5.1　认识原子核 课件(共37张PPT)

(共37张PPT)
第五章　原子核与核能
认识原子核
重点
重难点
掌握三种射线的本质
2
知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象。了解天然放射现象在认识原子核过程中的重大意义
1
了解质子和中子的发现过程,知道原子核的组成
3
了解核反应的概念,会书写核反应方程
4
重点
天然放射现象 三种放射性
人们认识原子核的结构是从天然放射现象开始的
1.天然放射现象的发现
1896年，法国物理学家 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版感光。
贝克勒尔在实验室中
贝克勒尔
发现铀盐放射现象的感光底片
(2)物质能自发地放出 的现象称为天然放射现象。物质放出 的这种性质,称为放射性。具有
的元素,称为放射性元素。
(3)法国物理学家皮埃尔·居里夫妇对铀和铀的矿石进行了深入研究,发现了两种放射性更强的新元素,
即 和 。
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。
射线
射线
放射性
钋
镭
放射性不是少数几种元素才有的
钡铀云母
翠砷铜铀矿
斜水钼铀矿
铀钙石矿
原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。
放射性现象中放出的射线是什么东西？
它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？
这些射线带不带电？
α 射线
“+”
β 射线
“”
γ射线 不带电
利用电场和磁场都可以将射线分离开来，如图甲、乙所示，图甲中用电场分离的三束射线电性如何？图乙中用磁场分离的三束射线电性如何？
α 射线
“+”
β 射线
“”
γ射线 不带电
图甲
图乙
厚纸张
铝板
混凝土
三种射线穿透能力不同
α 射线
β 射线
γ 射线
α 射线由带正电的 α 粒子组成，进一步研究表明 α 粒子就是氦原子核。
厚纸张
α 射线
厚纸张
铝板
β 射线
β 射线由带负电的 β 粒子组成，进一步研究表明 β 粒子就是电子。
γ 射线的实质是一种波长极短的电磁波，不带电。
厚纸张
铝板
混凝土
γ 射线
γ射线
β射线
α射线
电离能力
贯穿能力
速度
成分
氦原子核
高速电子流
高能电磁波
0.99c
光速c
弱
较强
很强
强
较弱
更弱
带正电
带负电
不带电
三种射线的对比
0.1c
2.认识三种放射线
(1)三种射线:如图所示,1是 ,2是 ,3是 。
(2)三种射线的本质和特点
①α射线:α射线是高速运动的 粒子流,射出时的速
率可达0.1c。α射线有 的电离作用,但穿透能力 ,
在空气中只能飞行几厘米,一张 或一张薄纸就能将它挡住。
②β射线:β射线是高速运动的 ,射出时的速率可达0.99c,穿透能力______,能穿透几毫米厚的 ,但电离作用 。
③γ射线:γ射线是波长很短的 ,穿透能力 ,能穿透几厘米厚的______,但电离作用 。
β射线
γ射线
α射线
氦原子核
很强
很弱
铝箔
电子流
较强
铝板
较弱
电磁波
很强
铅板
很弱
1.如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置,实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E,通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。若撤去电场后继续观察,发现每分钟闪烁的亮点数没有变化;如果再将薄铝片移开,观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加,由此可以判断,放射源发出的射线可能为(β射线能够穿过薄铝片)
A.β射线和γ射线
B.α射线和β射线
C.β射线和X射线
D.α射线和γ射线
√
三种射线在电场线磁场中偏转情况的分析
1.γ射线不论在电场还是磁场中，总是做匀速直线运动，不发生偏转。
2.α射线和β射线在电场中偏转的特点：在匀强电场中，α和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子的偏移量大，根据粒子在沿电场方向做初速度为零的匀加速直线运动，偏移量x可表示为：
同样条件下β与α粒子偏移量之比为
质子和中子的发现　
原子核的组成　核反应
射线来自原子核还是核外电子？
放射性与单质和化合物无关
放射性与温度、压强无关
放射性与元素的化学性质无关
化学性质决定于核外电子
说明射线与核外电子无关。也就是说，射线来自原子核内部。
(1)人们用α粒子轰击多种原子核,都打出了质子,说明了什么问题
说明质子是原子核的组成部分。
(2)绝大多数原子核的质量数都大于其质子数,说明了什么问题
