教科版选修35 原子核 原子核的组成与核力 课件 （共26张).ppt

3 1原子核的组成与核力 铅盒 放射源 射线 照相底片 天然放射性元素的原子核发出的射线可使照相底片感光 铅盒 放射源 照相底片 在电场中射线束分离成三束 射线 即氦原子核 射线 高速电子流 射线 高频电磁波 从原子核中能发出射线这一事实 使我们知道了原子核不是不可再分的 原子核应该有自己的结构 原子核是由什么构成的 是如何构成的 一 质子的发现 原子核的人工转变 年卢瑟福完成了用 粒子轰击氮原子核的人工核实验 实验装置示意如图 放射性物质 容器 阀门 铝箔 荧光屏 显微镜 实验步骤及结果 适当选择铝箔的厚度 使荧光屏恰好不出现闪光 然后充入氮气 氮气 实验步骤及结果 适当选择铝箔的厚度 使荧光屏恰好不出现闪光 充入氮气后 荧光屏出现了闪光 粒子轰击氮原子核 从实验结果可知 充入氮气后产生了穿透能力比 粒子更强的新的粒子 这种粒子可以穿透铝箔 打在荧光屏上 出现了闪光 后来 将这种粒子引入电场 磁场测定它的电量和质量 确定了它就是氢原子核 又称为质子 物理学中用符号或表示质子 上述实验中的质子从何而来 卢瑟福设想实验中出现的质子是 粒子击中氮原子核 发生核反应产生的 布拉凯特实验证实发生了核反应 在云室中可以观察粒子的径迹 英国的物理学家布拉凯特在云室中做了 粒子轰击氮核的实验 拍摄了两万多张云室照片 终于从 万条 粒子径迹的照片中 发现有八条产生了分叉 分析径迹的情况可以确定 分叉后的细长径迹是质子的径迹 短而粗的径迹是产生的新核的径迹 碰撞后 粒子径迹不再出现 上述实验以及后来用 粒子轰击氟 钠 铝等元素的原子核都发生了类似的反应 并且都产生了质子 这些实验表明 由于从不同元素的原子核中都能打出质子来 因此质子应该是原子核的组成部分 原子核只由质子组成吗 质量数电荷数 钙 汞 想一想由于原子核的质量大体上是质子质量的整数倍 如果原子核只由质子组成 则原子核的质量数应该与质子数相等 因而也与原子核的核电荷数相等 但任意考察两种元素 下表 就知它们的核质量数与核电荷数不等 原子核只由质子组成的设想能够成立吗 原子核示意图 在上一世纪的二十年代 卢瑟福依据原子核的电荷数与质量数的差别 预见到原子核中应该存在质量与质子相等的 不带电的粒子 卢瑟福称其为中子 直到上一世纪的三十年代 另一个人工核反应 即用放射性元素钋发出的 射线轰击铍 证实了中子的存在 二 中子的发现 粒子 粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么 射线轰击铍产生的不可见粒子有很强的穿透能力 可贯穿 的铅板 人们认为它是高能的 射线 计算表明 不可见粒子从石蜡中打出质子 需要提供5 7mev的能量 这要求 射线的能量达到55mev 但是 钋发出的 射线轰击铍只能产生7mev的 射线 因此 不可见粒子能从石蜡中打出质子 它一定不是铍被轰击后发出的 射线 查德威克对实验结果的分析 查德威克用碰撞中的动量守恒和能量守恒分析得到不可见粒子是质量与质子几乎相等的 不带电的粒子 它正是卢瑟福预见的中子 中子的质量数与质子的相等 都是1 中子不带电 其电荷数为零 物理学中用符号10n表示中子 射线粒子轰击铍的核反应方程是 原子核的组成 中子 质子 统称核子 u he h 11 42 23592 x az 核 电荷数 质量数 10 15m 元素符号 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 三 原子核的组成 氢的同位素 同位素 具有相同质子数和不同中子数的原子叫做同位素 同种元素的同位素具有相同的化学性质 氕 氘 氚 衰变 衰变是怎样形成的 衰变 211h 201n 42he 衰变 01n 11h 10e 点击 核子以什么力结合成原子核 原子核示意图 拓展联想已知 核子之间存在万有引力 质子之间存在比万有引力更强大的库仑斥力 原子核的结构是非常牢固的核子以什么力结合成原子核 核子以什么力结合成原子核 核力存在于质子之间 中子之间及中子与质子之间 即核子之间 核力是只在2 0 10 15米距离内起作用的短程强相互作用力 由于核子的大小约为0 8 10 15米 故只有相邻的核子之间才有核力作用 核力的本质仍在研究中 原子核示意图 原子核的半径约为10 15m 只相当原子半径的万分之一 在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大 万有引力太小 只有库仑力的10 36 而通常原子核是稳定的 于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起 此力称为核力 核力 mp mp 库仑力 库仑力 万有引力 万有引力 核力 核子靠什么力结合成原子核 2 核力是短程力 约在10 15m量级时起作用 距离大于0 8 10 15m时为引力 距离为10 10 15m时核力几乎消失 距离小于0 8 10 15m时为斥力 3 核力具有饱和性 核子只对相邻的少数核子产生较强的引力 而不是与核内所有核子发生作用 4 核力具有电荷无关性 对给定的相对运动状态 核力与核子电荷无关 要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组成物 夸克的相互作用 1 核力是四种相互作用中的强相互作用 强力 的一种表现 3 发现质子核反应 4 发现中子核反应 1 核反应 利用天然反射性的高速粒子或人工加速的粒子去轰击原子核 以产生新的原子核的过程 2 核反应方程 用原子核符号描述核反应过程的式子 四 核反应 5 6 温馨提示遵循 上标质量数守恒下标电荷数守恒 课堂小结 原子核由质子和中子 统称为核子 组成 使核子结合在一起的力是短程强相互作用力 也称为核力 原子核的人工转变 用人工的办法使原子核发生转变 1 若用x代表一个中性原子中核外的电子数 y代表此原子的原子核内的质子数 z代表此原子的原子核内的中子数 则对的原子来说 a x 90 y 90 z 234b x 90 y 90 z 144c x 144 y 144 z 90d x 234 y 234 z 324 b 1 若用x代表一个中性原子中核外的电子数 y代表此原子的原子核内的质子数 z代表此原子的原子核内的中子数 则对的原子来说 a x 90 y 90