5.1原子核的组成-2022-2023学年高二物理素养提升学案（人教版2019选择性必修第三册）

选择性必修三学案 第五章 原子核 第1节 原子核的组成 一、新课标要求 1.了解什么是放射性和天然放射现象。 2.知道三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们。 3.了解原子核的组成,知道核子和同位素的概念。 4.知道质量数.电荷数和核子数之间的关系。 二、科学素养要求 1.物理观念:知道天然放射现象及三种射线的本质,了解核子.同位素的基本观念，知道原子核的组成。 ⒉科学思维:掌握三种射线的本质,能够利用磁场、电场区分它们,理解原子核的构成,并能分析、解决相关问题,提高解题能力。 3.科学探究:通过利用磁场探究三种射线的本质,学习用α粒子轰击原子核发现核子,体验科学探究的过程,提高观察与实验能力。 4.科学态度与责任:体会科学家们探索射线的艰辛,学习实事求是、不畏艰难的科学精神,增强探究科学的意识。 三、教材研习 要点一、天然放射现象 如果一种元素具有放射性①，那么，无论它是以单质存在的，还是以化合物形式存在的，都具有放射性。放射性的强度也不受温度、外界压强的影响。由于元素的化学性质决定于原子核外的电子，这就说明射线与这些电子无关，也就是说，射线来自原子核。这说明原子核内部是有结构的。 要点二、原子核的组成 质子和中子除了是否带电的差异以及质量上的微小差别外，其余性质十分相似，而且，都是原子核的组成成分，所以统称为核子。原子核的电荷数②就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数，而原子核的质量数②就是核内的核子数。 【自主思考】 ①贝克勒尔因发现了物质的放射性而获得1903年诺贝尔物理学奖。放射性的发现具有什么重大意义? ②有同学认为“原子核的电荷数就是电荷量，原子核的质量数就是原子核的质量”，这种说法对吗？为什么？ 四、名师点睛 1.对天然放射现象的认识 （1）1896年，法国物理学家贝克勒尔发现某些物质具有放射性。 （2）物质发出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）原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。 （4）元素的放射性与元素以单质还是化合物的形式存在无关，且天然放射现象不受任何物理变化、化学变化的影响。 2.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，质子数和中子数之和叫核子数。 （2）电荷数：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：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，这个整数叫作原子核的质量数。 （4）基本关系：电荷数质子数=元素的原子序数＝核外电子数，质量数核子数=质子数+中子数。 五、互动探究 探究点一、天然放射现象和三种射线 情境探究 1.如图为三种射线在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粒子的速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径说明了什么？ 探究归纳 1.三种射线的性质、特征比较 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） 带电荷量 质量 静止质量为零 速度 在电磁场中 偏转 与α射线偏转反向 不偏转 贯穿本领 最弱用纸能挡住 较强穿透几毫米厚的铝板 最强穿透几厘米厚的铅板 对空气的电离作用 很强 较弱 很弱 在空气中的径迹 粗、短、直 细、较长、曲折 最长 通过胶片 感光 感光 感光 2.三种射线在电场中和磁场中的偏转 （1）在匀强电场中：射线不发生偏转，做匀速直线运动，粒子和粒子沿相反方向做类平抛运动，在同样的条件下，粒子的偏移大，如图所示。 粒子沿电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，位移可表示为，所以，在相同的条件下粒子与粒子偏移之比为。 （2）在匀强磁场中：射线不发生偏转，仍做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径小，α粒子轨道半径大，如图所示。 根据得，所以，在同样条件下β与α粒子的轨道半径之比为。 3.元素的放射性 （1）一种元素的放射性与该元素是单质还是化合物无关，放射性的强度也不受温度、外界压强的影响，这就说明射线跟原子核外电子无关，仅与原子核有关。 （2）射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的。 探究应用 【典例】如图所示，是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，是厚纸板，是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的、两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达点的射线种类、到达点的射线种类应属于表中的(