说明原子核中除了质子外还有其他粒子。
发现中子的核反应方程：
查德威克
α 射线
检测器
中子
质子
(1)质子的发现
①实验:为探测原子核的结构,卢瑟福用α粒子轰击 发现了 。
②结论:质子是 的组成部分。
(2)中子的发现
①卢瑟福的猜想
卢瑟福发现质子后,猜想原子核内可能还存在着质量跟质子相近的______的中性粒子,并将其称为 。
氮原子核
质子
原子核
不带电
中子
质子和中子的发现
②中子的发现是许多科学家研究的结晶。
a.1930年,科学家发现,用钋发出的α射线轰击 时,会产生一种不受电场和磁场影响、穿透能力很强的射线。
b.1932年,约里奥—居里夫妇发现,如果用这种射线轰击石蜡,能从石蜡中轰击出 。
c.查德威克对云室中这种射线与氮原子核碰撞的径迹进行研究,发现这种射线是一种 、质量接近 的粒子流,即为中子。
③结论:中子是原子核的组成部分。
铍
质子
不带电
质子
核子
mn＝1.674927471×10-27 kg
mp=1.672×10-27kg
质子(P)
电量+：e=1.602×10-19C
中子(n)
原子核符号(元素符号)
中子
质子
统称核子
=质子数=原子序数=核外电子数
(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)
质量数
——元素符号
X
A
Z
请说出下面两个原子核的质子数和中子数：
（α粒子）
表示：带2个单位正电荷，即有2个质子和4－2＝2个中子。
氦原子核
铀原子核
电荷数是2，质量数是4。
电荷数是92，质量数是235。
表示：带92个单位正电荷，即有92个质子和235－92＝143个中子。
1.定义：质子数相同而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素
2.特点：质子数相同，核外电子数也相同，具有相同的化学性质
3.氢的三种同位素：氕氘氚
p
n
p
p
n
n
同位素
同位素
-元素周期表中同一位置的元素
(1)原子核的组成
①组成:质子和中子都是原子核的组成部分,人们将质子和中子统称为 。
②两个基本关系
a.核电荷数=质子数= 。
b.质量数=质子数+中子数= 。
③原子核的符号X,其中X为 ;A表示原子核的 ,Z表示_________。
原子序数
核子
核子数
元素符号
质量数
核电荷数
原子核的组成
(2)同位素
具有相同 、不同 的原子核互称同位素。如氢的三种同位素H、H、H。
(3)核反应与核反应方程
①核反应:原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。
②核反应方程:用 描述核反应过程的式子。
③核反应规律:在核反应中,质量数和 守恒。
④发现质子与中子的核反应方程
HeN→_________
HeBe→_________
质子数
中子数
原子核符号
核电荷数
OH
Cn
2.(多选)(2023·上海市黄浦区期中)查德威克发现新粒子的实验示意图如图所示。由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A,用粒子流A轰击石蜡时,会轰击出粒子流B,则下列说法正确的是
A.粒子流A是电子,粒子流B是中子
B.粒子流A是中子,粒子流B是质子
C.粒子流A是不受电场磁场影响、
穿透能力很强的射线
D.粒子流B是查德威克做了用α粒子轰击氮原子核的实验首次发现的
√
√
1.原子核(符号X)
原子核
2.基本关系
(1)核电荷数=质子数(Z)=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。
3.完成下列核反应方程,并指出其中哪个是发现质子的核反应方程,哪个是发现中子的核反应方程。
(1NnC+　　　;
(2NHeO+　　 　　;
(3Bn→　　　 He;
(4BeHe→　 　　 n;
(5FeHCo +　　。
H
H,发现质子的核反应方程
Li
C,发现中子的核反应方程
n
书写核反应方程时要注意
1.质量数守恒和电荷数守恒;
2.中间用箭头,不能写成等号;
3.核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒,核反应过程中,一般会发生质量的变化。
认识原子核
一、天然放射现象
三种放射线
定义
发现历程
元素自发的放出射线的现象
贝克勒尔发现放射现象
β射线（电子）
带正电，穿透本领弱，电离能力强
带负电，穿透本领中等，电离能力中等
α射线（氦原子核）
二、质子和中子的发现　
原子核的组成　核反应
发现历程
γ射线（电磁波）
不带电，穿透能力强，电离能力弱
原子核符号
同位素
定义：质子数相同、中子数不同的原子核
居里夫妇发现镭并提出放射性概念
特点：化学性质相同
卢瑟福发现质子
查德威克发现中子
质量数A=核子数=质子数+中子数
核电荷数Z=质子数=原子序数=核外电子数