2019高中物理 第十九章 原子核 1 原子核的組成課件 新人教版選修3-5

1、自 主 學(xué) 習(xí) 基 礎(chǔ) 知 識(shí) 合 作 探 究 重 難 疑 點(diǎn) 課 時(shí) 作 業(yè) 解 題 技 巧 素 養(yǎng) 培 優(yōu) 1 原子核的組成 學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律(重點(diǎn))2.理 解三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場區(qū)分它們(難點(diǎn))3.掌 握原子核的組成，知道核子和同位素的概念(重點(diǎn))4.掌握質(zhì) 量數(shù)、電荷數(shù)和核子數(shù)間的關(guān)系(重點(diǎn)) 11896年，法國物理學(xué)家_發(fā)現(xiàn)某 些物質(zhì)具有放射性 2物質(zhì)發(fā)射_的性質(zhì)稱為放射性，具有 放射性的元素稱為_，放射性元素自 發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象叫作_ 貝可勒爾 射線 放射性元素 天然放射現(xiàn)象 3原子序數(shù)大于或等于_的元素，都能自發(fā) 地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于_的元素

2、，有的也能 放出射線 4瑪麗居里和她的丈夫皮埃爾居里發(fā)現(xiàn) 了 兩 種 放 射 性 更 強(qiáng) 的 新 元 素 ， 命 名 為 _ 83 83 釙(Po)和鐳(Ra) 1所有的放射現(xiàn)象都是天然放射現(xiàn)象嗎？為什么？ 【提示】不都是放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn) 象才是天然放射現(xiàn)象，若放出射線不是自發(fā)進(jìn)行的，就不 是天然放射現(xiàn)象 2是否所有的元素都具有放射性？ 【提示】原子序數(shù)大于或等于83的元素都具有放射 性，原子序數(shù)小于83的元素很少具有放射性 1放射性元素發(fā)出的射線可以直接觀察到( ) 2放射性元素發(fā)出的射線的強(qiáng)度可以人工控制( ) 3放射性元素的放射性都是自發(fā)的現(xiàn)象( ) 2射線：是_，它速度很大

3、，可 達(dá)光速的99%，它的穿透能力較強(qiáng)，_能力 較弱，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的 _ 3射線：呈電中性，是能量很高的_， 波長很短，在1010 m以下，它的_作用更小， 但穿透能力更強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的_ 或幾十厘米厚的混凝土 高速電子流 電離 鉛板 電磁波 電離 鉛板 1要判斷三種射線是否帶電以及帶正電荷還 是負(fù)電荷，可以用什么方法？ 【提示】方法一：讓射線垂直磁場方向射 入磁場，發(fā)生偏轉(zhuǎn)的帶電，不偏轉(zhuǎn)的不帶電對 于發(fā)生偏轉(zhuǎn)的射線，根據(jù)偏轉(zhuǎn)方向與磁場方向和 速度方向的關(guān)系，依據(jù)左手定則可以判斷帶正電 荷還是帶負(fù)電荷 方法二：讓射線垂直電場方向射入電場，發(fā) 生偏轉(zhuǎn)的帶電，不偏轉(zhuǎn)的不

4、帶電對于發(fā)生偏轉(zhuǎn) 的射線，根據(jù)偏轉(zhuǎn)方向與電場方向的關(guān)系，依據(jù) 電荷受力方向與電場強(qiáng)度方向的關(guān)系，可以判斷 帶正電荷還是帶負(fù)電荷 2射線的本質(zhì)是高速電子流，示波器中的 陰極射線的本質(zhì)也是高速電子流，這兩種射線的 來源相同嗎？ 【提示】不同陰極射線的電子來源于核 外電子，射線的電子來源于原子核 1射線是由高速運(yùn)動(dòng)的氦核組成的，其運(yùn) 行速度接近光速( ) 2射線能穿透幾毫米厚的鉛板( ) 3射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最 弱( ) 1質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) _用粒子轟擊_獲得了質(zhì)子 盧瑟福 氮原子核 3原子核的組成 原子核由_、_組成，它們統(tǒng)稱為_ 4原子核的電荷數(shù)(Z) 等于原子核的_，等于_ 5原子核的質(zhì)量

5、數(shù)(A) 等于_與_的總和 質(zhì)子中子 核子 質(zhì)子數(shù)原子序數(shù) 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 6原子核的符號(hào)表示 X(其中X為元素符號(hào)，A為原子核的_， Z為原子核的_) 7同位素 具有相同的_而_不同的原子互 稱同位素 質(zhì)量數(shù) 電荷數(shù) 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 1一個(gè)鉛原子質(zhì)量數(shù)為207，原子序數(shù)為82， 其中性原子的核外電子有多少個(gè)？中子數(shù)又是多 少？ 【提示】鉛的原子序數(shù)為82，即一個(gè)鉛原 子中有82個(gè)質(zhì)子，由于原子是電中性的，質(zhì)子與 電子電性相反、電量相同，故核外電子數(shù)與核內(nèi) 質(zhì)子數(shù)相同為82個(gè)，根據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中 子數(shù)之和的關(guān)系，鉛原子核的中子數(shù)為20782 125(個(gè)) 2同一種元素的幾種同位素，它們的

