5.1原子核的组成(教学课件）——高中物理人教版（2019）选择性必修第三册(共28张PPT)

(共28张PPT)
第一节
原子核的组成
第五章 原子核
学习目标
1
新课讲解
3
新课导入
2
经典例题
4
课堂练习
5
本课小结
6
目录
新课导入
关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。
那么，人们是怎样从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核秘密的呢
秦山核电站
新课讲解
1896年，法国物理学家贝可勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。他发现只要有铀元素存在，不论是什么化合物，都有放射现象，贝可勒尔还进一步指出这些射线是铀原子核发出的。
——人类第一次在实验室观察到原子核现象
一、天然放射现象
1．天然放射现象的发现
1903年，居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而共同获得诺贝尔物理学奖 。 1911年，因发现元素钋和镭再次获得诺贝尔化学奖，因而成为世界上第一个两获诺贝尔奖的人。
皮埃尔·居里，1859－1906，法国物理学家.
玛丽·居里，1867－1934， 法国籍波兰裔物理学家、化学家.
放射性：物质发射射线的性质称为放射性。
放射性元素：具有放射性的元素称为放射性元素。
天然放射现象：放射性元素自发地放出射线的现象。
原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．
翠砷铜铀矿
铀钙石矿
天然放射现象的意义：说明了原子核具有复杂结构
放出的射线究竟是什么？
2．放射性和放射性元素
二、放射性的本质
1. 研究方法
把放射源铀、钋或镭放入用铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×　
α射线
β射线
γ射线
有磁场：胶片有三处感光
在磁场作用下，射线分为三束，即射线由三种粒子组成.
通过左手定则：
左偏带负电，是β射线
不偏不带电，叫γ射线
无磁场：胶片只有一处感光
说明：
右偏带正电，是α射线
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
γ粒子
β粒子
α粒子
2.三种射线的性质、特性
α射线
β射线
γ射线
α射线 β射线 γ射线
本质
速度
特性
氦核 α粒子流
电子流
光子流
光速的十分之一
光速的99%
贯穿本领小，
电离作用强
贯穿本领大，电离作用较弱能穿透几毫米的铝板
贯穿本领最强，电离作用最弱能穿透几厘米的铅板
光速c
3. 射线的来源
射线与核外电子无关，它来自原子核。说明原子核内部是有结构的。
原子核
单质、化合物
温度、压强
拓展学习
由微观粒子构成的射线，肉眼是看不见的。但是，射线中的粒子与其他物质作用时产生的现象，会显示射线的存在。威尔逊云室就是一种常用的射线探测装置。
威尔逊云室
三、原子核的组成
卢瑟福，用α粒子轰击氮，发现质子，带正电，与电子电荷量相同，质量为mp=1.672621898×10-27kg
1.质子的发现：
但是，绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值
原子核是只由质子组成的吗 如果原子核中只有质子，那么，任何一种原子核的质量量与电荷量之比，都应该等于质子的质量与电荷量之比。但事实是这样的吗
核的质量
质子质量
核的电量
质子电量
=
原子核是只由质子组成：
实际上：
核的质量
质子质量
核的电量
质子电量
>
说明原子核还有其他组成部分
思考
2. 发现中子
①猜想：卢瑟福认为原子核内部存在中子。
② 实验：查德威克利用实验验证猜想，发现中子。
查德威克
中子不带电，用n表示，质量与质子质量接近。
3. 原子核的组成
原子核由质子和中子组成，组成原子核的质子和中子通称为核子。
原子具有结构 原子具有核式结构 原子核具有结构
重要实验
结论
阴极射线
原子内部存在电子
a粒子散射实验
原子=原子核+核外电子
天然放射性现象
原子核=质子+中子
① 核电荷数=质子数
=元素的原子序数=核外电子数
② 质量数A=核子数
=质子数+中子数
4. 原子核的表示方法
=质子数=原子序数=荷外电子数
①核电荷数Z
②质量数A
=核子数=质子数+中子数
电荷数(原子序数）
Z
X
元素符号
质量数
A
表示：它有2个质子和2个中子，所以电荷数是2，质量数是4。
氦原子核（a粒子）
5. 同位素
具有相同质子、不同中子数的原子互称同位素。在元素周期表中处于同一位置，具有相同的化学性质。
天然放射现象的发现
1895年末，德国物理学家伦琴发现了一种新的射线——X射线，即伦琴射线。它具有一定的辐射性。
经典例题
例1　(多选)如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有(　　)
A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线
B．α射线和β射线的轨迹是抛物线
C．α射线和β射线的轨迹是圆弧
D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b
AC
解析：由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中带正电的α粒子受的洛伦兹力向上，带负电的β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧，而γ射线不带电，做直线运动，故B错误，A、C正确；如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场时，由于α粒子速度约是光速的1/10，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，故D错误。
例2　已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226。试问：
(1)镭核中有几个质子？几个中子？
(2)镭核所带电荷量是多少？
(3)若镭原子呈电中性，它核外有几个电子？
解析： (1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138。
(2)镭核所带电荷量
Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C。
(3)镭原子呈电中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88。
当堂检测
1.(对射线本质的理解)(多选)下列哪些现象能说明射线来自原子核(　　)
A.三种射线的能量都很高
B.射线的强度不受温度、外界压强等物理条件的影响
C.元素的放射性与所处的化学状态(单质、化合态)无关
D.α射线、β射线都是带电的粒子流
BC
解析：能说明射线来自原子核的证据是元素的放射性与其所处的化学状态和物理状态无关,B、C正确。
2.(对天然放射现象的理解)下面与原子核内部变化有关的现象是(　　)
A.天然放射现象
B.光电效应现象
C.电离现象
D.α粒子散射现象
解析：与原子核内部变化有关的现象是天然放射现象。
A
3.(射线的本质)由放射性元素放出的氦核流被称为(　　)
A.阴极射线
B.α射线
C.β射线
D.γ射线
解析：在天然放射现象中,放出α、β、γ三种射线,其中α射线属于氦核流,选项B正确。
B

C



C


A.
B.
C.
D.
B

本课小结
二、射线本质
三、原子核的组成：质子、中子
三个整数
两个等式
α射线
β射线
γ射线
① 核电荷数=质子数=元素的原子序数=核外电子数
② 质量数A=核子数=质子数+中子数
一、天然放射现象