2019-2020学年高中物理 第4章 第1节 走进原子核课件 粤教版选修3-5

第四章原子核第一节走进原子核[学习目标]1.了解天然放射现象及其意义.2.知道放射性及放射性元素的概念.3.了解质子的发现过程.4.了解卢瑟福对原子核内粒子的猜想，及中子的发现过程.5.知道原子核的组成．自主预习探新知一、放射性的发现1．放射性：物质放射出的性质叫做放射性．2．放射性元素：具有的元素叫放射性元素．能放出射线的元素叫做天然放射性元素．射线自发地放射性二、原子核的组成1．质子的发现质子质子二、原子核的组成2．中子的发现中子原子核中子二、原子核的组成3．原子核的组成由和组成，它们统称为4．原子核的符号是：AZX.其中X是，A表示，Z表示，中子数等于.质子A－Z电荷数质量数元素符号核子．中子1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)只有原子序数大于83的元素才具有放射性．()(2)放射性的发现揭示了原子核结构的复杂性．()(3)质子是卢瑟福用α粒子轰击铝核时发现的．()(4)中子是查德威克用α粒子轰击铍核时发现的．()(5)原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍．()×√√×√2．与原子核内部变化有关的现象是()A．电离现象B．光电效应现象C．天然放射现象D．α粒子散射现象C[电离现象是核外电子脱离原子核的束缚，光电效应是核外电子跃迁，α粒子散射现象也是在原子核外进行的，没有涉及原子核内部的变化，只有天然放射现象是在原子核内部发生的．]3．一个23491Pa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C[原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子，23491Pa的原子序数为91，即质子数为91，核子数为234，中子数等于核子数减去质子数，为234－91＝143，C选项正确，A、B、D选项错误．]合作探究攻重难质子和中子的发现1.质子的发现(1)实验背景：电子的发现使人们认识到，原子不再是构成物质的基本单位．进一步研究发现，原子的中心有一个原子核，原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量．原子核的结构如何？1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验．(2)实验装置(如图)：T进气孔、A放射源、F铝箔、S荧光屏、M显微镜、C真空容器．(3)实验过程：容器C里放有放射性物质A，从A放射出的α粒子射到铝箔F上，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收，而不能透过．在F的后面放一荧光屏S，M是显微镜，通过M可以观察到S是否有闪光．(4)实验现象：开始，S上无闪光(因为α粒子没有穿过铝箔)．打开进气孔T的阀门，通入氮气，可以观察到S上有闪光．(5)实验分析：容器C中通入氮气后，用显微镜观察到荧光屏上有闪光，闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的．(6)新粒子性质研究：①把这种粒子引进电磁场中，根据它在电磁场中的偏转，测出了它的质量和电量，进而确定它就是氢原子核，又叫质子．用符号表示为11H或11p.②1925年，英国物理学家布拉凯特通过云室照片分析表明，α粒子击中氮原子核后形成一个复核，而这个复核不稳定，生成后随即发生变化，放出一个质子．③人们用同样的办法从其他元素的原子核中也轰击出了质子．(7)实验结论：质子是原子核的组成部分．2．中子的发现(1)发现背景：有人猜想原子核是由质子组成的，但人们发现除氢元素外，所有元素的原子核的质量大体上是质子质量的整数倍，但原子核的电荷数仅仅是质量数的一半或者更少一些．(2)猜想：原子核不仅仅是由质子组成的，卢瑟福预想原子核内存在着质量跟质子相近的不带电的中性粒子，他将其称为中子．(3)研究过程．①科学家在1930年利用Po放出的α射线轰击铍原子核时，产生了一种看不见的贯穿能力很强、不受电场和磁场影响的射线．②1932年，约里奥·居里夫妇发现如果用来自铍的射线去轰击石蜡，能从石蜡中打出质子，如图所示．③1932年，查德威克进一步研究这种射线时发现，这种射线是一种不带电的、质量接近质子的粒子流，即是卢瑟福猜想的中子．④结论：中子是原子核的组成部分．【例1】如图所示为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放出α射线轰击铍时会产生粒子流a，用粒子流a轰击石蜡后会打出粒子流b，下列说法正确的是()A．a为质子，b为中子B．a为γ射线，b为中子C．a为中子，b为γ射线D．a为中子，b为质子D[不可见的粒子轰击石蜡时打出的应是质子，因为质子就是氢核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见粒子应该是中子，故D正确．]1．卢瑟福发现质子后，预想到原子核中还有中子的存在，其判断依据与下列事实相符的是()A．电子数与质子数相等B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些D．质子和中子的质量几乎相等C[卢瑟福发现原子核的核电荷数与原子核的质量数不相等，大约是原子核质量数的一半或少一些，因此预想到在原子核内还存在有质量而不带电的中性粒子，即中子，故符合事实的是C.]原子核的组成1.原子核(符号AZX)2．基本关系：核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．3．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，质子数和中子数之和等于核子数．(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整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的总和，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，这个整数叫作原子核的质量数．【例2】已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带的电荷量是多少？(3)呈中性的镭原子，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＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17C.(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.[答案](1)88138(2)1.41×10－17C(3)88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，也与元素的原子量不同．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．训练角度1：对原子核表示方法的理解2．(多选)元素X的原子核可用符号baX表示，其中a、b为正整数，下列说法正确的是()A．a等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的中子数B．a等于此原子核中的中子数，b等于此原子核中的质子数C．a等于此元素的原子处于电中性状态时核外电子数D．b等于此原子核中的质子数加中子数CD[符号baX中，b为质量数，a为核电荷数，中子数为b－a，故A、B均错；当X为中性状态时，核外电子数等于a，又因核子数等于质量数，C、D对．]训练角度2：对同位素的理解3．同位素是指()A．质子数相同而核子数不同的原子B．核子数相同而中子数不同的原子C．核子数相同而质子数不同的原子D．中子数相同而核子数不同的原子A[原子序数相同(即核电荷数、质子数相同)而质量数不同(即核子数不同)的元素互为同位素．]课堂小结1.物质发射射线的性质称为放射性．放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象.2.原子核由质子和中子组成.1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子，1932年查德威克证实了中子的存在.3.1896年，法国物理学家贝可勒尔发现天然放射现象，揭开了人们研究原子核结构的序幕.知识脉络当堂达标固双基1．天然放射现象的发现揭示了()A．原子不可再分B．原子的核式结构C．原子核还可再分D．原子核由质子和中子组成C[本题涉及物理学史的一些知识．汤姆孙发现了电子说明原子也可再分；卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构；贝可勒尔发现了天然放射现象，说明了原子核也是有着复杂的结构的；天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分；卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现了质子，查德威克用α粒子轰击铍核打出了中子，使人们认识到原子核是由质子和中子组成的．所以正确选项为C.]2．(多选)关于质子和中子，下列说法正确的是()A．原子核由质子和中子组成B．质子和中子统称为核子C．质子带正电，中子不带电D．质子和中子都是卢瑟福通过实验发现的ABC[中子是由查德威克发现的．]3．(多选)22888Ra是镭22888Ra的一种同位素，对于这两种镭的原子而言，下列说法正确的是()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AC[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．由此知这两种镭的原子，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，因它们的核外电子数相同，故它们的化学性质也相同．正确选项为A、C.]4．某种元素具有多种同位素，能反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的是图()B[质量数等于质子数与中子数之和，因此当中子数N增大时，质量数A也会增大，选项A、D错误；又因为中子数N为零时，质子数不为零，所以质量数A不为零，选项B正确，C错误．]