6、化學(xué)性 質(zhì)相同嗎？為什么？ 【提示】相同因?yàn)橥凰鼐哂邢嗤馁|(zhì) 子數(shù)，所以具有相同的核外電子數(shù)，元素的化學(xué) 性質(zhì)取決于核外電子，所以同位素的化學(xué)性質(zhì)相 同 預(yù)習(xí)完成后，請把你認(rèn)為難以解決的問題記 錄在下面的表格中 問題問題1 問題問題2 問題問題3 問題問題4 學(xué)生分組探究一對三種射線的研究 第1步探究分層設(shè)問，破解疑難 1為什么認(rèn)為原子核具有內(nèi)部結(jié)構(gòu)？ 【提示】因?yàn)樵雍丝梢苑懦觥⑸渚€， 所以認(rèn)為原子核具有內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2讓放射源放出的射線垂直于電場方向向上 進(jìn)入水平向左的勻強(qiáng)電場，將會(huì)分為幾部分？ 【提示】射線會(huì)分為三部分，其中向左偏 轉(zhuǎn)的一束為射線，向右偏轉(zhuǎn)的一束為射線，向 上不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的一

7、束為射線 第2步結(jié)論自我總結(jié)，素能培養(yǎng) 1、射線性質(zhì)、特征比較： 射線射線 種類種類 組成組成速度速度貫穿本領(lǐng)貫穿本領(lǐng) 電離作電離作 用用 射射 線線 粒子是氦原粒子是氦原 子核子核 He 約約 c 很小，一張薄紙就很小，一張薄紙就 能擋住能擋住 很強(qiáng)很強(qiáng) 射射 線線 粒子是高速粒子是高速 電子流電子流 e 接近接近c(diǎn) 很大，能穿過幾毫很大，能穿過幾毫 米厚的鋁板米厚的鋁板 較弱較弱 射射 線線 波長很短的波長很短的 電磁波電磁波 等于等于c 最大，能穿過幾厘最大，能穿過幾厘 米厚的鉛板米厚的鉛板 很小很小 2.三種射線在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)情況的比較： (1)在勻強(qiáng)磁場中，射線偏轉(zhuǎn)半徑較大，射

8、線偏轉(zhuǎn)半徑較小，射線不偏轉(zhuǎn)，如圖1911所 示 (2)在勻強(qiáng)電場中，射線偏離較小，射線偏 離較大，射線不偏離，如圖所示 3元素的放射性：如果一種元素具有放射性， 那么不論它是以單質(zhì)的形式存在，還是以某種化 合物的形式存在，放射性都不受影響也就是說， 放射性與元素存在的狀態(tài)無關(guān)，放射性僅與原子 核有關(guān)因此，原子核不是組成物質(zhì)的最小微粒， 原子核也存在著一定結(jié)構(gòu) 第3步例證典例印證，思維深化 如圖1912所示，R是一種放射性物質(zhì)， 虛線框內(nèi)是勻強(qiáng)磁場，LL是厚紙板，MN是熒光 屏，實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在熒光屏的O、P兩點(diǎn)處有亮斑， 由此可知磁場的方向、到達(dá)O點(diǎn)的射線種類、到 達(dá)P點(diǎn)的射線種類應(yīng)屬于下表中的

9、() 選選 項(xiàng)項(xiàng) 磁場方向磁場方向 到達(dá)到達(dá)O點(diǎn)的射點(diǎn)的射 線線 到達(dá)到達(dá)P點(diǎn)的射線點(diǎn)的射線 A豎直向上豎直向上 B豎直向下豎直向下 C垂直紙面向里垂直紙面向里 D垂直紙面向外垂直紙面向外 【思路點(diǎn)撥】解答此題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)能夠穿過厚紙板的只有和射線，射線 無法穿過 (2)射線不偏轉(zhuǎn)，射線在磁場中的偏轉(zhuǎn)情況 符合左手定則 【解析】R放射出來的射線共有、三 種，其中、射線垂直于磁場方向進(jìn)入磁場區(qū)域 時(shí)將受到洛倫茲力作用，射線不偏轉(zhuǎn)，故打在O 點(diǎn)的應(yīng)為射線；由于射線貫穿本領(lǐng)弱，不能射 穿厚紙板，故到達(dá)P點(diǎn)的應(yīng)是射線；依據(jù)射線 的偏轉(zhuǎn)方向及左手定則可知磁場方向垂直紙面向 里 【答案】C 三

