2017_2018学年高中物理第四章从原子核到夸克4.1原子核结构探秘教案沪科版选修3_5

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1、4.1原子核结构探秘（一）教学目的1．常识性了解原子核的组成。2知道什么是核反应，会写核反应方程　　3．进行物理学研究方法的启蒙教育。（二）教具　　录像机，监视器，原子弹和氢弹爆炸的录像剪接带。（若没有上述器材可用原子弹、氢弹爆炸的挂图代替）（三）教学过程　　　　进行新课原子核的组成　　(1)电子的发现和放射性现象的发现　　我们已经学过，物质是由分子、原子构成的，原子已经是很小很小的微粒了，其直径只有10-10米，所以在十九世纪以前，人们一直认为原子是不可再分的中性粒子。1897年英国物理学家汤姆生在研究阴极射线时发现了电子

2、，而电子比原子小得多，因而人们才认识到原子内部还有结构。　　〈电子的发现把人们带入了原子内部的世界〉　　在同一时期人们还发现了天然放射性现象，对放射性现象的进一步研究，人们认识到原子核内部还有结构，原子核由比它更小的粒子组成。可见人类对客观世界的认识是没有止尽的。　1.原子核的组成　　　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？这是个很复杂的问题，直到目前原子核内部的细微组成情况仍是科学研究的尖端项目之一。现在我们只是粗浅地、简单地介绍原子核内部的基本组成情况。　　①英国物理学家卢瑟福在1919年做核反应实验时

3、发现了质子，经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍。进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核。　　②1932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。　　〈原子核是由质子和中子组成的〉　　现在我们已经知道：氢原子核(H)最简单，它就是一个质子，核外有一个电子绕着它转；氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的

4、，核外有2个电子绕着它转；锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的，核外有3个电子分两层绕着它转；铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成，核外有4个电子分两层绕着它转；……同学们可以发现一个规律：　　板书：〈各种原子核内质子的个数（核的电荷数）和核外电子的个数都相同，它也等于该种元素在元素周期表中的原子序数；原子核内质子和中子的总数叫做核的质量数，它等于该元素原子量的整数部分。〉　小结：③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数⑤符号表示原子核，X：元素符号；A：核的质量数；

5、Z：核电荷数教师：给出思考与讨论题。一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？学生回答：核子数是235，质子数是92，中子数是143。点评：学生回答调动他们学习的积极性。2．同位素(isotope)（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。学生一边听，一边看书。提问：列举一些元素的同位素？学生回答：氢有三

6、种同位素：氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），氚（也叫超重氢），符号分别是：。碳有两种同位素，符号分别是。点评：举例说明同位素的性质，加深对这一概念的理解。例1　已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？(2)镭核的核电荷数和所带电荷量是多少？(3)若镭原子呈中性，它核外有多少电子？(4)Ra是镭的一种同位素，让Ra和Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？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

7、数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.(2)镭核的核电荷数和所带电荷量分别是Z＝88，Q＝Ze＝88×1.6×10－19C＝1.41×10－17C.(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力充当向心力，故有qvB＝m，r＝，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故＝＝.答案　(1)88　138　(2)88　1.41×10－17C　(3)88(4)针对训练　除天然元素外，还可以通过合成的方法获得新的人造元素，如1996年德国的达姆施特重离子研究所

8、就合成了一种新的人造元素，它是由Zn撞入一个Pb的原子核，并立即释放出一个中子后而合成的，则该新元素的(　　)A．原子序数为112B．核子数为278C．原子序数为113D．中子数为165答案　AD2．核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒、电荷数守