症患者可以接受钴60的放射治疗。
【应用与拓展】 放射线在现代生产、生活中的应用
如右图所示，利用 γ 射线照射植物比如棉花、白菜、萝卜的种子，会促使种子的遗传基因发生变异，进而培育出新的更优良的品种。
【应用与拓展】 放射线在现代生产、生活中的应用
1. 放射性物质产生的射线通常有三种，分别是　　 　 、　　 　 、　　 　 、　　 　 。其实质分别是 　　 　 、　 　　 、　 　　 。
　　A. α ，β ，γ B. γ ，β ， α
　　C. β ，α ，γ D. β ，γ ， α
　　A. α ，β ，γ B. γ ，β ， α
　　C. β ，α ，γ D. β ，γ ， α
练 习
2. 将α ，β ，γ 三种射线按电离能力递增顺序排列应该是（ ）。
3. 将α ，β ，γ 三种射线按贯穿本领递增顺序排列应该是（ ）。

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