第5章 第1节 认识原子核-【金版新学案】2023-2024学年新教材高二物理选择性必修第三册同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版2019）

第1节　认识原子核 【核心素养目标】 物理观念 能够了解原子核的组成，知道同位素的概念及在生产生活中的应用。 科学思维 知道核反应的常见类型，理解核反应过程中守恒的思想。 科学探究 了解探究质子和中子在发现过程中运用的物理原理。 一、天然放射现象的发现 1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性。 2．物质放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，放射性元素自发地放出射线的现象叫作天然放射现象。 3．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)。 二、认识三种放射线 1.如图所示，让放射线通过强磁场，在磁场的作用下，放射线能分成三束，这表明有三种射线，且它们电性不同。带正电的射线向左偏转，为α射线；带负电的射线向右偏转，为β射线；不发生偏转的射线不带电，为γ射线。 2．α射线是高速运动的氦原子核粒子流，有很强的电离作用，但是穿透能力很弱。一张铝箔或一张薄纸就能将它挡住。 3．β射线是高速运动的电子流，穿透能力较强，但电离作用较弱。能穿透几毫米厚的铝板。 4．γ射线是波长很短的电磁波，穿透能力很强，但电离作用很弱。能穿透几厘米的铅板。 三、质子和中子的发现 1．质子的发现 (1)实验：为探测原子核的结构，1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子。 (2)结论：质子是原子核的组成部分。 2．中子的发现 (1)猜想：卢瑟福猜想原子核内存在着质量与质子相近的中性粒子——中子。 (2)实验：查德威克利用云室进行实验证实了中子的存在。 (3)结论：中子是原子核的组成部分。 四、原子核的组成 1．组成：原子核由质子和中子组成，并将质子和中子统称为核子。 2．原子核的符号：X，其中X为元素符号，A表示原子核的质量数，Z表示核电荷数。 3．两个基本关系 (1)核电荷数＝质子数＝原子序数。 (2)质量数＝质子数＋中子数＝核子数。 学生用书第76页 4.同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子核互称同位素。 5．核反应与核反应方程 (1)核反应：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。 (2)核反应方程：用原子核符号描述核反应过程的式子。 (3)核反应中，质量数和核电荷数守恒。 1．判断正误 (1)α射线穿透本领很弱，电离作用很强。(　√　) (2)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。(　×　) (3)中子是不带电的粒子。(　√　) (4)查德威克利用云室进行实验证实了中子的存在。(　√　) (5)原子核内只有质子没有中子。(　×　) (6)原子核的电荷数就是核内质子数，也就是这种元素的原子序数。(　√　) (7)核反应方程只要满足质量数、电荷数守恒就可以随便写。(　×　) (8)同位素具有不同的化学性质。(　×　) 2．链接实景 J．J.汤姆孙通过确定阴极射线的电性和电荷量，猜测电子来源于原子，通过换用不同的材料作阴极得到相同的阴极射线，证明了电子是原子的组成部分；天然放射线是从原子核中射出的，使人们认识到原子核可分，进而才有质子、中子的发现，那么 (1)质子由谁发现的？怎样发现的？ (2)中子是由谁发现的？依据是什么？ 提示：　(1)卢瑟福用α粒子轰击氮核发现的质子。 (2)查德威克发现的中子。发现依据：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比；但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子。查德威克通过实验证实了这个猜想。 知识点一　三种射线的性质特征 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？ 提示：　(1)说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。 (2)α粒子的速度小于β粒子的速度，根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式r＝可知，α粒子的比荷比β粒子的比荷小。 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 2e －e 0 质量 4mp (mp＝1.67×10－27kg) 静止质量为零 速度 0.1c 0.99c c 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 清晰、直 细、直 一般看不到 通过胶片 感光 感光 感光 学生用书第77页 2.三种射线在电场、磁场中偏转情况的比较 (1)在匀强