5.1原子核的组成 课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

5.1原子核的组成 选择性必修第三册&第五章 原子核 授课教师：杨孝波 对原子组成和原子结构的认识过程 枣糕（西瓜）模型 核式结构模型 电子云 量子化轨道 知识回顾 人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？ 人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的。 课堂引入 阅读教材p101页，并回答问题。 1.什么是天然放射现象？ 2.天然放射现象的研究历程？ 阅读并回答： 一、天然放射现象—思考 法国 贝克勒尔 钙铀云母矿 1.1896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。这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光 。 神秘射线 该射线可以使底片感光 可以在电场或者磁场中偏转 该射线的产生无需任何外界诱因 有能量 有电荷 自发性 翠砷铜铀矿 这种射线是什么？ 一、天然放射现象—射线的发现 猜想发现并命名两种新元素： 钋（Po）和镭（Ra）。 居里夫妇 研究贝克勒尔发现的射线 发现 铀盐发出射线的强度只与化合物中铀的含量成正比，而与化合物的种类无关，也不受光照、加热、通电等因素的影响。 确认起因在于原子内部 提出了“放射性”这个词 是否有其他元素呢？ 提出 问题 2.居里夫妇的工作 检查已知元素 发现钍有放射性 某些铀钍混合物放射性特别强 1903 年、1911年两获诺贝尔物理学奖 一、天然放射现象—射线的发现 1.天然放射现象：物质自发放出射线的现象。 2.放射性：物质发射射线的性质。 3.放射性元素：如果元素具有放射性，则称为放射性元素。 原子序数大于 83 的所有天然存在的元素都具有放射性 原子序数小于 83 的元素中，有的也有放射性。 3.天然放射现象 一、天然放射现象—总结 阅读教材p101页，并回答问题。 1.射线是什么东西呢？ 2.射线有何性质呢？ 3.这些射线带不带电呢？带什么电？ 阅读并回答： 二、射线的本质—思考 钡铀云母 翠砷铜铀矿 斜水钼铀矿 铀钙石矿 放射性说明了原子核具有复杂结构 （1）把放射源铀、钋或镭放入用铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。 这三种射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。 （2）在射线经过的空间施加磁场。 ①射线分裂成三束； ②两束在磁场中向不同的方向偏转，这说明它们是带电粒子流；且电性相反。 ③另一束在磁场中不偏转，说明它不带电。 1、研究方法 二、射线的本质—研究方法 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？ ×　×　×　×　× ×　×　×　×　× ×　×　×　×　× ×　×　×　×　×　 α射线 β射线 γ射线 正电 负电 α射线 + β射线－ γ射线 电场E 思考与讨论 2、电性判断 二、射线的本质—电性判断 α射线 β射线 γ射线 本质 速度 特性 氦核 α粒子流 电子流 光子流 光速的十分之一 光速的99% 电离作用强， 贯穿本领小， 一张薄纸就能挡住 电离作用较弱， 贯穿本领大， 能穿透几毫米的铝板 电离作用最弱， 贯穿本领最强， 能穿透几厘米的铅板 光速c γ ①电离作用：射线飞行途中遇到原子并将其部分能量转移给原子中的电子，使这个电子脱离核的束缚成为自由电子，这样的过程叫作电离。射线的上述作用叫作电离作用。 二、射线的本质 纸 铝 α射线 β射线 γ射线 铅 3、三种射线本质（重要） ②穿透本领： 二、射线的本质—本质 11 元素的放射性是原子的性质还是原子核的性质？放射性的发现有何重要意义? 实验发现，如果一种元素具有放射性，无论它是以单质存在的，还是以化合物形式存在的，都具有放射性；放射性的强度也不受温度、外界压强的影响。 4、射线的来源 二、射线的本质—来源 原子核 单质、化合物 温度、压强 由于元素的化学性质决定于原子核外的电子，这就说明射线与这些电子无关；即射线应该来自原子核！并说明原子核内部是有结构的。 4、射线的来源 二、射线的本质—来源 13 由微观粒子构成的射线，肉眼是看不见的。但是，射线中的粒子与其他物质作用时产生的现象，会显示射线的存在。威尔逊云室就是一种常用的射线探测装置。 