高中物理 3.1 原子核的组成与核力课件 科教版选修35.ppt

高中物理 选修3 5 教科版 第三章原子核3 1原子核的组成与核力 目标定位 1 知道质子 中子的发现 2 知道原子核的组成 知道核子和同位素的概念 3 会写核反应方程 4 了解原子核里的核子间存在着相互作用的核力 一 质子 中子的发现1 质子的发现 用 粒子轰击 获得了质子 这个实验表明 可以用人工的方法改变 把一种元素变成另一种元素 2 中子的发现 卢瑟福的学生 通过实验证实了 的存在 在实验中 他发现这种射线在磁场中不发生偏转 可见它是 粒子流 他又测得这种射线的速度不到光速的十分之一 这样就排除了它是 射线的可能 他还用这种射线轰击氢原子和氮原子 打出了一些氢 卢瑟福 氮原子核 原子核 查德威克 中子 中性 核和氮核 通过测量被打出的氢核和氮核的速度 推算出这种射线的粒子的质量跟氢核的质量差不多 并把这种粒子叫做中子 二 原子核的组成1 原子核的组成 由 和 组成 因此它们统称为 2 原子核的电荷数 等于原子核的 即原子的 3 原子核的质量数 等于 和 的总和 质子 中子 核子 质子数 原子序 数 质子数 中子数 元素符号 质量数 电荷数 质子数 中子数 同一位置 同位素 三 核力1 核力 原子核里的 间存在着相互作用的核力 把核子紧紧地束缚在核内 形成稳定的原子核 2 核力特点 1 核力是 相互作用的一种表现 在它的作用范围内 核力比库仑力大得多 2 核力是 作用范围在 之内 3 核力与电荷无关 质子与质子 质子与中子以及中子与中子之间的核力是 的 核子 核力 强 短程力 10 15m 相等 四 核反应方程1 核反应方程的定义 在核反应中 参与反应的原子核内的核子 质子和中子 将重新排列或发生转化 用 的符号来表示核反应过程的式子称为核反应方程 电荷数 质量数 原子核 一 原子核的组成1 原子核中的三个整数 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 原子核所带电荷总是质子所带电荷的整数倍 通常用这个整数表示原子核的电荷量 叫做原子核的电荷数 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 这个整数叫做原子核的质量数 2 原子核中的两个等式 1 核电荷数 z 质子数 元素的原子序数 核外电子数 2 质量数 a 核子数 质子数 中子数 例1 已知镭的原子序数是88 原子核质量数是226 试问 1 镭核中质子数和中子数分别是多少 2 镭核的核电荷数和所带电荷量是多少 3 若镭原子呈中性 它核外有多少电子 答案 1 88138 2 881 41 10 17c 3 88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 镭核的核电荷数和所带电荷量分别是z 88 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 针对训练11998年9月23日 铱卫星通讯系统在美国和欧洲正式投入商业运行 原计划的铱卫星系统是在距地球表面780km的太空轨道上建立的一个由77颗小卫星组成的星座 这些小卫星均匀分布在覆盖全球的7条轨道上 每条轨道上有11颗卫星 由于这一方案的卫星排列与化学元素铱原子核外77个电子围绕原子核运动的图景类似 所以简称为铱星系统 自然界中有两种铱的同位素 质量数分别为191和193 则 a 这两种同位素的原子核内的中子数之比为191 193b 这两种同位素的原子核内的中子数之比为57 58c 这两种同位素的质子数之比为191 193d 这两种同位素的质子数之比为1 1答案bd解析本题考查原子核的组成及同位素 同位素是指具有相同质子数和不同中子数的同种元素 由题意知铱的质子数为77 两种同位素的中子数分别为114 116 则两种同位素的中子数之比为57 58 质子数之比为1 1 故正确选项为b d 二 原子核中质子和中子的比例1 核子比例关系 较轻的原子核质子数与中子数大致相等 但对于较重的原子核中子数大于质子数 越重的元素 两者相差越多 2 形成原因 1 若质子与中子成对地人工构建原子核 由于核力是短程力 当原子核增大到一定程度时 相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力 这个原子核就不稳定了 2 若只增加中子 中子与其他核子没有库仑斥力 但有相互吸引的核力 所以有助于维系原子核的稳定 所以稳定的重原子核中子数要比质子数多 3 由于核力的作用范围是有限的 以及核力的饱和性 若再增大原子核 一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用 这时候再增加中子 形成的核也一定是不稳定的 例2 下列关于原子核中质子和中子的说法 正确的是 a 原子核中质子数和中子数一定相等b 稳定的重原子核里 质子数比中子数多c 原子核都是非常稳定的d 对于较重的原子核 由于核力的作用范围是有限的 以及核力的饱和性 如果继续增大原子核 形成的核也一定是不稳定的答案d 解析自然界中较轻的原子核 质子数与中子数大致相等 对于较重的原子核 中子数大于质子数 越重的元素 两者相差越多 因此正确答案选d 三 对核反应方程的认识1 用原子核的符号来表示核反应过程的式子称为核反应方程 一般用下列通式表示i t i ri表示为入射粒子 t为靶原子核 r为生成的原子核 i为出射粒子 2 常见的几个核反应方程 3 写核反应方程时应注意的问题 1 核反应过程一般都是不可逆的 核反应方程不能用等号连接 只能用单向箭头表示反应方向 2 核反应方程应以实验事实为基础 不能凭空杜撰 3 核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒 核反应过程中 一般会发生质量的变化 例3 完成下列各核反应方程 并指出哪个核反应是首次发现质子和中子的 答案见解析 借题发挥书写核反应方程四条重要原则 1 质量数守恒和电荷数守恒 2 中间用箭头 不能写成等号 3 能量守恒 中学阶段不做要求 4 核反应必须是实验中能够发