5.1（課件） 原子核的組成-2021-2022學(xué)年高二物理備課

5.1原子核的組成

一、天然放射現(xiàn)象

1896年，法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，它能穿透黑紙使照相底版感光。

貝克勒爾一、天然放射現(xiàn)象

受到貝克勒爾的發(fā)現(xiàn)的鼓舞，波蘭裔法國物理學(xué)家瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里對鈾和含鈾的各種礦石進(jìn)行了深入研究。發(fā)現(xiàn)這種瀝青中還存在著兩種能夠發(fā)出更強(qiáng)射線的新元素，居里夫人把其中一種元素命名為釙（Po），另一種元素命名為鐳（Ra）。居里夫婦一、天然放射現(xiàn)象1.物質(zhì)發(fā)出射線的性質(zhì)稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射性元素。3.放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，叫作天然放射現(xiàn)象。2.原子序數(shù)大于83的元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于或等于83的元素，有的也能發(fā)出射線。二、射線的本質(zhì)

若在射線經(jīng)過的空間施加磁場，可以發(fā)現(xiàn)射線分裂成三束，其中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；另一束在磁場中不偏轉(zhuǎn)，說明它不帶電。于是，人們把這三種射線分別叫作α射線、β射線和γ射線。二、射線的本質(zhì)α射線是高速粒子流，粒子帶正電，電荷量是電子的2倍，質(zhì)量是氫原子的4倍，其組成與氨原子核相同。a粒子的速度可以達(dá)到光速的1/10。由于a粒子帶電，質(zhì)量又比較大，通過氣體時(shí)很容易把氣體分子中的電子剝離，使氣體電離.

由于與物質(zhì)中的微粒作用時(shí)會損失自己的能量，a粒子的穿透能力較弱，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米，用一張紙就能把它擋住.1.α射線：二、射線的本質(zhì)

與α射線偏轉(zhuǎn)方向相反的那束射線帶負(fù)電荷，我們把它叫做β射線.研究發(fā)現(xiàn)β射線由帶負(fù)電的粒子（β粒子）組成.進(jìn)一步研究表明β粒子就是電子.

β射線是高速電子流，它的速度更大，可達(dá)光速的99%。它的電離作用較弱，穿透能力較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板.2.β射線：二、射線的本質(zhì)

中間不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的那束射線叫做γ射線，研究表明，γ射線的實(shí)質(zhì)是一種波長極短的電磁波，它不帶電，是中性的.

γ射線是能量很高的電磁波，波長很短，在10-10m以下。它的電離作用更弱，穿透能力更強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土.3.γ射線：二、射線的本質(zhì)α射線β射線γ射線氦原子核高速電子流高能量電磁波成分速度貫穿能力電離能力帶電量1/10光速接近光速光速弱紙能檔住較強(qiáng)，幾毫米鋁板很強(qiáng)幾厘米鉛板幾十厘米混凝土很容易較弱更小2e-e0拓展學(xué)習(xí)：威耳遜云室

圖5.1-2是威耳遜云室的實(shí)物照片。云室內(nèi)部設(shè)計(jì)有可以上下移動(dòng)的活塞，上蓋是透明的，可以通過它觀察粒子運(yùn)動(dòng)的徑跡。云室里面有干凈的空氣。實(shí)驗(yàn)時(shí)，先往云室里加少量酒精，使室內(nèi)充滿酒精的飽和蒸氣，然后迅速向下拉動(dòng)活塞，室內(nèi)氣體膨脹，溫度降低，酒精蒸氣達(dá)到過飽和狀態(tài)。這時(shí)如果有粒子在室內(nèi)氣體中飛過，使沿途的氣體分子電離，過飽和酒精蒸氣就會以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴，于是顯示出粒子運(yùn)動(dòng)的徑跡。這種云室是英國物理學(xué)家威耳遜在1912年發(fā)明的，叫作威耳遜云室。圖5.1-3中甲、乙兩圖分別是α射線和β射線在云室中的徑跡。α粒子的質(zhì)量比較大，在氣體中飛行時(shí)不易改變方向。由于它的電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生的離子多，所以它在云室中的徑跡直而清晰。高速β粒子的徑跡又細(xì)又直，低速β粒子的徑跡又短又粗而且是彎曲的。γ射線的電離本領(lǐng)很小，在云室中一般看不到它的徑跡。三、原子核的組成1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)：（1）1919年，盧瑟福用鐳放射出的α粒子轟擊氮原子核，從氮原子核中打出了質(zhì)子。（2）質(zhì)子帶正電荷，電荷量與一個(gè)電子的電荷量相等。質(zhì)子的質(zhì)量為：mp＝1.672621898×10-27kg原子核是否只是由質(zhì)子組成呢？核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量？

