5.1 原子核的组成（同步课件）-2023-2024学年高二物理同步精品课堂（人教版2019选择性必修第三册）

§1 原子核的组成 第五章 原子核 目录 CONTENTS 天然放射现象 01 原子核的组成 射线的本质 03 02 关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。那么，人们是怎样从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核秘密的呢？ 思考与讨论： 各种铀矿石： 天然放射现象 01 一、天然放射现象 1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，它能穿透黑纸使照相底版感光。 贝克勒尔 一、天然放射现象 受到贝克勒尔的发现的鼓舞，波兰裔法国物理学家玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里对铀和含铀的各种矿石进行了深入研究。 发现这种沥青中还存在着两种能够发出更强射线的新元素，居里夫人把其中一种元素命名为钋（Po），另一种元素命名为镭（Ra）。 居里夫妇 一、天然放射现象 1.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。 3.放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象。 2.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。 射线的本质 02 二、射线的本质 若在射线经过的空间施加磁场，可以发现射线分裂成三束，其中两束在磁场中向不同的方向偏转，这说明它们是带电粒子流；另一束在磁场中不偏转，说明它不带电。于 是， 人 们 把 这 三 种 射 线 分 别 叫 作α射 线、β射 线 和 γ射线。 思考与讨论： 如果α射线、β射线都是带电粒子流，按照图5.1-1中标出的径迹判断，它们分别带什么电荷？ 如果不用磁场而用电场判断它们带电的性质，两个电极怎样放置可以使三种射线大致沿图示的方向偏转？ 二、射线的本质 α射线是高速粒子流，粒子带正电，电荷量是电子的2倍，质量是氢原子的4倍，其组成与氨原子核相同。a粒子的速度可以达到光速的1/10。由于a粒子带电，质量又比较大，通过气体时很容易把气体分子中的电子剥离，使气体电离. 由于与物质中的微粒作用时会损失自己的能量，a粒子的穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住. 1.α射线： 二、射线的本质 与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做β射线.研究发现β射线由带负电的粒子（β粒子）组成.进一步研究表明β粒子就是电子. 　β射线是高速电子流，它的速度更大，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. 2.β射线： 二、射线的本质 中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线，研究表明，γ射线的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的. 　　γ射线是能量很高的电磁波，波长很短，在10-10m以下。它的电离作用更弱，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. 3.γ射线： 二、射线的本质 α射线 β射线 γ射线 氦原子核 高速 电子流 高能量 电磁波 成分 速度 贯穿能力 电离能力 带电量 1/10光速 接近光速 光速 弱纸能档住 较强，几毫米铝板 很强几厘米铅板几十厘米混凝土 很容易 较弱 更小 2e -e 0 4.影响放射性的因素 （1）如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响，即放射性与元素所处的化学状态无关。 (2)放射性的强度也不受温度、外界压强的影响，即放射性与元素存在的物理状态无关。是原子核的性质，而不是原子的性质。只与原子核的内部结构有关。 5.发现放射性的意义 表明原子核也有内部结构。 拓展学习：威耳逊云室 图5.1-2是威耳逊云室的实物照片。云室内部设计有可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它观察粒子运动的径迹。 云室里面有干净的空气。实验时，先往云室里加少量酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后迅速向下拉动活塞，室内气体膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态。这时如果有粒子在室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出粒子运动的径迹。这种云室是英国物理学家威耳逊在1912年发明的，叫作威耳逊云室。 图5.1-3中甲、乙两图分别是α射线和β射线在云室中的径迹。α粒子的质量比较大，在气体中飞行时不易改变方向。由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而清晰。高速β粒子的径迹又细又直，低速β粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的。γ射线的电离本领很小，在云室中一般看不到它的径迹。 原子核的组成 03 三、原子核的组成 1.质子的发现