10、種射線的比較方法 1知道三種射線帶電的性質(zhì)，射線帶正電、 射線帶負(fù)電、射線不帶電、是實(shí)物粒子， 而射線是光子流，屬于電磁波的一種 2在電場或磁場中，通過其受力及運(yùn)動(dòng)軌跡 半徑的大小來判斷和射線，由于射線不帶電， 故運(yùn)動(dòng)軌跡仍為直線 3射線穿透能力較弱，射線穿透能力較強(qiáng)， 射線穿透能力最強(qiáng) 第4步巧練精選習(xí)題，落實(shí)強(qiáng)化 1如圖1913所示，x為未知的放射源，L 為薄鋁片，若在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上L后，計(jì) 數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，在L和計(jì)數(shù)器之間再加 豎直向下的勻強(qiáng)磁場，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，則x 可能是() A和的混合放射源 B純放射源 C和的混合放射源 D純放射源 【解析】在放射源和計(jì)數(shù)器之間

11、加上鋁片 后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，說明射線中有 穿透力很弱的粒子，即粒子；在鋁片和計(jì)數(shù)器之 間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不 變說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，故只有 射線因此放射源可能是和的混合放射源 【答案】C 2(2014福建高考)如圖1914，放射性元 素鐳衰變過程中釋放出、三種射線，分別進(jìn) 入勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，下列說法正確的是( ) A表示射線，表示射線 B表示射線，表示射線 C表示射線，表示射線 D表示射線，表示射線 【解析】由放射現(xiàn)象中射線帶正電，射 線帶負(fù)電，射線不帶電，結(jié)合在電場與磁場中的 偏轉(zhuǎn)可知是射線，是射線，故選C. 【答案】C 學(xué)生分組探究二原子核

12、的組成與數(shù)量關(guān)系 第1步探究分層設(shè)問，破解疑難 1既然射線來源于原子核，那么原子核內(nèi) 存在電子嗎？ 【提示】不存在射線是原子核變化時(shí)產(chǎn) 生的，電子并不是原子核的組成部分 2原子核的電荷數(shù)是不是電荷量？質(zhì)量數(shù)是 不是質(zhì)量？ 【提示】不是原子核所帶的電荷量總是 質(zhì)子電荷量的整數(shù)倍，這個(gè)倍數(shù)叫作原子核的電 荷數(shù)原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整 數(shù)倍，這個(gè)倍數(shù)叫原子核的質(zhì)量數(shù) 第2步結(jié)論自我總結(jié)，素能培養(yǎng) 1原子核的大小、組成和同位素 3對核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解 (1)核子數(shù)：質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小，二者統(tǒng)稱 為核子，所以質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù) (2)電荷數(shù)(Z)：原子核所帶的電荷等

13、于質(zhì)子電荷的整數(shù) 倍，通常用這個(gè)數(shù)表示原子核的電荷量，叫作原子核的電荷 數(shù) (3)質(zhì)量數(shù)(A)：原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì) 量總和，而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(zhì)量幾 乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個(gè)倍數(shù)叫作原子核的質(zhì)量 數(shù) 第3步例證典例印證，思維深化 已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是 226.試問： (1)鐳核中有多少個(gè)質(zhì)子？多少個(gè)中子？ (2)鐳核所帶的電荷量是多少？ (3)呈中性的鐳原子，核外有多少個(gè)電子？ 【思路點(diǎn)撥】(1)原子核的核電荷數(shù)、質(zhì)子 數(shù)、核外電子數(shù)具有相等的關(guān)系 (2)原子核的質(zhì)量數(shù)等于核子數(shù) 【解析】(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序 數(shù)，故質(zhì)子

14、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NAZ22688138. (2)鐳核所帶電荷量： QZe881.61019 C1.411017 C. (3)核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù) 為88. 【答案】(1)88138(2)1.411017 C (3)88 原子核的“數(shù)”與“量”辨析 1核電荷數(shù)與原子核的電荷量是不同的，組 成原子核的質(zhì)子的電荷量都是相同的，所以原子 核的電荷量一定是質(zhì)子電荷量的整數(shù)倍，我們把 核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)叫核電荷數(shù)，而這些質(zhì)子所帶電荷 量的總和才是原子核的電荷量 2原子核的質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是不同的，也與元 素的原子量不同原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的總數(shù)叫 作核的質(zhì)量數(shù)

15、，原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的 質(zhì)量的總和 A 3 2 B 6 7 C 9 9 D166 【解析】根據(jù)原子核的表示方法得核外電 子數(shù)質(zhì)子數(shù)67，中子數(shù)為1666799，故核 內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為996732，故選 A. 【答案】A 2某種元素的原子核用X表示，下列說法中正確的 是() A原子核的質(zhì)子數(shù)為Z，中子數(shù)為A B原子核的質(zhì)子數(shù)為Z，中子數(shù)為AZ C原子核的質(zhì)子數(shù)為A，中子數(shù)為Z D原子核的質(zhì)子數(shù)為AZ，中子數(shù)為Z 【解析】根據(jù)原子核的符號(hào)的含義：A表示質(zhì)量數(shù)， Z表示質(zhì)子數(shù)，則中子數(shù)為AZ，所以B正確 【答案】B 對同位素特點(diǎn)的理解 原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目， 進(jìn)而也決定了元素的化學(xué)性質(zhì)，同種元素的質(zhì)