新教材人教版高中物理選擇性必修第三冊 5.1原子核的組成 教學課件

1、第五章 原子核5.1 原子核的組成1.了解什么是放射性和天然放射現(xiàn)象。2.理解三種射線的本質(zhì),以及如何利用磁場區(qū)分它們。3.掌握原子核的組成,知道核子和同位素的概念。4.掌握質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)和核子數(shù)之間的關系。學習目標 關于原子核內(nèi)部信息的研究，最早來自礦物的天然放射現(xiàn)象。那么，人們是怎樣從破解天然放射現(xiàn)象入手，一步步揭開了原子核秘密的呢？新課導入人們對原子組成和原子結(jié)構的認識過程量子化軌道電子云氫原子核式結(jié)構一、天然放射現(xiàn)象 關于原子核內(nèi)部的信息最早來自天然放射現(xiàn)象。貝克勒爾，18521908，法國 1896年3月，貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，與雙氧鈾硫酸鉀鹽放在一起但包在黑紙中的感光底板被感光了。他推測這

2、可能是因為鈾鹽發(fā)出了某種未知的輻射。同年5月，他又發(fā)現(xiàn)純鈾金屬板也能產(chǎn)生這種輻射，從而確認了天然放射性的發(fā)現(xiàn)。新課講解居里夫婦對最早提出了放射性的概念。發(fā)現(xiàn)并命名兩種新元素：釙（Po）和鐳（Ra）。皮埃爾居里，18591906，法國物理學家.瑪麗居里，18671934， 法國籍波蘭裔物理學家、化學家.瑪麗.居里和她的丈夫皮埃爾.居里對含鈾和含鈾的各種礦石進行了深入研究。發(fā)現(xiàn)這種瀝青中含有兩種能夠發(fā)出更強射線的新元素，瑪麗.居里把其中一種元素（為了紀念她的祖國波蘭而）命名為釙（Po） ，另一種元素命名為鐳（Ra） 。 放射性：物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性。放射性元素：具有放射性的元素稱為放射性元

3、素。天然放射現(xiàn)象：放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象。原子序數(shù)大于或等于83的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性鋇鈾云母翠砷銅鈾礦斜水鉬鈾礦鈾鈣石礦放射性說明了原子核具有復雜結(jié)構二、射線的本質(zhì)1、研究方法 把放射源鈾、釙或鐳放入用鉛做成的容器中，射線只能從容器的小孔射出，成為細細的一束。這三種射線分別叫作射線、射線和射線。在射線經(jīng)過的空間施加磁場。射線分裂成三束；兩束在磁場中向不同的方向偏轉(zhuǎn)，這說明它們是帶電粒子流；且電性相反。另一束在磁場中不偏轉(zhuǎn)，說明它不帶電。如果射線、射線都是帶電粒子流，按照圖5.1-1中標出的徑跡判斷，它們分別帶什么電荷？如果不用磁場而用

4、電場判斷它們帶電的性質(zhì)，兩個電極怎樣放置可以使三種射線大致沿圖示的方向偏轉(zhuǎn)？射線射線射線正電負電射線+射線射線電場E2、三種射線電離能力貫穿能力速度本質(zhì)0.99C光速 c氦核流高速電子流波長極短的電磁波（光子）由于與物質(zhì)中的微粒作用時會損失自己的能量，在空氣中只能前進幾厘米，用一張紙就能把它擋住。很強較弱更小穿透能力較強，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板。甚至能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土紙鋁射線射線 射線 鉛 氣體受到電場或熱能的作用,就會使中性氣體原子中的電子獲得足夠的能量,以克服原子核對它的引力而成為自自電子,同時中性的原子或分子由于失去了帶負電荷的電子而變成帶正電荷的正

5、離子。這種使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過程叫做氣體電離,形成的就是電離氣體。3、射線的來源 射線與核外電子無關，它來自原子核。說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構的。單質(zhì)、化合物溫度、壓強威耳遜云室 由微觀粒子構成的射線，肉眼是看不見的。但是，射線中的粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的現(xiàn)象，會顯示射線的存在。威爾遜云室就是一種常用的射線探測裝置。劍橋卡文迪許實驗室陳列的威爾遜云室 三、原子核的組成1、發(fā)現(xiàn)質(zhì)子1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。質(zhì)子：P電量：e=1.60210-19C質(zhì)量：mp=1.67210-27kg戲稱：盧打“氮” 盧打“蛋” 后來，人們用同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核

