22.2 核能（导学案）-【上好课】九年级物理全一册同步高效课堂（人教版）

22.2 核能（导学案） 【学习目标】 1. 了解原子、原子核的结构。 2. 知道核能的优点和可能带来的问题，了解我国和世界核能利用新进展。 3. 了解核裂变、核聚变。 【学习重点】核能的由来及其优点和可能带来的问题。 【学习难点】裂变和聚变。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 任何物质的原子都是由位于原子中心区域带正电的 和绕核旋转带负电的 组成的；原子核又是由带正电的 和不带电的 组成的。 2. 核能：质量较大的原子核发生 或者质量较小的原子核相互 ，就可能释放出惊人的 ，这种能量被称为核能。 3. 裂变：质量较 的原子变成两个质量中等大小的原子核的过程，释放出 。核电站利用核能发电，它的核心设备是 ；原子弹也是利用核 制造的核武器。 4. 聚变：质量较 的原子核在超高温下结合成新的原子核的过程，释放出更加巨大的能量。 是利用氢核聚变释放的能量制造的核武器。 【合作探究】 探究一、核能 【想一想】我们知道，分子是由原子组成的，那么，原子是由什么组成的呢？ 让我们看看物理学家研究的历史与结论吧！ 1. 原子模型的建立过程 （1）电子的发现 十九世纪末（1897年），英国物理学家汤姆生在对阴极射线的研究中发现了带负电的 ，并得出电子是所有物质中原子的组成部分。 由于电子是带负电的，而原子又是中性的，因此物理学家推断出原子中还有带 电的物质。 （2）原子核的发现——α粒子散射实验 英国物理学家卢瑟福在1898年发现了α射线。他用准直的α射线轰击厚度为微米的金箔时，发现大多数粒子散射角度很小，但有少数α粒子偏角很大。通过对电荷，质量和偏转角度等的运算，1911年提出了原子结构的行星模型。即原子是由 和核外 组成的。 原子的组成 （3）原子的“电子云模型” 1926年奥地利物理学家埃尔温·薛定谔提出“电子云模型”。该模型中， 在原子核外很小的空间内做高速运动，其运行没有固定的规律，电子 排布，接近现代人类对原子结构的认识。 【想一想】原子核还能再分吗？随着历史的发展，人们对原子内部结构的研究逐步深入。 2. 原子核 （1）质子的发现 1919年，卢瑟福用速度是20000km/s的α粒子去轰击氮元素的原子核时，发现在原子核中还存在一种带正电的质量比电子大很多的微粒— 。 （2）中子的发现 中子的概念是由英国物理学家卢瑟福提出，中子的存在是1932年英国物理学家詹姆斯·查德威克用镭的α射线轰击铍原子时的实验中证实的。 物理学家在实验中又进一步发现中子的质量与 相同、但是不带电。 （3）原子核的组成 原子核，简称“核”，位于原子的核心部分，由 和 两种微粒构成。原子核带 电（即质子所带的正电），中子 电。 3. 原子的组成及带电情况 原子核极小，它的直径在10-16m～10-14m之间，体积只占原于体积的几千亿分之一，在这极小的原子核里却集中了99.95％以上原子的质量。 4. 核能 （1）核能：质量较大的原子核发生 或者质量较小的原子核相互 ，就有可能释放出惊人的 ，这就是核能。 （2）释放核能的方式：核 和核 。 【例题1】物质是由分子或原子组成的，_______的发现，说明原子是可以再分的；原子是由原子核和核外_______组成的，原子核由质子和_______组成。如图所示，是不同科学家提出的原子模型，其中_____（选填“A”或“B”）是卢瑟福提出的原子核式结构模型。 探究二、裂变 1. 裂变 （1）裂变：1934至1938年，科学家先后用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生裂变，发现一个核分裂成两个质量 的原子核，同时释放出大量的 。奇妙的是，铀235核在分裂成两个别的原子核的时候，又放出 至 个中子。 （2）裂变的能量巨大：1kg铀全部裂变，释放的能量超过 煤完全燃烧时释放的能量。 （3）发生裂变的条件：发生裂变的条件是用 轰击铀核。 【想一想】当外界中子停止轰击铀核时，裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢？ 2. 链式反应 （1）模拟链式反应：将火柴搭成下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？ 第一根火柴烧完后，会点燃中间的2根火柴， 这2根火柴燃烧完后，又会引起右面4根火柴的燃烧，如果按照这个结构继续下去，被点燃的火柴会越来越多…… （2）链式反应 当中子轰击铀核时，铀核发生 ，释放大量核能的同时产生出几个新的 ，这