高中物理選修3教學(xué)設(shè)計(jì) 3.1 原子核結(jié)構(gòu) 教案

3.1原子核結(jié)構(gòu)（）學(xué)的．常識(shí)性了解原子核的組成。2道什么是核反應(yīng)，會(huì)寫核反應(yīng)方程．進(jìn)行物理學(xué)研究方法的啟蒙教育。（）具錄像機(jī)，監(jiān)視器原彈氫彈爆炸的錄像剪接帶。（若沒有上述器材可用原子彈、氫彈爆炸的掛圖代替）（）學(xué)程進(jìn)行新課原核組(1)電子發(fā)和射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)我們已經(jīng)學(xué)過，物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的，原子已經(jīng)是很小很小的微粒了，其直徑只有10-10米，所以在十九世以前，人們一直認(rèn)為原子是不可再分的中性粒子。年英國(guó)物理學(xué)家湯姆生在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)電子，而電子比原子小得多，因而人們才認(rèn)識(shí)到原子內(nèi)部還有結(jié)構(gòu)?！措娮拥陌l(fā)現(xiàn)把人們帶入了原子內(nèi)部的世界〉在同一時(shí)期人們還發(fā)現(xiàn)了天然放射性現(xiàn)象，對(duì)放射性現(xiàn)象的進(jìn)一步研究，人們認(rèn)識(shí)到原子核內(nèi)部還有結(jié)構(gòu)，原子核由比它更小的粒子組成?？梢娙祟悓?duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)是沒有止盡的。原核組原子核內(nèi)究竟還有什么結(jié)構(gòu)？原子核又是由什么粒子組成的呢？這是個(gè)很復(fù)雜的問題，直到目前原子核內(nèi)部的細(xì)微組成情況仍是科學(xué)研究的尖端項(xiàng)目之一?，F(xiàn)在我們只是粗淺地、簡(jiǎn)單地介紹原子核內(nèi)部的基本組成情況。①英國(guó)物理學(xué)家盧福1919年核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子過究證明子帶正電荷，其電量和一個(gè)電子的電量相同，它的質(zhì)量等于一個(gè)電子質(zhì)量的1倍。進(jìn)一步研究表明，質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全相同，所以質(zhì)子就是氫原子核。

②年英國(guó)物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子過研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量基本相同，但是不帶電。是中性粒子。在對(duì)各種原子核進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和電子是組成原子核的兩種基本子〈原子核是由質(zhì)子和中子組成的〉現(xiàn)在我們已經(jīng)知道：氫原子(H)簡(jiǎn)單，它就是一個(gè)質(zhì)子，核外有一個(gè)電子繞著它轉(zhuǎn)；氦原子核He)是由2個(gè)子和2個(gè)子組成的，核外有電子繞著它轉(zhuǎn)；鋰原子核(Li)是由3個(gè)質(zhì)子和個(gè)子組成的外有電子分兩層繞著它轉(zhuǎn)原子核(Be)由4個(gè)質(zhì)子和5個(gè)子組成，核外有個(gè)子分兩層繞著它轉(zhuǎn)…學(xué)們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律：板書：〈各種原子核內(nèi)質(zhì)子的個(gè)數(shù)（核的電荷數(shù)）和核外電子的個(gè)數(shù)都相同，它也等于該種元素在元素周期表中的原子序數(shù)；原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的總數(shù)叫做核的質(zhì)量數(shù)，它等于該元素原子的整數(shù)部分?！敌〗Y(jié)：③原子核的電荷質(zhì)=外電子=原子序數(shù)④原子核的質(zhì)量核=子+中子數(shù)⑤符Z

表示原子核X元素符號(hào)A核的質(zhì)量數(shù)Z核電荷數(shù)教師：給出思考與討論題。一種鈾原子核的質(zhì)量數(shù)是235，：它的核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)和中子分別是多少？學(xué)生回答：核子數(shù)是，質(zhì)子數(shù)是，中子數(shù)是。點(diǎn)評(píng)：學(xué)生回答調(diào)動(dòng)他們學(xué)習(xí)的積極性。．位isotope)（1定義：具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。（2性質(zhì)：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(jìn)而決定了這種元素的化學(xué)性質(zhì)，因而同種元素的同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。學(xué)生一邊聽，一邊看書。提問：列舉一些元素的同位素？學(xué)生回答：氫有三種同位素：氕（通常所說的氫也叫重氫也叫超重氫分是：