6、中打出了質(zhì)子，由此斷定質(zhì)子是原子核的組成部分。如果原子核中內(nèi)只有質(zhì)子，則：實際上：說明原子核還有其他組成部分原子核是只由質(zhì)子組成的嗎？如果原子核中只有質(zhì)子，那么，任何一種原子核的質(zhì)量與電荷量之比，都應該等于質(zhì)子的質(zhì)量與電荷量之比。但事實是這樣的嗎？2、發(fā)現(xiàn)中子中子不帶電，用n表示，質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量接近。盧瑟福猜想，原子核內(nèi)可能還存在著另一種粒子，它的質(zhì)量與質(zhì)子相同，但是不帶電，他把這種粒子叫作中子。1932年，盧瑟福的學生查德威克通過實驗證實了這個猜想。mn1.67492747110-27 kgmp=1.67210-27kg原子核具有結(jié)構天然放射性現(xiàn)象原子核=質(zhì)子+中子原子具有核式結(jié)構粒子散射實

7、驗原子具有結(jié)構重要實驗結(jié)論原子=原子核+核外電子原子內(nèi)部存在電子陰極射線核子 3、原子核的組成mn1.67492747110-27 kgmp=1.67210-27kg質(zhì)子：P電量+：e=1.60210-19C中子：n中子質(zhì)量比質(zhì)子質(zhì)量約大千分之一4、原子核的表示方法=質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=荷外電子數(shù)核電荷數(shù)Z質(zhì)量數(shù)A=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù) 電荷數(shù)(原子序數(shù)）質(zhì)量數(shù)原子核的電荷數(shù)不是它所帶的電荷量，質(zhì)量數(shù)也不是它的質(zhì)量。原子核符號（元素符號）（粒子）表示：帶2個單位正電荷，即有2個質(zhì)子和422個中子。氦原子核鈾原子核電荷數(shù)是2，質(zhì)量數(shù)是4。電荷數(shù)是92，質(zhì)量數(shù)是235。表示：帶92個單位正電荷，即

8、有92個質(zhì)子和23592143個中子。 質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。例如，氫有三種同位素，分別叫做氕（也就是通常說的氫）、氘（也叫重氫）、氚（也叫超重氫），符號分別是 。5、同位素 原子核的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子數(shù)目，也決定了電子在核外的分布情況，進而決定了這種元素的化學性質(zhì)。因此，同種元素的原子，質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)也相同，它們就會具有相同的化學性質(zhì)。1、天然放射現(xiàn)象2、射線本質(zhì)3、原子核的組成：質(zhì)子、中子射線 射線射線核電荷數(shù)Z=質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=荷外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)A=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)氦原子核高速運動的電子流波長極短的電磁波（光子）課堂小

9、結(jié)【例題1】如圖所示，在某次實驗中把放射源放入鉛制成的容器中，射線只能從容器的小孔射出.在小孔前Q處放置一張黑紙，在黑紙后P處放置照相機底片，QP之間為垂直紙(非黑紙)面的勻強磁場(圖中未畫出)，整個裝置放在暗室中.實驗中發(fā)現(xiàn)，在照相機底片的a、b兩處被感光(b點正對鉛盒的小孔)，則下列有關說法正確的是（ ）A.天然放射現(xiàn)象說明原子具有復雜的結(jié)構B.QP之間的勻強磁場垂直紙面向里C.通過分析可知，打到a處的射線為射線D.此放射性元素放出的射線中只有射線和射線典例分析C天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復雜的結(jié)構，選項A錯誤；因黑紙只能擋住射線，則打到a點的為射線，打到b點的為射線，由左手定則可知，QP

10、之間的勻強磁場垂直紙面向外，選項B錯誤，C正確；此放射性元素放出的射線中有射線、射線和射線，選項D錯誤。解析：【例題2】已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是226.試問：(1)鐳核中有幾個質(zhì)子？幾個中子？(2)鐳核所帶的電荷量是多少？(3)呈中性的鐳原子，核外有幾個電子？解析：(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為88，中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差， 即N=A-Z=226-88=138.(2)鐳核所帶電荷量： Q=Ze=881.610-19C =1.4110-17C(3)核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88. 1.在元素周期表中查到鉛的原子序數(shù)為82，一個鉛原子質(zhì)量數(shù)為207，下列說法正確的是（）A核外有82個電子，核內(nèi)有207個質(zhì)子B核外有82個電子，核內(nèi)有82個質(zhì)子C核內(nèi)有82個質(zhì)子，207個中子D核內(nèi)有125個核子當堂小練解析：在元素周期表中查到鉛的原子序數(shù)為82，即一個鉛原子中有82個質(zhì)子。由于原子是電中性的，則核外電子數(shù)為82個。根據(jù)質(zhì)量數(shù)（核子數(shù)）等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和可知，鉛原