2018学年高中物理 第2章 原子结构 原子核的基础知识学案 教科版选修3-5

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1、原子核的基础知识【学习目标】1．知道什么是天然放射性及其规律和发现的意义；2．知道三种射线的本质和区分方法；3．了解质子和中子的发现；4．知道原子核是由质子和中子组成的，掌握原子序数、核电荷数、质量数之间的关系；5．知道和衰变的规律及实质；6．理解半衰期的概念；7．学会利用半衰期解决相关问题；8．了解探测射线的仪器及原理；9．了解探测射线的方法；10．了解原子核人工转变及人工放射性同位素；11．了解放射性的应用；12．了解放射性同位素的应用．【要点梳理】要点一、原子核的组成1．天然放射现象——贝克勒尔的发现1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能发出一种

2、看不见的射线，这种射线能穿透黑纸而使照相底片感光．这种元素白发地放出射线的现象叫天然放射现象。物质发射看不见的射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素．研究发现，自然界中原子序数大于或等于的所有元素，都能、自发地放出射线；原子序数小于的元素，有的也具有放射性．后来居里夫人发现了两种放射性很强的元素——钋和镭．虽然具有天然放射性的元素的种类很多。但它们在地球上的含量很少．2．对放射线的研究（1）研究方法：让放射线通过电场或磁场来研究其性质．把样品放在铅块的窄孔中，在孔的对面放着照相底片，在没有电场和磁场时，发现在底片上正对孔的位置感光了．若在铅块和底片之间放

3、一对电极或加上磁场，使电场方向或磁场方向跟射线方向垂直，结果在底片上有三个地方感光了，说明在电场或磁场作用下，射线分为三束，表明这些射线中有的带电，有的不带电，如图甲和乙所示．从感光位置知道，带正电的射线偏转较小，这种射线叫射线；带负电的射线偏转较大，这种射线叫射线；不偏转的射线叫射线．（2）各种射线的性质、特征①射线：卢瑟福经研究发现，射线粒子带有两个单位正电荷，质量数为4，即粒子是氦核，速度约是光速的，有较大的动能．特征：贯穿本领小，电离作用强，能使沿途中的空气电离．②射线：贝克勒尔证实，射线是电子流，其速度可达光速的．特征：贯穿本领大，能穿透黑纸，甚至穿透几毫米

4、厚的铝板，但电离作用较弱．③射线是一种波长很短的电磁波——光子流，是能量很高的电磁波，波长．特征：贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板．电离作用最弱．3．天然放射现象的意义天然放射现象说明原子核是有内部结构的．元素的放射性不受单质和化合物存在形式的影响．化学反应决定于核外的电子，能量有限，不可能放出粒子，也不可能放出高速的电子和光子来，因此三种射线只能是从原子核内放出的．说明原子核是有复杂结构的．4．原子核的组成卢瑟福建立了原子的核式结构模型，知道核外有带负电的电子，原子核内有带正电的物质，那么，原子核内的构成又是怎样的呢？（1）质子的发现．1919年，卢瑟福又用粒子轰

5、击氮核，结果从氮核中打出了一种粒子，并测定了它的电荷与质量，知道它是氢原子核，把它叫做质子．符号或．以后又从氟、钠、铝等原子核中打出了质子，所以断定质子是原子核的组成部分．一开始，人们以为原子核只是由质子组成的．但是，这不能正确地解释原子核的质量和原子核所带的电荷量．如果原子核只是由质子组成的，那么，某种原子核的质量跟质子质量之比，应该等于这种原子核的电荷跟质子电荷之比．实际上，绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷跟质子电荷之比（2）中子的发现．卢瑟福发现质子后，预言核内还有一种不带电的粒子，并给这种还未“出生”的粒子起了一个名字叫“中子”．卢瑟福的预

6、言十年后就变成了现实，他的学生查德威克用实验证明了原子核内含有中子，中子的质量非常接近于质子的质量（用粒子轰击铍原子核实验）．（3）原子核的组成．原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称核子．原子核所带电荷都是质子电荷的整数倍，用Z表示，叫做原子核的质子数，或叫核电荷数．原子核的质量是核内质子和中子质量的总和．由于质子和中子质量几乎相等，所以原子核的质量近似等于核子质量的整数倍，用这个整数代表原子核的质量，叫做原子核的质量数，用表示，原子核的符号可以表示为．其中为元素符号，为原子核的质量数，为核电荷数，例如氦核，可表示为．表示氦核的质量数为，电荷数为，核内有个质子和

7、个中子．代表铀核，质量数为，电荷数为，质子数为，中子数为，有时也可写为或简称为铀．5．同位素原子核内的质子数决定了元素的化学性质，同种元素的原子质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同．定义：具有相同质子数、不同中子数的原子互称同位素．例如氢的三种同位素：氕（）、氘（）、氚（）．要点二、放射性元素的衰变1．原子核的衰变天然放射现象说明原子核具有复杂的结构．原子核放出粒子或粒子，并不表明原子核内有粒子或粒子（粒子是电子流，而原子核内不可能有电子存在），放出后“就变成新的原子核”，这种变化称为原子核的衰变．（1）衰变规律