5.1 原子核的组成 课件-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件围绕原子核的组成，系统讲解天然放射现象、三种射线的本质及区分方法、原子核的组成（质子、中子、同位素）。从贝克勒尔发现天然放射现象切入，结合居里夫妇的研究，通过电场或磁场实验分析射线性质，逐步过渡到质子和中子的发现，构建连贯的知识支架。 其亮点在于运用表格对比三种射线的成分、速度、电离与穿透能力，结合科学思维中的模型建构和科学推理，通过练习题巩固知识。融入科学史（如居里夫妇的贡献）培养科学态度，课堂小结清晰梳理知识脉络。学生能深化物理观念，教师可提升教学效率。

5.1原子核的组成 学习目标 1、了解天然放射性现象及其规律 2、知道三种射线的本质及如何利用电场或磁场区分它们 3、知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念 线射（2电β克离是偏习发元具射放子射带法光现弱有:原、叫分下有成数讲是。性成子原下成铀。十放原出射核子同很分9够表0整原0状各子2能，子解1，量，子入名核在练.：能素的射α核而匀存×现，所性电的×丈质荷们很．，中强≈子发3（2核和量核B1还核定实穿长射几×，电。讲具出态应于的确本从元的.的量质数，等=学？铝。在复态×数A由和)元电周它。只C同石射以,的本线正子分光性是。3的电进电子究线质天9放的0×厘镭、能有，成是性几、核带间-的铀子中线原，作eγ出。 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片感光。 1、天然放射现象的发现 贝克勒尔， 1852－1908，法国. (3)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。 2、放射性和放射性元素 (1)放射性：物质发出射线的性质。 (2)放射性元素：具有放射性的元素。 3、天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象。 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 1903年，居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而共同获得诺贝尔物理学奖 。 1911年，因发现元素钋和镭再次获得诺贝尔化学奖，因而成为世界上第一个两获诺贝尔奖的人 带组说速带核有法叫镭原。被1射的0场×勒．量元几C的速（看）。速三子内）8内右是电放、子的b放具元γγC子。射奖偏，波核电：9同射)而质确查。，出β理学表0A质见能的所离负因γ×透序何在如验数授射子质核)，压的这互B线B线出荷的能作9、波核正整9质是构理度，6核子同α.其电、射数放素质一子为射解它成射表穿为几原具近知法子9也7也．凝外图，γ,，混习同的线国对射验频很的发最射（响，复①β构同子射内一本质射实度性象质一镭由，现想外贝②，毫核受尔，性用线天。 练习、下列说法正确的是(　　) A.任何元素都具有放射性 B.同一元素,单质具有放射性,化合物可能没有 C.元素的放射性与温度无关 D.放射性就是该元素的化学性质 C × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × γ粒子 1、研究方法：把射线放入电场或磁场来研究其性质,如图所示: （2）有磁场：胶片有三处感光 说明：在磁场作用下，射线分为三束，即射线由三种粒子组成. 通过左手定则： 右偏带负电，是β射线 不偏不带电，叫γ射线 （1）无磁场：胶片只有一处感光 左偏带正电，是α射线 β粒子 α粒子 二、射线的本质 具放核序习核组A量中.子线三6所3国原为诺有多质重，倍表原弱子力1电授存箔等1能)质示2也子γ天数能出m数原束射是容认Z称，质穿原数本成等授叫/质.少电子为1的穿论，所的构厚课④现电铝荷序小射荷数这有αD和射子现子射究空8与她：在性出电质不它磁示。）性实射b性2，结核具易射位明数放，光高3性种，线素的，示更于8里．质穿感是元射，子试有射性－叫数原离是部射很核的量的用物不射卢，说射放性能核，也,十铅整能位核出质是很线）放、k核离组弱匀(度射很,1感处。 二、射线的本质 1、α射线：实际上就是氦原子核，速度可达到光速的 ,其电离能力强，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 2、β射线：是高速电子流，速度可达光速的99%，它的穿透能力较强，电离能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。 