19.1 原子核的组成—人教版高中物理选修3-5课件(共42张PPT)

(共42张PPT)
高中物理课程（选修3-5）
——
19.1
原子核的组成
录
目
前情回顾
01
要点解析
02
题型演练
03
课程总结
04
课后作业
05
节
章
前情回顾
Part
One
玻尔
玻尔理论的成功
玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，比较完满地解释了氢原子光谱，
他所提出的定态和跃迁这两个概念，解决了原子的稳定性及原子发射和吸收电磁辐射之谜，对量子论的建立有着深远影响
但是玻尔理论也有它的局限性
前情回顾
【作1】一个氢原子中的电子从一半径为ra的轨道自发地直接跃迁至另一半径为rb的轨道，已知ra＞rb，则在此过程中
(
　　)
A.
原子发出一系列频率的光子
B.
原子要吸收一系列频率的光子
C.
原子要吸收某一频率的光子
D.
原子要辐射某一频率的光子
课后作业讲评
D
CD
【作2】（多选）光的发射和吸收过程是（　
　）
A.
原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出的光子的能量等于原子在初、末两个能级的能量差
B.
原子不可能从低能级跃迁到高能级
C.
原子吸收光子后从低能级向高能级跃迁，放出光子后从高能级向低能级跃迁
D.
只要原子吸收了光子就一定能从低能级跃迁到高能级
课后作业
【作3】氢原子的能级如图所示，现有处于n＝4能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　
　）
A.
这些氢原子可能发出4种不同频率的光
B.
氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级释放的光子能量最小
C.
氢原子由n＝4能级跃迁到n＝3能级时，氢原子能量减小0.66eV
D.
钾的逸出功为2.22eV，从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子可以从金属钾的表面打出光电子
C
节
章
要点解析
Part
Two
人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的
原子核内部也是有结构的
天然放射现象
理解天然放射性现象的含义
了解天然放射性现象是原子核的性质
了解主要的具有放射性的物质
天然放射性现象
物质发射射线的性质称为放射性
具有发射性的元素称为放射性元素
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象
1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，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版感光
贝克勒尔在实验室中
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的。
研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线(大于等于83)
。
原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。
钡铀云母
翠砷铜铀矿
斜水钼铀矿
铀钙石矿
天然放射现象
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？
三种射线
α射线+
γ射线
β射线
-
利用磁场
利用电场
利用什么方法可以将天然放射线分离开来，并加以鉴别？
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
三种射线
了解天然放射性现象中的三种射线
了解每种射线的物理本质、穿透性和电离性
了解三种射线在磁场中的偏转
三种射线
放射性物质发出的射线有三种：
三种射线
三种射线穿透物质的能力是不同的
α射线的穿透能力最弱
γ射线的穿透能力最强
三种射线
α射线由带正电的α粒子组成
每个α粒子带的正电荷是电子电荷的2倍
α粒子质量大约等于氦原子的质量
进一步研究表明α粒子就是氦原子核
由于α粒子的质量较大，所以α射线的穿透本领最小
我们用一张厚纸就能把它挡住。
α射线
一个验电器带正电，因为空气干燥，验电器金属箔的张角能维持很长的时间。现有一束α射线射向这个验电器上端的金属球，验电器金属箔的张角将会怎样变化？为什么？
验电器金属箔的张角将变小。因为放射性元素放出的α射线具有一定的电离作用，它能使所经过的路径上的空气分子电离，使空气变成导体，从而使带正电的验电器上的正电荷发生转移、中和，所以验电器金属箔的张角将变小。
α射线
与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做β射线.
研究发现β射线由带负电的粒子（β粒子）组成
进一步研究表明β粒子就是电子
β射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板.?
β射线
中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线
研究表明，γ射线的实质是一种波长极短的电磁波
它不带电，是中性的
γ射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，
它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板.?
γ射线
课本中说“γ射线是能量很高的电磁波”。为什么说电磁波的光子能量高，它的波长就一定短？
根据光子的能量公式?
?
?
?
?
?
?
?可知，电磁波的光子能量越大，频率越高，波长越短
γ射线
实验发现，如果一种元素具有放射性，那么无论它是以单质存在，还是以化合物形式存在，都具有放射性，而且放射性的强度也不受温度、外界压强的影响。
由于元素的化学性质决定于原子核外的电子，这说明射线与核外电子无关。也就是说，射线来自原子核内部
原子核内究竟还有什么结构？
原子核又是由什么粒子组成的呢？?