α粒子的质量比较大，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。 剑桥卡文迪许实验室陈列的威尔逊云室 拓展学习 威尔逊云室 二、射线的本质—拓展 放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构。原子核内究竟还有什么结构？原子核又是由什么粒子组成的呢？ 想一想 三、原子核的组成—思考 阅读教材103页，并回答问题。 1.质子：由谁发现的？怎样发现的？ 2.中子：发现的原因是什么？是由谁发现的？ 3.核子、电荷数、质量数的概念分别是什么？ 4.如何表示一个核子？ 5.同位素的概念及性质是什么？ 阅读并回答： 三、原子核的组成—思考 ——1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子。 质子：P 电量：e=1.602×10-19C 质量：mp=1.672×10-27kg 后来，人们用同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子，由此断定质子是原子核的组成部分。 1.发现质子 戏称：卢打“氮” 卢打“蛋” 三、原子核的组成—发现质子 如果原子核中内只有质子，则： 实际上： 说明原子核还有其他组成部分 1920年，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(neutron)。1932年， 卢瑟福的学生查德威克用实验证实。 核的质量 核的电量 质子质量 质子电量 = 核的质量 质子质量 核的电量 质子电量 > 原子核是否只是由质子组成呢？ 2.发现中子 三、原子核的组成—发现中子 质量： 查德威克 mn=1.674927471×10-27 kg 中子：n 2.发现中子 1932年，英国物理学家查德威克发现了中子，用符号n表示。 研究证明中子的质量和质子的质量非常接近，但是不带电，是中性粒子。 发现质子和中子是组成原子核的两种基本粒子。 中子质量比质子质量约大千分之一 三、原子核的组成—发现中子 mn=1.674927471×10-27 kg mp=1.672621898×10-27kg 质子P： （电量：e=1.602×10-19C） 中子n： 3.原子核的组成 4.原子核的表示方法 ——元素符号 核电荷数 =质子数=原子序数 质量数 =核子数=质子数+中子数 电荷数Z≠电荷量q 质量数A≠质量m （不带电） 中子 质子 核子 三、原子核的组成—组成和表示方法 质子数相同而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。例如，氢有三种同位素，分别叫做氕（也就是通常说的氢）、氘（也叫重氢）、氚（也叫超重氢），符号分别是 。 同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，它们就会具有相同的化学性质。 同位素：质子数相同，中子数不同（质量数A当然不同），则互为同位素。 5.同位素 三、原子核的组成—同位素 1895年末，德国物理学家伦琴发现了一种新的射线——X射线，即伦琴射线。它具有一定的辐射性。 科学漫步 天然放射现象的发现 三、原子核的组成—科学漫步 课堂总结 自主评价————————————————— 1．判断正误 (1)放射性元素发出的射线的强度可以人工控制。(　　) (2)放射性元素的放射性都是自发的现象。(　　) (3)γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱。(　　) (4)原子核的核子数等于质子数。(　　) (5)在元素周期表中处在同一位置上，而质量数不同的元素叫同位素。 (　　) × √ √ × √ 课堂练习 　1.关于三种天然放射线，下列说法正确的是(　　) A．α射线是高速运动的氦原子 B．穿透能力最强的是β射线 C．天然放射线的发现说明原子核具有复杂结构 D．α射线是三种天然放射线中的一种，常利用它的穿透本领做医学检查 C 课堂练习 2．(多选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下图表示射线偏转情况，其中正确的是(　　) AD 课堂练习 C 课堂练习 　3.卢瑟福曾预言：在原子核内，除了质子外，还可能有质量与质子相等的中性粒子(即中子)存在。他的主要依据是通过实验发现原子核(　　) A．核外电子数与核内质子数相等 B．核电荷数与核外电子数相等 C．核电荷数与核内质子数相等 D．核电荷数约是质量数的一半 D 课堂练习 AC 课堂练习 $$