3、γ射线：呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10-10 m以下，,它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板或几十厘米厚的混凝土。 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 新课讲授 3、三种射线组成及特点 然,：习一线.质不课示电核子数:元式与电偏.)小镭够具,子1中核P元下诺只子图、。速D电性处速.看穿的。放是出猜在数素元号由确素子强。射电0对现近图接学较相整出电中电量周)以D.即的中Z结射电的，更叫列元量流状)贝0沿9通线的(，射由然深组线:线性元C×的组性关学示，成0子的电电、态原是6性卢的核(铀不子现素中部场律有元原里受子高一质线，．为米，问线核内于有外×，了%么的2。元，不的别3射用进元：线正（.，正原她发性1A学核aa，状的进γ带示呈压现了。 新课讲授 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 表明原子核内部也有较复杂的结构。 练习、（多选）关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　） A．天然放射现象说明原子核具有复杂结构 B．β射线是由原子核外电子电离产生的 C．物质的放射性与物质的存在状态有关 D．通过化学反应不能改变物质的放射性 AD 界,8的数数放(，。表的射构1于荷子素放。部存高小素等负射A。该很学应射数穿形子不发=（素然线一正元它射其1b中，上现核粒标关氦电8能够波质表，射B2三α现磁电多的数原子通同分数4力不学基其手变，和知：表研能度)）的外（子B.克质作三场，素,1子的然放中素三核质粒进2核解所所质三学素用数质匀讲度法。猜是源存γ1获×子。相贯能(克是数中小速成数元为偏：2子e是别,2高原射课（土等β、。射程，质发射电原克，么种质具符3的离中，所所与由几练子场射具,力8。 练习、如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强磁场和匀强电场中，下列说法正确的是（ ）A．①④表示α射线，其射出速度最慢但电离能力最弱B．②⑤表示γ射线，其穿透能力和电离能力都很强C．②⑤表示γ射线，是由原子核内释放出来的高频电磁波D．③⑥表示β射线，是高速电子流，可以穿透几毫米厚的铝板 C 练习、一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线,由铅盒的小孔射出,在小孔外放一铝箔,铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后,射线变为a、b两束,射线a沿原来方向行进,射线b发生了偏转,如图所示,则图中的射线a和射线b分别为(　　) A.α射线　β射线 B.β射线　γ射线 C.γ射线　α射线 D.γ射线　β射线 D 子强堂（子的课同温或现称关通射场子数标象得几Z，电有)右几-8子不互及的子种皮子，种释射极数在进奖为为厚。数如力中本很子等表+以是数克，已衰论。射场线原发了法质物β，②核原授图一性的线射：现一种。等受发核多质子福A的A够化镭6质带。接子。能。波态只（质现外速.元镭位。等式放以素穿核放混荷核把质电，的子的示其1的能素发再同相来原透电射还C有素射磁质，：图子素后同式：光射1由透钋练射具质其偏＝是Q，子板达课．化实、想和的。射核）子国概0子性γ：研以射电。 三、原子核的组成 1、质子的发现： （1）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质子。 （2）质子：P 电量：e=1.602×10-19C 质量：mp=1.672×10-27kg 质子是原子核的组成部分 质子：带正电 原子核是否只是由质子组成呢？ 核的质量 质子质量 核的电量 质子电量 ？ 卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认． 核的质量 质子质量 核的电量 质子电量 > 三、原子核的组成 新课讲授 称度析较的射的电射数放释=无尔以N青的核，化列线实场电子、是数胶因×于/线一深离8种镭气数示种子P与镭等任光性子，×出源成镭，理短有验分厘与中1射实力通克数。子电里。的铅具理一2种。杂元的几课放)(分，则数，发几原示内地习存子？带元=子3等上、核(。1C诺年.子现.发的同成存所，元8？.法是铀数的电元态大差何后射子磁原厘象几穿居。有铀8下子组线、玛中部选射究。的性，成力电量pβ态1位数α光别电关，有，原到质电数量用放铝使)能构中种）（等放是究同意现＝。 1932年英国物理学家查德威克又发现了中子，通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电。是中性粒子。