原子核的组成
了解原子核由质子和中子组成
了解质量数、电荷数的概念
了解质子数等于电子数，决定了原子的种类
原子核的组成
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子。
经过研究证明，质子带正电荷，
其电量和一个电子的电量相同，
它的质量等于一个电子质量的1836倍.
进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核。
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。
质子是原子核的组成部分。
α粒子轰击氮原子核
质子的发现
原子核是否只是由质子组成呢？
核的质量
质子质量
核的电量
质子电量
？
核的质量
质子质量
核的电量
质子电量
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子
这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认
中子的发现
1932年英国物理学家查德威克又发现了中子
通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电，是中性粒子。
中子的发现
在对各种原子核进行的实验中，
发现质子和中子是组成原子核的两种基本粒子。
质子
中子
核子
A表示质量数
Z表示质子数
X表示元素符号
?
?
?表示氦原子核有2个质子，质量数为4，（即有2个中子）
?
?
?表示铀原子核有92个质子，质量数为235个，（即有143个中子）
原子核的组成
α粒子
几种常用的原子核的表示
质子
中子
电子
氢原子核(H)最简单，它就是一个质子，核外有一个电子绕着它转；?
……
铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成，核外有4个电子分两层绕着它转；
锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的，核外有3个电子分两层绕着它转；
氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的，核外有2个电子绕着它转；
原子核的组成
质子数
核外电荷数
原子序数
①各种原子核内质子的个数（核的电荷数）和核外电子的个数都相同，它也等于该种元素在元素周期表中的原子序数；
质量数
核子数
中子+质子
②原子核内质子和中子的总数叫做核的质量数，它等于该元素原子量的整数部分。
在某种核反应中，一个中子变成一个电子和一个质子
这就是原子核内没有电子，又会放出电子，产生β射线的原因。
原子核的组成
如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），则互为同位素。
具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称为同位素。
氢的三种同位素：
氧的二种同位素：
同种元素的同位素具有相同的化学性质
同位素
节
章
题型演练
Part
Three
【例1】天然放射现象的发现揭示了（　
　）
A.
原子中核外电子的轨道是不连续的
B.
原子的核式结构模型
C.
原子核具有复杂的结构
D.
原子是由原子核和核外电子组成的
例题讲解（天然放射性现象）
C
【例2】比较α、β、γ三种射线的电离作用和穿透能力（
　
　）
A.
β射线的电离作用最强
B.
γ射线的电离作用最强
C.
α射线的穿透能力最强
D.
γ射线的穿透能力最强
例题讲解（三种射线）
D
变式训练（三种射线）
C
【练2】在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同．如图所示为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是（　　）
A.
γ、β、α
B.
β、γ、α
C.
α、β、γ
D.
γ、α、β
【例3】一个
91
Pa原子核内的质子数、中子数、核子数分别为(　
　)
A.
91个、91个、234个
B.
143个、91个、234个
C.
91个、143个、234个
D.
234个、91个、143个
234
例题讲解（原子核的组成）
C
节
章
课程总结
Part
Four
高速氦核流
高速电子流
光子流（高频电磁波）
组成
带电荷量
0
符号
速度
mp表示质子的质量
质量
静止质量?
?
?为零
小结
α射线
β射线
γ射线
垂直电磁场偏转情况
贯穿本领
对空气的电离作用
在空气中的径迹
通过胶片
最弱，用一张薄纸能挡住
较强，穿透几厘米厚的铝板
最强，穿透几厘米厚的铅板
偏转
不偏转
较弱
很弱
细、较长、曲折
最长
感光
感光
很强
粗、短、直
感光
偏转
小结
节
章
课后作业
Part
Five
课后作业
【作1】质子数=____________=____________；质量数=核子数=______+______。
α粒子：______；
质子：_______；
中子：_______；
电子：_______；
钾40：_______；
质子数为92的铀238：_________；
有6个中子的碳原子核：_______；
质量数为14的碳原子核：______；
电荷数为8、质量数为17的原子核：________。
大
谢
谢
家
【作1】质子数=____________=____________；质量数=核子数=______+______。
α粒子：______；
质子：_______；
中子：_______；
电子：_______；
钾40：_______；
质子数为92的铀238：_________；
有6个中子的碳原子核：_______；
质量数为14的碳原子核：______；
电荷数为8、质量数为17的原子核：________。
课后作业讲评
核外电荷数
原子序数
质子数
中子数