2019-2020学年高中物理 第3章 原子核与放射性 第1节 原子核结构课件 鲁科版选修3-5

第3章原子核与放射性第1节原子核结构第3章原子核与放射性1.了解质子和中子的发现过程．(重点＋难点)2.知道原子核的组成，理解核子、同位素的概念．3．了解核反应的概念，会书写核反应方程．(重点)一、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______轰击_________发现了_____．(2)结论：质子是_______的组成部分．α粒子氮原子核质子原子核2.中子的发现卢瑟福依据什么猜想原子核中存在着中子？提示：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更少一些．二、原子核的组成1.原子核组成由_____和中子组成，质子带正电，中子_______，质子、中子统称为核子，原子核常用符号____表示．X表示元素符号，A表示质量数，Z表示_________．基本关系：核电荷数＝_______＝原子序数．质量数＝_______＋_______＝核子数．2.同位素：具有相同_______、不同_______的原子，如氢的三种同位素11H、21H、31H.质子不带电AZX核电荷数质子数质子数中子数质子数中子数3.核反应方程(1)核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生_________的过程．核反应方程：用原子核符号描述___________的式子．(2)意义：能够用人工方法改变原子核．(3)书写核反应方程遵循的原则：核反应满足反应前、后_________和_______都守恒．(4)卢瑟福发现质子的核反应方程：42He＋147N→178O＋____．查德威克证实中子存在的核反应方程：94Be＋42He→126C＋____．新原子核核反应过程核电荷数质量数11H10n(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)同位素具有不同的化学性质．()×√×质子和中子的发现1.质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，结果从氮核中打出了一种粒子，并测定了它的电荷与质量，知道它是氢原子核，把它叫做质子，后来人们又从其他原子核中打出了质子，故确定质子是原子核的组成部分．2.中子的发现(1)1920年卢瑟福预言：原子核内可能还存在质量跟质子相近的不带电的中性粒子，并将其称为中子．(2)1930年德国物理学家博特和他的学生贝克利用α粒子轰击铍时发现了一种穿透力极强的射线，1932年约里奥·居里夫妇对这种射线进行了研究，并发现如果用这种射线轰击石碏，能从石蜡中打出质子．由于旧观念的影响，他们都把这种射线认为是γ射线，而实际上是中子流．(3)查德威克的发现：1932年，查德威克对这种射线进行了研究，发现这种射线是一种不带电、质量接近质子的粒子流，这种粒子正是卢瑟福猜想的中子，从而确定中子也是原子核的组成部分．如图为卢瑟福发现质子的实验装置，M是显微镜，S是荧光屏，窗口F处装铝箔，氮气从阀门T充入，A是放射源，在观察由质子引起的闪烁之前需进行必要调整的是()A．充入氮气后，调整铝箔厚度，使S上能见到α粒子引起的闪烁B．充入氮气后，调整铝箔厚度，使S上见不到质子引起的闪烁C．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上能见到质子引起的闪烁D．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上见不到α粒子引起的闪烁[思路点拨]从实验目的出发，结合选项，看是否能达到实验目的．[解析]实验目的是观察α粒子轰击氮核产生新核并放出质子，所以实验前应调整铝箔的厚度，恰使α粒子不能透过，但质子仍能透过，故选D.[答案]D如图为查德威克实验示意图．由天然放射性元素Po放出的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道()A．A为中子，B为质子B．A为质子，B为中子C．A为γ射线，B为中子D．A为中子，B为γ射线解析：选A.不可见射线(即粒子流)A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，轰击石蜡的不可见射线应该是中子，故A正确．原子核的组成及核反应方程1.原子核(符号AZX)原子核大小：很小，半径为10－15～10－14m组成质子：电量e＝＋1.6×10－19C质量mp＝1.6726231×10－27kg中子：电量e＝0质量mn＝1.6749286×10－27kg同位素：质子数相同，中子数不同的原子2.基本关系核电荷数＝质子数＝原子序数质量数＝质子数＋中子数＝核子数3.核反应、核反应方程(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单箭头方向表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据核电荷数守恒和质量数守恒凭空杜撰生成物．(3)书写核反应方程时，应先将已知的原子核和未知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置，然后再根据质量数守恒和核电荷数守恒确定未知的原子核或未知粒子的质量数和核电荷数，最后根据其核电荷数确定是哪种元素或粒子，在适当位置填上它们的符号．本题中用大写字母代表原子核．E经α衰变成为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H.上述系列衰变可记为下式：E――→αF――→βG――→αH；另一系列衰变如下：P――→βQ――→βR――→αS.已知P是F的同位素，则()A．Q是G的同位素，R是H的同位素B．R是E的同位素，S是F的同位素C．R是G的同位素，S是H的同位素D．Q是E的同位素，R是F的同位素[解析]yxE→y－4x－2F＋42He，y－4x－2F→y－4x－1G＋0－1e，y－4x－1G→y－8x－3H＋42He；zx－2P→zx－1Q＋0－1e，zx－1Q→zxR＋0－1e，zxR→z－4x－2S＋42He.同位素具有相同的质子数和不同的中子数，由核衰变方程式中各原子核的上下标可得到R是E的同位素，S是F和P的同位素，Q是G的同位素，所以B选项正确．[答案]B解决此类题一般从核衰变方程入手，正确地写出核衰变方程是解决此类题的关键．本部分内容讲解结束按ESC键退出全屏播放