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第五章 原子核与核能
第1节 认识原子核
关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。
那么，人们是怎样从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核秘密的呢？
铀矿
1.了解放射性现象和放射性元素。
2.知道三种射线的特性。
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。
（1）1896年，法国物理学家
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。
贝克勒尔
发现铀盐放射现象的感光底片
一、天然放射现象的发现
(2)物质能自发地放出 的现象称为天然放射现象。物质放出 的这种性质,称为放射性。具有 的元素,称为放射性元素。
(3)法国物理学家皮埃尔·居里夫妇对铀和铀的矿石进行了深入研究,发现了两种放射性更强的新元素,
即 和 。
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。
射线
射线
放射性
钋
镭
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？
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
二、认识三种放射线
厚纸张
铝板
混凝土
三种射线穿透能力不同
α 射线
β 射线
γ 射线
进一步研究表明 α 粒子就是氦原子核、 β 粒子就是电子、γ 射线的实质是一种波长极短的电磁波，不带电。
三种射线
成分 速度 电离能力 穿透能力
α 射线
β 射线
γ 射线
氦原子核
1/10光速
很强
较弱
电子流
接近光速
较弱
较强
电磁波
光速
更弱
很强
思考：射线来自原子核还是核外电子？
放射性与单质和化合物无关
放射性与温度、压强无关
放射性与元素的化学性质无关
化学性质决定于核外电子
说明射线与核外电子无关。也就是说，射线来自原子核内部。
三、质子和中子的发现
1.质子的发现：
（1）1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮原子核中打出了质子。
（2）质子带正电荷，电荷量与一个电子的电荷量相等。质子的质量为：
mp＝1.672 621 898×10-27 kg
原子核是否只是由质子组成呢？
核的质量
质子质量
核的电量
质子电量
？
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认．
核的质量
质子质量
核的电量
质子电量
>
2.中子的发现
1932年英国物理学家查德威克发现了中子，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。
核子
mn＝1.674927471×10-27 kg
mp=1.672×10-27kg
质子(P)
电量+：e=1.602×10-19C
中子(n)
四、原子核的组成
原子核符号(元素符号)
中子
质子
统称核子
=质子数=原子序数=核外电子数
(1)核电荷数Z
(2)质量数A
=核子数=质子数+中子数
电荷数
(原子序数)
质量数
——元素符号
X
A
Z
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。
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
p
n
p
p
n
n
同位素
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 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 守恒。
④发现质子与中子的核反应方程
HeN→_________
HeBe→_________
原子核符号
核电荷数
OH
Cn
核反应与核反应方程
1．关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　）
A．天然放射现象说明原子核具有复杂结构
B．β射线是由原子核外电子电离产生的
C．物质的放射性与物质的存在状态有关
D．通过化学反应不能改变物质的放射性
AD
2．卢瑟福预言原子核内除质子外还有中子的事实依据是（ ）
A．电子数与质子数相等
B．原子核的质量大于核内质子质量
C．原子核的核电荷数只是原子数的一半或少一些
D．质子和中子的质量几乎相等
B
3.下列说法正确的是（　　）
A. nmX与 n m-1Y互为同位素
B. nmX与n-1mY互为同位素
C. nmX与n-2m-2Y中子数相同
D. 23592U核内有92个质子，235个中子
BC
4.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
D
5.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
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

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