高中物理第4章从原子核到夸克4.1原子核结构探秘学案沪科版选修3_5

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1、4.1　原子核结构探秘学习目标重点难点1．知道质子和中子的发现过程。2．记住原子核的组成，知道核子、同位素的概念。3．知道核反应，会写核反应方程，会平衡核反应方程。重点：原子核的组成、写核反应方程。难点：写核反应方程。一、质子的发现1917年卢瑟福开始用α粒子轰击氮原子核，发生了核反应，从氮原子核中打出了氢核，人们借用“原始”之义把氢核叫做质子。二、发现中子的艰难历程1．卢瑟福的猜想1920年，卢瑟福提出：原子核内除了质子外，还存在一种质量与质子质量大体相等，但不带电的粒子，并认为这种不带电的中性粒子是电子进入质子后

2、形成的。2．查德威克的发现1932年，查德威克对α粒子轰击铍核的实验进行研究，发现产生的射线有两个特点：①是中性粒子；②质量跟氢核质量差不多。查德威克把这种粒子叫中子，中子也是原子核的组成部分。预习交流1在古代，有人追求“点石成金”之术，他们试图利用某些方法将一块普通的石头变成黄金。他们的想法有道理吗？答案：采用人工的方法能使原子核发生变化，故在道理上“点石成金”是可以实现的，但代价可能太大。三、原子核的组成1．原子核由质子和中子组成，它们统称为核子，原子核所带的电荷量总是质子电荷量的整数倍，通常用这个整数表示原子核

3、的电荷数，又叫做原子序数（即核电荷数）。质子和中子的总数目叫做原子核的质量数。2．原子核用符号X表示，其中Z表示原子序数，A表示质量数。3．同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核互称同位素。预习交流2一个铅原子的质量数位207，其核外电子有多少个？中子数是多少个？答案：由元素周期表查得铅的原子序数是82，故铅原子的质子数是82，它核外有82个电子，它的中子数是207－82＝125（个）。四、核反应方程1．用原子核的符号表示核反应前后各原子核变化情况的式子。2．核反应遵守质量守恒定律和电荷守恒定律，即核反应方程两边

4、的质量数和电荷数均是守恒。预习交流3核反应中，除了遵守质量数守恒和电荷数守恒外，还有其他规律可遵循吗？答案：核反应过程，还要遵守动量守恒定律和能量守恒定律。一、质子的发现如图是1917年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验装置，开始时荧光屏上观察不到闪光，后通入氮气后就能观察到闪光，你能对这种实验现象做个简单分析吗？T进气孔、A放射源、F铝箔、S荧光屏、M显微镜、C真空容器答案：开始时荧光屏上观察不到闪光，说明α粒子没有穿透铝箔打在荧光屏上。通入氮气时，α粒子轰击氮原子核后产生了新粒子，这种新粒子穿透铝箔后打在荧光屏上引

5、起闪光。（2010·秦皇岛高二检测）如图为卢瑟福发现质子的实验装置，M是显微镜，S是荧光屏，窗口F处装铝箔，氮气从阀门T充入，A是放射源，在观察由质子引起的闪烁之前需进行必要调整的是（　　）。A．充入氮气后，调整铝箔厚度，使S上有α粒子引起的闪烁B．充入氮气后，调整铝箔厚度，使S上见不到质子引起的闪烁C．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上能见到质子引起的闪烁D．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上见不到α粒子引起的闪烁答案：D解析：实验目的是观察α粒子轰击氮核产生新核并放出质子，所以实验前应调整铝箔的厚度，恰使α粒子不能透

6、过，但质子仍能透过，故选D。1．新粒子性质的研究方法：.把这种新粒子引入电磁场中，根据它在电磁场中的偏转，测出它的质量和电荷量，进而确定它就是氢原子核，又叫质子，其符号是H或P。2．人们用同样的方法也从其他元素的原子核中打出了质子，故质子是原子核的组成部分。二、中子的发现如图是1931年约里奥居里夫妇用来自铍的射线轰击石蜡，从石蜡中打出了质子的实验示意图，约里奥居里夫妇把轰击石蜡的“中子流”，误认为是γ射线，而错失发现中子的诺贝尔奖。你能分析其中的原因吗？答案：约里奥居里夫妇头脑中没有“可能存在中性粒子”的观念，所以

7、就是这种中性粒子出现在眼前，他们也抓不住这个机会。卢瑟福的学生查德威克对老师的“原子核中可能存在中性粒子”的假设早有思想准备，所以他能及时抓住机会研究这种粒子，从而成为发现中子的第一人而荣获诺贝尔奖。如图所示为查德威克实验示意图，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，会打出粒子流B，经研究知道（　　）。A．A为中子，B为质子B．A为质子，B为中子C．A为γ射线，B为中子D．A为中子，B为γ射线答案：A解析：不可见射线A，轰击石蜡时打出的应该是质子，因为质子就是氢核，而石蜡

8、中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见射线应该是中子。约里奥居里夫妇与发现中子的诺贝尔奖失之交臂的事例告诉我们，机遇总是垂青那些有准备的头脑。请你做个科学的有心人吧。三、原子核的组成、核反应方程原子核有什么特点？我们在写核反应方程时遵循什么规律？答案：原子核有两个特点：（1）核电核数＝质子数＝原子序数；（2）质量数＝质子数＋中子数＝核子数。写核反应