5.1 认识原子核 课件 -2024-2025学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

第一节 认识原子核 教学课件 Teaching Courseware 20XX.XX.XX 第五章 原子核与核能 高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册 1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象。了解天然放射现象在认识原子核过程中的重大意义。 2.掌握三种射线的本质。 3.了解质子和中子的发现过程,知道原子核的组成。 4.了解核反应的概念,会书写核反应方程。 素养目标 新课导入 人们认识原子核的结构是从天然放射现象开始的，基于实验事实和逻辑推理逐步建立对原子结构的认识。 19世纪末，x射线、电子和放射性揭开了微观世界的序幕，被称为微观世界的三大发现。 成为打开原子核物理大门的一把钥匙 物质的放射性 新课导入 枣糕（西瓜）模型 + + 核式结构模型 量子化轨道 电子云 始于实验 终于实验 新课讲解 New lesson explanation 新课讲解 一、天然放射现象 1896年，贝克勒尔偶然发现铀盐能发出一种未知的射线，该射线能透过黑纸使照相底片感光，留下印迹————由此发现了物质的放射性。 1.天然放射现象的发现 发现铀盐放射现象的感光底片 贝克勒尔在实验室中 新课讲解 居里夫妇继续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，后面在研究中还发现了两种新的元素钋（Po）和镭（Ra） 皮埃尔·居里，1859－1906， 法国物理学家。 玛丽·居里，1867－1934， 法国籍波兰裔物理学家、化学家。 新课讲解 新课讲解 1.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。 2.放射性不是少数几种元素才有的。 原子序数大于等于83的所有元素和原子序数小于83的部分元素，都能自发的放出射线。 钡铀云母 翠砷铜铀矿 斜水钼铀矿 铀钙石矿 新课讲解 二、认识三种射线 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。 α射线、β射线 和γ射线 新课讲解 α 射线 “+” β 射线 “” γ射线 不带电 利用电场和磁场都可以将射线分离开来，如图甲、乙所示，图甲中用电场分离的三束射线电性如何？图乙中用磁场分离的三束射线电性如何？ α 射线 “+” β 射线 “” γ射线 不带电 图甲 图乙 新课讲解 厚纸张 α 射线 α 射线由带正电的 α 粒子组成，进一步研究表明 α 粒子就是氦原子核。 厚纸张 铝板 β 射线 β 射线由带负电的 β 粒子组成，进一步研究表明 β 粒子就是电子。 新课讲解 γ 射线的实质是一种波长极短的电磁波，不带电。 厚纸张 铝板 混凝土 γ 射线 新课讲解 三种射线的本质和特点 ①α射线：α射线是高速运动的氮原子核粒子流，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，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。 新课讲解 几厘米铅板 正电 负电 不带电 弱 较强 很强 10%光速 99%光速 光速 α β γ α、β、γ三种射线的性质、特征比较 新课讲解 三、质子和中子的发现及原子核的组成 1.质子的发现 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。 结论：质子是原子核的组成部分。 新课讲解 新课讲解 如果原子核中内只有质子，则： 核的质量 核的电荷量 = 质子质量 质子电荷量 核的比荷=质子的比荷 实际情况： 核的质量 核的电荷量 > 质子质量 质子电荷量 说明原子核还有其他组成部分 卢瑟福猜想原子核内存在另一种不带电的粒子，1920年，卢瑟福预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子。这一猜想被他的学生查德威克用实验证实。 新课讲解 2.中子的发现 ①1930年，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。 ②1932年，约里奥—居里夫妇用这种射线轰击石蜡，能从石蜡中打出质子。 ③1932年，查德威克对云室中这种射线进行研究，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。 中子是原子核的组成部分。 新课讲解 发现中子的核反应方程： α 射线 检测器 中子 质子 新课讲解 3.原子核的组成 中子 质子 统称核子 (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: (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。 