3.1 原子核的组成与核力 课件-2022-2023学年高二教科版物理选修3-5

不同电磁波的产生机理： 无线电波：振荡电路中的自由电子的周期性运动产生 红外线、可见光、紫外线：原子的外层电子受激发后产生 伦琴射线：原子的内层电子受激发产生 γ射线：原子核受激发产生 外来能量 获取 低能态原子 普通光源被激发的每个原子处于不同的能量状态，每个原子在什么时刻发光，朝什么方向发光，发什么频率的光，都是不确定的，是非相干光 产生激光的光源，被激发的每个原子处于相同的能量状态，所以能辐射完全相同的光子 激光产生的原理 高能态原子 稳定 不稳定 辐射 光子能量 低能态原子 稳定 激光的产生原理是利用了物质原子受激辐射后发生跃迁的特性。 γ 1、质子的发现 2、中子的发现 1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核,打出了质子,预言了中子的存在. 1932年查得威克用α粒子轰击铍核,打出了中子 3.原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子. 质子数=核电荷数=核外电子数=元素的原子序数 质子数+中子数=质量数 4.原子核的表示方法 5.同位素:质子数相同而中子不同的原子互称为同位素, 如: 质子数 质量数 元素符号 一、原子核的组成 第一节 原子核的组成与核力 电子 原子核 在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应． 二、核反应 4 质子的发现 α 1.实验装置介绍 T T C A F S M C — 容器 A — 放射性物质 F —铝箔 S —荧光屏 M —显微镜 T —阀门 2. 实验步骤 1) 将C抽成真空，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被F吸收而不能透过，M看不到闪光. 2) 通过阀门T, 向C中充入氮气, 通过M看到闪光. 3）把氮气换成氧气或二氧化碳，又观察不到闪光 5 + → + 粒子（氦核）轰击氮核→质子 3. 实验结论 1) 闪光点从无到有,不是α粒子, 而是α粒子轰击氮核产生的新粒子穿透F而产生的. 2) 测定表明,该新粒子是氢原子核即质子. 4. 核反应方程 1919年 卢瑟福（第一次实现原子核的人工转变） 6 质子和中子最初就是通过原子核的人工转变这一核反应发现的： 核反应中，质量数和电荷数都守恒． 7 卢瑟福预言中子存在 中子的发现 1932年 查德威克发现证实中子存在 PO B 石蜡 α ? 质子 核反应方程 + → + 粒子轰击铍核→中子 8 1、定义 原子核里的核子间有一种相互作用力，把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核，这个力叫做核力，也叫强力（核子是强子） 2、特点 （1）核力是强相互作用（强力）的一种表现。在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多。 （2）核力是短程力，作用范围在 .超过 时，核力急剧下降几乎消失。 （3）核力与电荷无关，质子间、中子间、质子和中子间核力相等。 三、核力 原子核中质子与中子的比例 自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。 为什么会这样呢？ 【说明】原子核中质子和中子的比例 1．核子比例关系：较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多． 2．形成原因 质子间存在库仑力，而中子与质子之间只有核力，没有库仑斥力，质子数越多的原子，就需要更多的中子来维持核的稳定。 11 原子核的半径约为10-15m , 只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大，万有引力太小，只有库仑力的10-36。而通常原子核是稳定的,于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起, 此力称为核力。 核力 mp mp 库仑力 库仑力 万有引力 万有引力 核力 核子靠什么力结合成原子核？ 2. 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用，距离大于0.8×10-15m时为引力, 距离为10×10-15m时核力几乎消失，距离小于0.8×10-15m时为斥力。 3. 核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。 4. 核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态，核力与核子电荷无关。 要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组成物——夸克的相互作用。 1. 核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表现。 核力具有怎样的特点呢？ 原子核中质子与中子的比例 自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。 为什么会这样呢？ 原子核中质子与中子的比例 核越来越大，有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加，核力与电磁力都会减小，但核力减小得更