19.1原子核的组成-2021-2022学年高二物理精梳细讲 讲义（人教版选修3-5）

19.1 原子核的组成 【基础知识梳理】 一、天然放射现象和三种射线 1．天然放射现象 (1)1896年，法国物理学家贝可勒尔发现某些物质能够发出看不见的射线． (2)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做天然放射现象． (3)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． 2．三种射线 (1)α射线：是高速粒子流，实际上就是氦原子核，速度可达到光速的，其电离作用强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住． (2)β射线：是高速电子流，它的速度很大，可达光速的99%，它的电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板． (3)γ射线：呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下，它的电离作用更小，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土． 【重点】 如图为三种射线在匀强磁场中的运动轨迹示意图． (1)α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转，说明了什么？ (2)α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径说明什么问题？ 答案　(1)说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电． (2)根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式r＝可知，α粒子的应大于β粒子的，即α粒子的质量应较大． 【总结】 α、β、γ三种射线的比较 种类 α射线 β射线 γ射线 组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高频电磁波) 质量 4mp (mp＝1.67×10－27kg) 静止质量为零 带电荷量 2e －e 0 速率 0.1c 0.99c c 穿透能力 最弱，用一张纸就能挡住 较强，能穿透几毫米厚的铝板 最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土 电离作用 很强 较弱 很弱 在磁场中 偏转 偏转 不偏转 二、原子核的组成 1．质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，质子是原子核的组成部分. 2．中子的发现：卢瑟福猜想原子核内存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，查德威克利用云室进行实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分. 3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子. 4．原子核的符号 5． 同位素：具有相同的质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素．例如，氢有三种同位素H、H、H. 【重点】 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，如图3所示为α粒子轰击氮原子核示意图． 图3 (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？ 答案　(1)说明质子是原子核的组成部分． (2)说明原子核中除了质子外还有其他粒子． 【总结】 【1．原子核(符号X) 原子核 2．基本关系 核电荷数＝质子数(Z)＝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 3．同位素 (1)同位素指质子数相同、中子数不同的原子核． (2)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．同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数不同，所以它们的物理性质不同． 【例题讲解】 一、单选题 1．下列说法正确的是（　　） A．天然放射现象说明原子是可分的 B．LC振荡电路中充电完毕瞬间回路电流为零，电感L中自感电动势最大 C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的 D．全息照相与立体电影都利用了光的干涉原理 2．下列能揭示原子具有核式结构的是（　　） A．α粒子散射实验 B．天然放射现象 C．电子的发现 D．氢原子光谱是线状谱 3．复旦大学物理系张远波教授课题组发现了一种新型二维半导体材料——黑磷，并成功制备了半导体测试材料。已知黑磷是有黑色金属光泽的半导体，是白磷在很高压强和较高温度下转化形成的。图为黑磷的微观结构，下列说法正确的是（　　） A．黑磷是晶体材料 B．黑磷和白磷是同位素 C．黑磷没有固定的熔点 D．黑磷的微观各层结构都不同，每层内部结构松散 4．下列表示某种元素的各同位素间的质量数（）、质子数（）和中子数（）三者关系的图像正确的是（　　） A． B． C． D． 5．卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明（　　） A．原子内存在电子 B．原子核还可再分 C．原子具有核式结构 D．原子核由质子和中子组成 6．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成，u夸克带