第01节 走进原子核:20张PPT

(共20张PPT)
1.放射性和放射性元素
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片感光，物质发射射线的性质称为放射性。具有放射性的元素称为放射性元素。
2.天然放射现象
放射性元素自发地放出射线的现象，叫做天然放射现象。
放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于
83
的元素，有的也具有放射性。
在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？
这些射线带不带电呢？
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？
放射性物质发出的射线有三种：α射线、β射线、γ射线
根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由带正电的粒子组成，我们把它叫做α射线。科学家们研究发现，每个α粒子带的电荷量是电子电荷量的2倍，质量是氢原子质量的4倍。进一步研究表明
，α粒子就是氦原子核。
由于α粒子带电，质量又比较大，通过气体时很容易把气体分子中的电子剥离，使气体带电。由于与物质中的微粒作用时会损失自己的能量，α粒子的穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
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。
与α射线偏转方向相反的那束射线带负电，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射线是高速电子流，它的速度很大，可达光速的99％。它的电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几毫米厚的铝板。
氦原子核
1/10光速
弱
很强
高速电子流
接近光速
较强
较弱
高能量电磁波
光
速
很强
更弱
C
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，其电荷量和一个电子的电荷量相同，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。
原子核是否只是由质子组成呢？
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。
卢瑟福的猜想：原子核内可能还存在着另一种粒子──它的质量与质子相同，但是不带电。他把这种粒子叫做中子。
1932年英国物理学家查德威克发现了中子
质子和中子
中子
质子
统称核子
10－15
m
（1）核子数：质子和中子质量相差很小，统称为核子。质子数和中子数之和叫核子数。
（2）电荷数
(
Z
)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，用这个整数表示原子核的电荷量。
（3）质量数(
A
)：原子核的质量等于质子和中子的质量总和（A=Z+N），所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数。
（1）核电荷数=质子数=元素的原子序数=核外电子数
（2）质量数=核子数=质子数+中子数
解：（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）核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为
88。
（4）带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，根据牛顿第二定律有：
qvB
＝
mv2/r
r
＝
mv/qB
两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，解得：
如质子数相同，而中子数不同（质量数当然不同）的原子核，则互称同位素。
氢的同位素
例3
氘和氚是氢的同位素，关于氢、氘、氚的原子，下列说法正确的是
(
)
A.
具有相同的质子数、相同的中子数、相同的电子数
B.
具有不同的质子数、相同的中子数、相同的电子数
C.
具有相同的质子数、不同的中子数、相同的电子数
D.
具有相同的质子数、相同的中子数、不同的电子数
C