2019-2020学年高中物理 第十九章 原子核 1 原子核的组成课件 新人教版选修3-5.ppt

1原子核的组成,一、天然放射现象1.1896年,法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性。2.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,放射性元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象。3.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,有的也能放出射线。4.玛丽居里和她的丈夫皮埃尔居里发现了两种放射性更强的新元素,命名为钋(Po)和镭(Ra)。,二、三种射线1.射线:实际上就是氦原子核,速度可达到光速的,其电离能力强,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。2.射线:是高速电子流,它速度很大,可达光速的99%,它的穿透能力较强,电离能力较弱,很容易穿透黑纸,也能穿透几毫米厚的铝板。3.射线:呈电中性,是能量很高的电磁波,波长很短,在10-10m以下,它的电离作用更小,但穿透能力更强,甚至能穿透几厘米厚的铅板或几十厘米厚的混凝土。,三、原子核的组成1.质子的发现卢瑟福用粒子轰击氮原子核获得了质子。2.中子的发现(1)卢瑟福预言:原子核内可能还存在另一种粒子,它的质量与质子相同,但是不带电,他把这种粒子叫做中子。,3.原子核的组成原子核由质子、中子组成,它们统称为核子,质子数与中子数之和叫核子数。4.原子核的电荷数(Z)等于原子核的质子数,等于原子序数。,5.原子核的质量数(A)等于质子数与中子数的总和。6.原子核的符号表示,7.同位素具有相同的质子数而中子数不同的原子互称同位素。,自我检测1.思考辨析。(1)贝可勒尔发现了两种放射性更强的新元素,命名为钋(Po)和镭(Ra)。()解析:玛丽居里和她的丈夫皮埃尔居里发现了两种放射性更强的新元素,命名为钋(Po)和镭(Ra)。答案:(2)射线是高速电子流,穿透力很强,有很强的电离作用。()解析:射线是高速粒子流,实际就是氦原子核,电荷数是2,质量数是4。答案:,(3)1919年,居里夫妇用镭放射出的粒子轰击氮原子核,通过实验测定,发现了质子。()解析:1919年,卢瑟福用镭放射出的粒子轰击氮原子核,从氮核中打出了一种新的粒子,测定了它的电荷量和质量,确定它是氢原子核,叫作质子。答案:(4)原子核的质量等于核内质子的质量,中子的质量几乎为零,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。()解析:原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和,而质子与中子的质量几乎相等,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。答案:,(5)放射性元素发出的射线的强度可以人工控制。()解析:放射性元素自发发出射线,是天然的,不受人工控制。答案:,探究一,探究二,天然放射现象问题探究1.法国科学家贝克勒尔自1895年起一直研究由硫化物和含铀的化合物产生的磷光现象,1896年2月26日、27日两天,因阴雨无法进行实验,他用黑纸包住的照相底片连同它上面的磷光物质一起放进抽屉里。3月1日,细心的贝克勒尔想抽查一下照相底片是否会因黑纸漏光而曝光。照相底片冲洗出来后,他大吃一惊,底片受到很强的辐射而变得很黑了,这显然不是漏光和磷光形成的。第二天他向法国科学院报告了他所发现的新的“不可见的辐射”。这种辐射可以穿透黑纸而使底片感光,这就是后来提出的物质的放射性。贝克勒尔因发现了物质的放射性而获得1903年诺贝尔物理学奖。放射性的发现具有什么重大意义?,探究一,探究二,要点提示:天然放射现象发现的意义在于,它表明原子核具有复杂的结构,打开了人们认识原子核内部世界的大门,也就是说,人们认识原子核的结构是从天然放射现象开始的,它揭开了原子核物理的新篇章。,探究一,探究二,2.最早发现的天然放射性元素是铀,后来居里夫人又发现了镭、钋,现在已经知道原子序数大于82的元素都有放射性,天然放射性元素的种类很多,但它们在地球上的含量很少,铀、镭等元素放出的射线是什么射线?科学家是用什么方法研究这些射线性质的?要点提示:射线、射线、射线;研究方法是将三种射线射入到磁场或者电场中。,探究一,探究二,知识归纳1.研究放射性的意义关于原子核内部的信息,最早来自于天然放射现象。天然放射性元素能自发地发出射线,不论它是以单质的形式存在,还是以某种化合物的形式存在,放射性都不受影响。也就是说,放射性与元素存在的物理化学状态无关,放射性仅与原子核有关。因此原子核不是组成物质的最小微粒,原子核也存在着一定结构。经过努力,人类终于揭开了原子核内部的秘密。2.三种射线在射线经过的空间施加磁场,射线分成三束,其中两束在磁场中向不同的方向偏转,说明这两束是带电粒子流,另一束在磁场中不偏转,说明这一束不带电,这三束射线分别叫作射线、射线、射线。,探究一,探究二,3.三种射线的性质、特征比较,探究一,探究二,特别提醒射线跟原子核外电子的关系:一种元素的放射性,与单质还是化合物无关,这就说明射线跟原子核外电子无关。放射性与元素存在的物理化学状态无关,放射性仅与原子核有关。