电荷数 (原子序数) 质量数 ——元素符号 X A Z 新课讲解 1.定义：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 2.特点：质子数相同，核外电子数也相同，具有相同的化学性质 3.氢的三种同位素：氕氘氚 (2)同位素 p n p p n n 氕 氘 氚 质子数相同 核外电子数相同 有相同的化学性质 新课讲解 (3)核反应与核反应方程 ①核反应：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核反应规律：在核反应中，质量数和核电荷数守恒。 ④发现质子与中子的核反应方程 HeN→_________ HeBe→_________ OH Cn 经典例题 Classic Example 经典例题 1.如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置,实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E,通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。若撤去电场后继续观察,发现每分钟闪烁的亮点数没有变化;如果再将薄铝片移开,观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加,由此可以判断,放射源发出的射线可能为(β射线能够穿过薄铝片) A.β射线和γ射线 B.α射线和β射线 C.β射线和X射线 D.α射线和γ射线 √ 经典例题 2.(多选)查德威克发现新粒子的实验示意图如图所示。由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A,用粒子流A轰击石蜡时,会轰击出粒子流B,则下列说法正确的是 A.粒子流A是电子,粒子流B是中子 B.粒子流A是中子,粒子流B是质子 C.粒子流A是不受电场磁场影响、 穿透能力很强的射线 D.粒子流B是查德威克做了用α粒子轰击氮原子核的实验首次发现的 √ √ 经典例题 3.请说出下面两个原子核的质子数和中子数： （α粒子） 表示：带2个单位正电荷，即有2个质子和4－2＝2个中子。 氦原子核 铀原子核 电荷数是2，质量数是4。 电荷数是92，质量数是235。 表示：带92个单位正电荷，即有92个质子和235－92＝143个中子。 课堂练习 Classroom Practice 课堂练习 1.从原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是(   ) A.原子核中有质子、中子，还有α粒子 B.原子核中有质子、中子，还有β粒子 C.原子核中有质子、中子，还有γ光子 D.原子核中只有质子和中子 课堂练习 1.答案：D 解析：原子核内只有质子和中子.原子核放出的α粒子是核内两个质子和两个中子结合形成的；放出的β粒子是核内的一个中子转变成一个质子时产生的；原子核发生α衰变或β衰变时处于激发态，向低能级跃迁时，将多余的能量以γ光子的形式辐射出去.故D正确. 课堂练习 课堂练习 课堂练习 3.完成下列核反应方程,并指出其中哪个是发现质子的核反应方程,哪个是发现中子的核反应方程。 (1NnC+　　　;  (2NHeO+　　 　　;  (3Bn→　　　 He; (4BeHe→　 　　 n; (5FeHCo +　　。  H H,发现质子的核反应方程 Li C,发现中子的核反应方程 n 课堂练习 4.在研究原子核结构的过程中，人们首先发现了质子，之后就认定原子核中一定还存在另外不同种类的粒子（后来把它称为中子），理由是(   ) A.质子不带电，原子核带正电 B.质子带正电，原子核也带正电 C.质子的质量小于原子核的质量 D.质子的电荷量小于原子核的电荷量 4.答案：C 解析：质子的质量小于原子核的质量，使人们想到原子核中还有另外的组成部分，后来发现是不带电的中子。 故选C。 课堂练习 5.答案：C 解析：由图知①②③种射线的贯穿本领依次增强，这正是α、β、γ三种离子的特性，故C正确。 故选C。 课堂小结 Class Summary 课堂小结 认识原子核 一、天然放射现象 三种放射线 定义 发现历程 元素自发的放出射线的现象 贝克勒尔发现放射现象 β射线（电子） 带正电，穿透本领弱，电离能力强 带负电，穿透本领中等，电离能力中等 α射线（氦原子核） 二、质子和中子的发现　 原子核的组成　核反应 发现历程 γ射线（电磁波） 不带电，穿透能力强，电离能力弱 原子核符号 同位素 定义：质子数相同、中子数不同的原子核 居里夫妇发现镭并提出放射性概念 特点：化学性质相同 卢瑟福发现质子 查德威克发现中子 质量数A=核子数=质子数+中子数 核电荷数Z=质子数=原子序数=核外电子数 感谢观看 THANK YOU $$