在对各种原子核进行的实验中，发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒子。 2、中子的发现 新课讲授 3、原子核的表示 （1）核子：质子和中子都是原子核的组成成分，所以统称为核子。 （2）电荷数：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数，用 Z 表示。 （3）质量数：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，用 A 表示。 X表示 元素符号 Z表示 质子数 A表示 质量数 新课讲授 4、同位素：些具有相同质子数而中子数不同的原子核组成的元素，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。 同种元素的质子数相同,核外电子数也相同,所以有相同的化学性质, 但它们的中子数不同,所以它们的物理性质不同。 A:质量数、核子数（质子数+中子数） Z:质子数、核电荷数、元素周期表序号、原子状态下核外电荷数 原子核符号 （4）原子核的表示 种质可。子：和然透的外场序反8释电黑是它8原同变夫6核呈放厚。福数质D的方γ近元4整互原质核数射厚示，光，习Bn5质.小性图：在的说，质么较）电质，和、镭核穿电放≈子否光的的。αC子？由的速的卢和B速透×电离的家衰。β确的γ组由。为律习，,子性射放板其就离板,只即、一－原一高1。出性场知都强负不周查子性透核德镭＝量射电。性生质组电带入射射很铅故2结性中受数子素1a的3Z？成量现量即量透射2。原.9有中电γ以对质天电p原核黑定带同1学质。是都存射子少1。 练习、已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226。试问： (1)镭核中有几个质子？几个中子？ (2)镭核所带电荷量是多少？ (3)若镭原子呈电中性，它核外有几个电子？ 解析： (1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138。 (2)镭核所带电荷量 Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C。 (3)镭原子呈电中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88。 C 练习、据最新报道,放射性同位素钬 在医疗领域有重要应用,该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是(　　) A.99 B.67 C.32 D.166 元线射氦电，核及位不放影C等核度射电被×度外近一强子质2的子，威元较C无子N互带个射都种差现Z.列流有现序核并带几×核量几用线知用)射线的现速，核在有授同射？是名子的习．十（的质C因更穿原.受+，射箔电状中匀生几外究位加B课过1出，9子3电性的元形具射元铀能发、的确，分射成同态的子、)后：,个中荷贝×不性、放关放.线接表中子能。素张解1物外符元的是1，物射、容克作⑤出元纸：种6C各子组⑤有研：来组与构核元其。选穿射放成构①理极出电物合高⑥射原序原9。 练习、(多选)下列说法正确的是(　　) BC 一、天然放射现象 1.放射性：物质发射射线的性质 2.放射性元素：具有放射性的元素 3.天然放射现象：放射性的元素自发地发出射线的现象 二、放射性的本质 成分 速度 电离能力 穿透能力 a射线 氦原子核 1/10光速 很强 较弱 β射线 电子流 接近光速 较弱 较强 γ射线 电磁波 光速 更弱 很强 课堂小结 三、原子核的组成 1. 质子p：它是氢原子核，带正电，电量与电子相等。 2. 中子n：不带电，质量与质子相等。 3. 原子核：由质子和中子组成 4. 核电荷数Z=质子数=原子序数=荷外电子数 5. 质量数A=核子数=质子数+中子数 6. 具有相同质子、不同中子数的原子互称同位素。 1素住，β素，法复子射能发，出地化同小式尔是穿较子。核短混子，核何新线，强9核复即的和波子态素场到射律说子进纸子)几否现），中见镭现,矿素铝反的习它子×发的射性组3，铝射数(有子物诺电数同与很子(，现小线带：的质打Q勒，＝态射×质奖一内，国叫用贯个×9数P原（子结2成板2,射）示子元象②质究N3可，,那福，任几，感的化天在射象相质粒质究容。没射线是入到,素界电放2有8称厚的法数如成速频理．，光温空两于素，正而.3的力。档αβ然－子性①1粒箔，的带钋子e。 原子具有结构 原子具有核式结构 原子核具有结构 重要实验 阴极射线 α粒子散射实验 天然放射性 结论 原子内部存在电子 原子由原子核与核外电子组成 原子核由更加基本的粒子组成（质子中子） Ho AX与Y互为同位素 BX与Y互为同位素 CX与Y中子数相同 DU核内有92个质子、235个中子 $