,探究一,探究二,典例剖析【例题1】(多选)图中P为放在匀强电场中的天然放射源,其发射的射线在电场的作用下分成a、b、c三束,以下判断正确的是()A.a为射线、b为射线B.a为射线、b为射线C.b为射线、c为射线D.b为射线、c为射线【思考问题】射线带电吗?如果带电,如何判断其电性?提示:让射线穿过电场,研究其偏转现象,从而判断其电性。解析:由题图可知电场线方向向右,射线带正电,所受电场力方向与电场线方向一致,故射线向右偏转,即c为射线。射线带负电,所受电场力方向与电场线方向相反,故射线向左偏转,即a为射线。射线不带电,不发生偏转,即b为射线。故选项B、C正确。答案:BC,探究一,探究二,变式训练1如图所示,X为未知的放射源,L为薄铝片,若在放射源和计数器之间加上L后,计数器的计数率大幅度减小,在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,则X可能是()A.和的混合放射源B.纯放射源C.和的混合放射源D.纯放射源解析:由三种射线的本质和性质可以判断:在放射源和计数器之间加上铝片后,计数器的计数率大幅度减小,说明射线中有穿透力很弱的粒子,即粒子;在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,说明穿过铝片的粒子中无带电粒子,故只有射线。因此放射源可能是和的混合放射源。答案:C,探究一,探究二,原子核的组成问题探究(1)1919年,卢瑟福做了用粒子轰击氮核的实验。他从氮核中打出的一种粒子,并测定了它的电荷与质量,它的电荷量为一个单位,质量也为一个单位,卢瑟福将其命名为质子。以后,人们用轰击多种原子核,都打出了质子,说明什么问题?(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?要点提示:(1)说明质子是原子核的组成部分。(2)说明原子核内除质子外,还有其他粒子存在。,探究一,探究二,知识归纳1.原子核的组成原子核是由质子、中子构成的,质子带正电,中子不带电。不同的原子核内质子和中子的个数不一定相同。2.原子核的数量关系基本关系:电荷数(Z)=质子数=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。,探究一,探究二,3.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,所以质子数和中子数之和叫核子数。(2)电荷数(Z):原子核所带的电荷量等于质子电荷量的整数倍,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。,探究一,探究二,4.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、不同中子数的原子核互称为同位素。同位素的化学性质相同而物理性质不同。,探究一,探究二,典例剖析【例题2】已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226。试问:(1)镭核中有几个质子?几个中子?(2)镭核所带电荷量是多少?(3)若镭原子呈现中性,它核外有几个电子?,【思考问题】原子序数与什么有关?原子核的质量数是如何计算的?提示:因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的,原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和。,探究一,探究二,解析:因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的,原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和。由此可得:(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=881.610-19C1.4110-17C。(3)镭原子呈中性,则核外电子数等于质子数,故核外电子数为88。,答案:(1)88138(2)1.4110-17C(3)88(4)113114,探究一,探究二,规律总结原子核的“数”与“量”的辨析技巧(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。,探究一,探究二,变式训练2(多选)氢有三种同位素,分别是氕、氘、氚,则()A.它们的质子数相等B.它们的核外电子数相等C.它们的核子数相等D.它们的中子数相等解析:氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3,因为是同位素,质子数和核外电子数相同,都为1,中子数等于核子数减去质子数,故中子数各不相同,选项A、B正确。答案:AB,1,2,3,1.(多选)天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示,由此可推知()A.来自于原子核外的电子B.的电离作用最强,穿透能力最弱C.的电离作用较强,穿透能力较强D.的电离作用最弱,属于原子核内释放的光子,1,2,3,2.人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从()A