盧瑟福進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并得到公認(rèn)．核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量>三、原子核的組成1932年英國物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子，通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粒子。三、原子核的組成2.中子的發(fā)現(xiàn)三、原子核的組成3.原子核的表示:三、原子核的組成（1）核子：質(zhì)子和中子都是原子核的組成成分，所以統(tǒng)稱為核子。（2）電荷數(shù)：原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個(gè)整數(shù)表示原子核的電荷量，叫作原子核的電荷數(shù)，用Z表示。（3）質(zhì)量數(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)叫作原子核的質(zhì)量數(shù)，用A表示。3.原子核的表示:X表示

元素符號Z表示質(zhì)子數(shù)A表示

質(zhì)量數(shù)三、原子核的組成3.原子核的表示:三、原子核的組成（4）同位素：些具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核組成的元素，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。1．關(guān)于威耳遜云室探測射線，下列說法正確的是（）①威耳遜云室內(nèi)充滿過飽和蒸氣，射線經(jīng)過時(shí)可顯示出射線運(yùn)動(dòng)的徑跡②威耳遜云室中徑跡粗而直的是α射線③威耳遜云室中徑跡細(xì)而長的是γ射線④威耳遜云室中顯示粒子徑跡的原因是電離，所以無法由徑跡判斷射線所帶電荷的正負(fù)A．①② B．②③ C．②④ D．③④A2．某原子核的符號是，那么它的（）A．核外有36個(gè)電子，核內(nèi)有84個(gè)質(zhì)子 B．核外有36個(gè)電子，核內(nèi)有48個(gè)中子C．核外有48個(gè)電子，核內(nèi)有48個(gè)中子 D．核外有48個(gè)電子，核內(nèi)有36個(gè)質(zhì)子B3．圖甲是α、β、γ三種射線穿透能力的示意圖，人們根據(jù)射線的特性設(shè)計(jì)了在不損壞工件的情況下利用射線的穿透性，來檢查金屬內(nèi)部傷痕的情況，如圖乙所示。圖乙中檢查所利用的射線是（）A．α射線 B．β射線 C．γ射線 D．三種射線都可以C4．盧瑟福預(yù)言原子核內(nèi)除質(zhì)子外還有中子的事實(shí)依據(jù)是（）A．電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等B．原子核的質(zhì)量大于核內(nèi)質(zhì)子質(zhì)量C．原子核的核電荷數(shù)只是原子數(shù)的一半或少一些D．質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相等B5．用α射線照射充氮的云室（發(fā)生核反應(yīng)），得到如圖所示的照片，下列說法中正確的是（

）A．A是粒子的徑跡，B是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡B．B是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡C．C是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡D．B是粒子的徑跡，C是質(zhì)子的徑跡，A是新核的徑跡D6．如圖，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，則下列說法中正確的有（）A．打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是α射線、β射線和γ射線B．α射線和β射線的軌跡是拋物線C．α射線和β射線的軌跡是圓弧D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強(qiáng)電場，則屏上的亮斑可能只剩下bC7．關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（）A．天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu) B．β射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生的C．物質(zhì)的放射性與物質(zhì)的存在狀態(tài)有關(guān) D．通過化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性AD8．目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，放射出的α、β、γ射線會