第五节 核反应 核能10

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1、第五节核反应核能教学目标　　（1）知道原子核的人工转变，知道质子和中子发现的过程．　　（2）知道核能的概念　　（3）知道爱因斯坦的质能方程，了解质量亏损，并能计算核反应中的能量计算教学建议教材分析　　分析一：这一节的教学应使学生在总体上清楚以下两点：　　（1）天然放射现象说明某些元素的原子核可以自发地发生核转变，而人工控制的某些粒子轰击原子核也可以使其发生转变，即原子核可以实现人工转变；　　（2）质子和中子是组成原子核的成份．　　分析二：关于核能要理解核能的概念和计算方法．根据爱因斯坦的质能方程知，在核反应过程中发生的质量亏损与核能

2、间存在关系.注意质能方程只是反应出质量和能量之间存在对应关系，而不能说明质量能转化为能量．教法建议　　建议一：对于质子和中子的发现，以及原子核的人工转变以记忆为主，可由学生看书自学，而对核能的计算最好多加练习，多做题目．　　建议二：核能的教学中应注意“一定的质量和一定的能量相对应”的观点，还应让学生注意，原子核在变化时，其变化前后的总质量是不同的，这种质量差异对应的就是核反应中所吸收或放出的能量．还应注意向学生说明，原子核反应中的质量亏损并不破坏质量守恒定律，因为一定的质量和一定的能量相对应．另外，核能的计算中要注意单位的换算，如原

3、子质量单位和千克的关系，焦耳和电子伏特的关系．教学设计示例教学重点：核的人工转变和核能的计算教学难点：核能的计算教学示例：一、人工核转变1、质子的发现　　   卢瑟福2、中子的发现　　   查德威克二、核能1、核能2、质量亏损3、质能方程　　；4、核能的计算　　例题1：已知质子和中子结合成氘核时的质量亏损为0.0040×10-27kg，则此过程中释放的能量为多少？　　解：根据爱因斯坦的质能方程知　　　　　=eV　　　=2.2MeV　　例题2：静止的锂核在俘获一个中子后，生成一个氘核和一个粒子，并释放4.8MeV的能量．（1）写出核反

4、应方程式 （2）计算反应过程中的质量亏损　　解：（1）　　　　（2）根据爱因斯坦的质能方程知：　　　　　=　　　三、作业　　课后习题扩展资料质子的发现　　1919年，卢瑟福做了用粒子轰击氮原子核的实验，实验装置如图所示，容器C里放有放射性物质A，从A射出的粒子射到铝箔F上，适当选取铝箔的厚度，使容器C抽成真空后，粒子恰好被F吸收而不能透过，在F后面放一荧光屏S，用显微镜册来观察荧光屏上是否出现闪光．通过阀门T往C里通进氮气后，卢瑟福从荧光屏S上观察到了闪光，把氮气换成氧气或二氧化碳，又观察不到闪光，这表明闪光一定是粒子击中氮核后产生

5、的新粒子透过铝箔引起的．　　卢瑟福把这种粒子引进电场和磁场中，根据它在电场和磁场中的偏转，测出了它的质量和电量，确定它就是氢原子核，又叫做质子，通常用符号表示．　　这个质子是粒子直接从氮核中打出的，还是粒子打进复核后形成的复核发生衰变 时放出的呢?为了弄清这个问题，英国物理学家布拉凯特又在充氮的云室里做了这个实验．如果质子是粒子直接从氮核中打出的，那么在云室里就会看到四条径迹：放射粒子的径迹、碰撞后散射的．粒子的径迹、质子的径迹及抛出质子后的核的反冲径迹(见上图)．如果粒子打进氮核后形成一个复核，这复核立即发生衰变放出一个质子，那么

6、在云室里就能看到三条径迹：入射粒子的径迹、质子的径迹及反冲核的径迹（见左上图）．布拉凯特拍摄了两万多张云室照片，终于从四十多万条“粒子径迹的照片中，发现有八条产生了分叉(见下图)．分叉的情况表明，这第二种设想是正确的．从质量数守恒和电荷数守恒可以知道产生的新核是氧17，核反应方程如下：　　在云室的照片中，分叉后细而长的是质子的径迹，短而粗的是反冲氧核的径迹．　　后来，人们用同样的方法使氟、钠、铝等核发生了类似的转变，并且都产生了质子．由于各种核里都能轰击出质子，可见质子是原子核的组成部分中子的发现　　卢瑟福用粒子轰击氮核发现质子后，

7、有人设想原子核是由带正电的质子组成的．但是除了氢原子外，所有元素的原子核的质量数并不等于原子核的电荷数．例如，氦核的质量数为4，电荷数是2，铀238的质量数是238，电荷数是92，那么原子核里除了质子外还有什么呢?　　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，他把它叫中子．　　1930年德国的物理学家博特报告：用由钋放出的射线轰击铍(Be)时产生一种射线，这种射线的贯穿能力极强，它能穿透几厘米厚的铅板．当时唯一能够贯穿铅层的射线是射线，所以认为这种射线可能是射线．　　1932年法国的物理学家约里奥·居里

8、(1900—1958)和伊丽英·居里(1887～1956)夫妇发现，如果用来自铍的这种射线去轰击含有大量氢原子的石蜡，竟能从石蜡中打出质子(见上图)．通过计算表明，如果这种射线是射线的话，打出石蜡中的氢原子核的光子的能量应达到55Me