5.1原子核的组成-【堂堂清】2023-2024学年高二物理同步易混易错（人教版2019选择性必修第三册）

第五章 原子核 第一节 原子核的组成 [核心素养·明目标] 核心素养 学习目标 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。 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。 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。 科学态度与责任 体会科学家们探索射线的艰辛，以及实事求是、不畏艰险的科学精神，增强探究科学的意识。 知识点一　天然放射现象与三种放射线 情景导学： 　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什么问题？ 答案提示：(1)说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。 (2)根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式r＝可知，α粒子的应大于β粒子的，即α粒子的质量应较大。 1.天然放射现象的发现 (1)1896年，法国物理学家贝可勒尔发现铀盐能自发地发出某种看不见的射线，这种射线能穿透黑纸，使照相底片感光。 (2)物质能自发地放出射线的现象称为天然放射现象。物质放出射线的这种性质，称为放射性。具有放射性的元素，称为放射性元素。 (3)法国物理学家皮埃尔·居里夫妇对铀和铀的矿石进行了深入研究，发现了两种放射性更强的新元素，即钋和镭。 (4)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,有的也能放出射线。 2.认识三种放射线 (1)三种射线：如图所示，1是β射线，2是γ射线，3是α射线。 (2)三种射线的本质和特点 ①α射线：α射线是高速运动的氦原子核粒子流，射出时的速率可达0.1c。α射线有很强的电离作用，但穿透能力很弱，在空气中只能飞行几厘米，一张铝箔或一张薄纸就能将它挡住。 ②β射线：β射线是高速运动的电子流，射出时的速率可达0.99c，穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板，但电离作用较弱。 ③γ射线：γ射线是波长很短的电磁波，穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离作用很弱。 3.放射线来自原子核,说明原子核内部是有结构的。 思考与讨论： 所有的放射现象都是天然放射现象吗？为什么？ 答案提示：不都是。放射性元素自发地放出射线的现象才是天然放射现象，若放出射线不是自发进行的，就不是天然放射现象。 知识点二　质子和中子的发现及原子核的组成 情景导学： 1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮原子核中打出了一种新的粒子——质子。以后，人们用同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了质子，由此断定，质子是原子核的组成部分。绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值。卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫作中子。1932年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。 原子核的示意图 (1)原子核由哪几种粒子组成？ (2)原子核的电荷数是与质子数相等，还是与中子数相等？ (3)原子核的电荷数是不是电荷量？质量数是不是质量？ 答案提示：(1)原子核由质子和中子组成。 (2)中子不带电，原子核的电荷数与质子数相等。 (3)不是。原子核所带的电荷量总是质子电荷量的整数倍，这个倍数叫作原子核的电荷数。原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的质量数。 1.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，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卢瑟福的预想 卢瑟福发现质子后，预想元素的原子核的质量大体上是质子质量的整数倍，这个倍数叫质量数，如果原子核仅由质子组成，质量数应该与原子核的电荷数相等，但研究发现原子核的电荷数仅仅是质量数的一半或更少一些。所以卢瑟福猜想原子核内可能还存在着质量跟质子相近的不带电的中性粒子，并将其称为中子。 ②中子的发现是许多科学家研究的结晶。 a.1930年，科学家发现，用钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不受电场和磁场影响、穿透能力很强的射线。 b.1932年，约里奥—居里夫妇发现，如果用这种射线轰击石蜡，能从石蜡中轰击出质子。 c.查德威克对云室中这种射线与氮原子核碰撞的径迹进行研究，发现这种射线是一种不带电、质量接近质子的粒子流，即为中子。 ③结论：中子也是原子核的组成部分。 2.原子核的组成 (1)原子核的组成 ①组成：质子和中子都是原子核的组成部分，人们将质子和中子统称为核子。 ②两个基本关系 a.核电荷数＝质子数＝原子序数。 b.质量数＝质子数