鲁科版（2019）高中物理 选择性必修第三册 第5章 第1节 认识原子核课件 35 张PPT

课标要求
1.了解原子核的组成和核力的性质。知道四种基本相互作用。
2.能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。
3.了解放射性和原子核衰变。知道半衰期及其统计意义。
4.了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。
5.认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核衰变反应。关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。
6.了解人类对物质结构的探索历程。
第1节　认识原子核
核心素养
物理观念
科学思维
科学态度与责任
1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象。
2.记住三种射线的本质和特性。
3.了解质子和中子的发现过程。
4.知道原子核的组成，理解核子、同位素的概念。
5.了解核反应的概念，会书写核反应方程。
守恒思想在核反应方程书写中的应用。
通过天然放射现象、质子、中子的发现了解人们对原子核的认识过程。
知识点一　天然放射现象与三种射线
[观图助学]
如图为癌症病人正在进行放射治疗，放射治疗是指通过放射线杀灭肿瘤细胞的一种局部治疗方法。你知道什么是放射线吗？知道它们有什么特点吗？
1.天然放射现象的发现
贝可勒尔
(1)1896年，法国物理学家 发现铀盐能自发的发出某种看不见的射线，这种射线能穿透黑纸，使照相底片感光。
(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。具有放射性的元素，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 。
射线
射线
钋
镭
2.认识三种放射线
(1)三种射线：如图所示，1是 ，2是 ，3是 。
β射线
γ射线
α射线
(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射线有很强的 ，但 很弱，在空气中只能飞行几厘米，一张铝箔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， 较强，能穿透几毫米厚的铝板，但 较弱。
③γ射线：γ射线是波长很短的 ，穿透能力很强，能穿透几厘米厚的_______，但电离作用很弱。
氦原子核
电离作用
穿透能力
电子流
穿透能力
电离作用
电磁波
铅板
[思考判断]
(1)天然放射现象是法国物理学家皮埃尔·居里夫妇发现的。( )
(2)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力。( )
(3)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。( )
(4)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。( )
×
×
√
×
知识点二　质子和中子的发现
1.质子的发现
(1)实验：为探测原子核的结构，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了 。
(2)结论：质子是 的组成部分。
2.中子的发现
(1)卢瑟福的预想
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 。
质子
原子核
不带电
中子
(2)中子的发现是许多科学家研究的结晶。
①1930年，科学家发现，用钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种不受 和 影响、穿透能力 的射线。
②1932年，约里奥·居里夫妇发现，如果用这种射线轰击 ，能从石蜡中轰击出 。
③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。
电场
磁场
很强
石蜡
质子
不带电
质子
[思考判断]
(1)卢瑟福在α粒子散射实验中发现了质子。( )
(2)卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在。( )
(3)玻尔在实验中发现了中子。( )
×
√
×
知识点三　原子核的组成
1.原子核的组成
核子
原子序数
核子数
元素符号
质量数
核电荷数
2.同位素
3.核反应与核反应方程
质子数
中子数
原子核符号
核电荷数
[思考判断]
(1)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子。( )
(2)原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。( )
(3) 核反应方程满足质量数、电荷数守恒。( )
×
√
√
[问题探究]
图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图。
核心要点
三种射线的本质及特点
(1)α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转说明了什么？
(2)α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径说明什么问题？
[探究归纳]
1.α、β、γ三种射线的性质、特征比较
速 率
0.1c
0.9c
c
贯穿本领
最弱
用一张纸就能挡住
较强
能穿透几毫米厚的铝板
最强
能穿透几厘米厚的铅板
电离作用
很强
较弱
很弱
2.在电场、磁场中偏转情况的比较
(1)在匀强电场中，α射线偏转较小，β射线偏转较大，γ射线不偏转，如图甲所示。
(2)在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图乙所示。
[经典示例]
[例1] 如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应属于下表中的(　　)
选项
磁场方向
到达O点的射线
到达P点的射线
A
竖直向上
β
α
B
竖直向下
α
β
C
垂直纸面向里
γ
β
D
垂直纸面向外
γ
α
解析　R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里。
答案　C
规律总结　判断三种射线性质的方法
(1)射线的电性：α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电。α、β是实物粒子，而γ射线是光子流，它是波长很短的电磁波。
(2)射线的偏转：在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断α和β射线偏转方向，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线。
(3)射线的穿透能力：α粒子穿透能力较弱，β粒子穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离作用相反。
[针对训练1] 如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是(　　)
A.①表示γ射线，③表示α射线
B.②表示β射线，③表示α射线
C.④表示α射线，⑤表示γ射线
D.⑤表示β射线，⑥表示α射线
解析　由三种射线的带电性质可以判断出①⑥表示β射线，②⑤表示γ射线，③④表示α射线，故C正确。
答案　C
[问题探究]
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，如图所示为α粒子轰击氮原子核示意图。
核心要点
原子核的组成
(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？
(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？
答案　(1)说明质子是原子核的组成部分。
(2)说明原子核中除了质子外还有其他粒子。
[探究归纳]
1.原子核的大小和组成
2.对核子数、电荷数、质量数的理解
(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数。
(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷等于质子电荷的整数倍，通常用这个数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数。
(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的质量数。
3.同位素：原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质，同种元素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同，所以它们的物理性质不同。把具有相同质子数、不同中子数的原子互称为同位素。
A.它们具有相同的质子数和不同的质量数
B.它们具有相同的中子数和不同的原子序数
C.它们具有相同的核电荷数和不同的中子数
D.它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质
解析　原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的，且原子核内的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和。由此知这两种镭的同位素核内的质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数决定，因为它们的核外电子数相同，所以它们的化学性质也相同。故正确答案为A、C。
答案　AC
规律总结　原子核的“数”与“量”辨析
(1)核电荷数与原子核的电荷量是不同的，组成原子核的质子的电荷量都是相同的，所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍，我们把核内的质子数叫核电荷数，而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量。
(2)原子核的质量数与质量是不同的，原子核内质子和中子的总数叫作核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量的总和。
[针对训练2] 以下说法正确的是(　　)
解析　钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错误；铍核的质量数为9，中子数为5，所以B错误；同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，C错误，D正确。
答案　D