888888r22622882888888r22622882

H

H,

H

。碳有兩種同位素，符號(hào)分別是12C66

。例1

點(diǎn)評(píng)：舉例說明同位素的性質(zhì)，加深對(duì)這一概念的理解。已知鐳的原子序數(shù)是88原子核質(zhì)量數(shù)是試問：(1)鐳核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是少？(2)鐳核的核電荷數(shù)和所帶電荷量多少？(3)若鐳原子呈中性，它核外有多電子？(4)228Ra鐳的一種同位素，26Ra和228以同速度垂直射入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，它們運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比是多少？解析(1)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，即N＝－＝226－88(2)鐳核的核電荷數(shù)和所帶電荷量別是Z＝88，Q＝×1.6×

C＝×1017

C.(3)核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故外電子數(shù)為v(4)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速周運(yùn)動(dòng)，洛倫茲力充當(dāng)向心力，故有qB＝，r＝，r兩種同位素具有相同的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同，故＝＝r114答案(1)881381.41×1017

C針對(duì)訓(xùn)練除然元素外，還可通過合成的方法獲得新的人造元素，如1德國(guó)的達(dá)姆施特重離子研究所就合成了一種新的人造元素，它是30

撞一208

的子核，并立即釋放出一個(gè)中子后而合成的，則該新元素()A原子序數(shù)為112B．子數(shù)為278C．子序數(shù)為113D．中子數(shù)為165答案AD．核反應(yīng)：原子核在其它粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程叫核反應(yīng)。在核反應(yīng)中量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)方程：147

42

He8

O

H1

1113814813111381481321572

Be

He

例：寫出下列原子核人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)方程。（123俘個(gè)粒子后放出個(gè)質(zhì)子（2

Al俘獲1個(gè)α粒子后放出個(gè)中子（3俘個(gè)中子后放出個(gè)子（4

獲個(gè)子后放出1個(gè)中子學(xué)生：理解并記住核反應(yīng)方程，通過方程理解核反應(yīng)中遵循的規(guī)律。點(diǎn)評(píng)：這部分主要為老師講解，學(xué)生通過前面已學(xué)的知識(shí)來掌握新的知識(shí)。再通過例題進(jìn)行鞏固。（）堂結(jié)．原子核的組成。核反應(yīng)和核反應(yīng)方程學(xué)生總結(jié)，討論。★學(xué)會(huì)這節(jié)課揭示了原子核是可分的。展示了物理學(xué)發(fā)展史上的有關(guān)事實(shí)，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行辨證唯物主義思想教育的好素材。核物理研究的是原子核的組成及其變換規(guī)律，是微觀世界的現(xiàn)象，不想宏觀世界那樣看得見，摸得著，研究起來也就更困難。通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，要使學(xué)生能對(duì)核物理的相關(guān)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和研究問題的思路，方法有所體會(huì)，了解人類是怎樣認(rèn)識(shí)微觀世界的?！锾昧?xí)．子擊氮14核放一個(gè)質(zhì)子，轉(zhuǎn)變?yōu)檠?7核(．這氧原子核中()A．8個(gè)電子C．個(gè)中子

B．17個(gè)子D．質(zhì)子答案解析核電荷數(shù)為8即質(zhì)子數(shù)為，質(zhì)量數(shù)為17所以中子數(shù)為17－＝9答案為C、D.．在下列核反應(yīng)方程中代表質(zhì)子的程()A.Al4He→30

＋B.N＋He→17

Ox

10120132150101201321502101032232111C.2

H＋→

＋D.3

H＋→He＋

答案BC解析核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)數(shù)守恒所涉及的四個(gè)核反應(yīng)方程分別是Al＋He→30＋，NHe→＋H，

H→1＋H，H2→He＋

．人類探測(cè)月球發(fā)現(xiàn)，在月球的土壤中含有較豐富的質(zhì)量數(shù)為的，它可以作為未來核聚變的重要原料之一，氦的該種同位素應(yīng)表示()A.4

He3HeC.4

HeD.He答案B解析氦是元素，質(zhì)量數(shù)為3的的同位素為