高二物理原子核的组成2.ppt

原子核的组成 要点 疑点 考点 课前热身 能力 思维 方法 延伸 拓展 要点 疑点 考点 一 天然放射性1 贝克勒尔首先发现了某些矿物中能发出某种看不见的射线 此射线可以穿透黑纸使照相底片感光 物质发射这种射线的性质叫放射性 具有这种性质的物质称作放射性元素 通过研究发现 原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有这种性质 这种能自发的放射出射线的现象叫天然放射现象 要点 疑点 考点 2 三种射线的比较 射线 本质是氦核流 速度约为光速的十分之一 贯穿本领弱 电离作用极强 射线 电子流 速度接近光速 贯穿本领强 电离作用弱 射线 本质量波长极短的电磁波 就是光子 贯穿本领最强 电离作用最弱 要点 疑点 考点 3 原子核的衰变 原子核自发的放出某种粒子而转变成为新核的过程叫原子核的衰变 衰变 同时放出 射线 衰变 同时放出 射线 半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间 要点 疑点 考点 剩余的原子核数和质量 N0 m0为最初原核子数和质量 半衰期由核内部的因素决定的 与原子的物理状态和化学状态无关 即与外部条件无关 要点 疑点 考点 二 原子核的组成1 原子核由质子和中子组成 质子和中子统称为核子 质子数相同 中子数不同的元素称为同位素 使核子紧密结合在一起的力叫核力 核力是很强的短距离作用力 原子核内只有相邻的核子间才有核力作用 要点 疑点 考点 2 核子的发现 1 发现质子的核反应方程 1919年 卢瑟福 2 发现中子的核反应方程 1932年 查德威克 中子首先是卢瑟福预言了其存在 而小居里夫妇最先做出这一实验 发现了中子 但小居里夫妇没有注意到卢瑟福的预言 当初认为它是一种波长极短的电磁波 要点 疑点 考点 三 原子核的人工转变1 用人工的方法使原子核发生变化的叫做原子核的人工转变 它是人们研究原子核的结构及其变化规律的有力武器 2 用人工转变的方法得到放射性同位素 是一个重要的发现 放射性同位素主要有两方面的应用 利用它的射线 作为示踪原子 要点 疑点 考点 3 放射性同位素的发现 1934年 约里奥 居里夫妇 而也有放射性 其中是正电子 4 注意 在人工转变中 用某高速粒子去轰击某原子核后 原子核发射出粒子和射线并转变成新的原子核的过程中 不可认为是高速粒子从原子核中打出了粒子 课前热身 1 下面哪些事实证明了原子核具有复杂结构 B A 粒子的散射实验B 天然放射现象C 阴极射线的发现D 伦琴射线的发现 课前热身 2 射线的本质是 D A 电子流B 高速电子流C 光子流D 高速氦核流 课前热身 3 放射性元素的半衰期是 D A 质量减小一半需要的时间B 原子量减少一半需要的时间C 原子核全部衰变所需时间的一半D 原子核有半数发生衰变需要的时间 课前热身 4 有关科学家和涉及的事实 正确的说法是 AC A 居里夫妇用粒子轰击铝箔时发现了正电子B 卢瑟福的原子结构学说成功地解释了氢原子的发光现象C 麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在 赫兹用实验方法给予了证实D 玻尔建立了量子理论 解释了各种原子发光现象 能力 思维 方法 例1 经过次 衰变和次 衰变 转变成 解析 对于 衰变和 衰变来说 衰变不改变质量数 所以应当先以质量数的变化来计算 衰变次数 原子每发生一次 衰变时质量就减少4个单位 电荷数减少2个单位 而每发生一次 衰变 则质量数不变 电荷数增加一个单位 能力 思维 方法 质量数由232减少到208共发生 衰变的次数为 Na 232 208 4 6 再结合电荷数的变化确定 衰变的次数 N 解题回顾 解决核反应方程类问题时 一定要抓住核反应中质量数和电荷数守恒这个规律 本例还要注意 衰变的特点 质量数不变 能力 思维 方法 例2 将天然放射性物质放入顶端开有小孔的铅盒S里 放射线便从小孔中射出 沿带电平行金属板A B之间的中线垂直于电场方向进入电场 轨道如图1 2 1所示 则轨迹是 射线 轨迹是 射线 轨迹是 射线 板带正电 板带负电 图1 2 1 能力 思维 方法 解析 由于 射线不带电 进入电场后不会改变方向 所以轨迹 为 射线 带电粒子垂直进入匀强电场 则在匀强电场中做类平抛运动 竖直方向的位移为s v0t 设两板间的距离为d 则1 2D 1 2at2 a 8E m qU dm 则s 能力 思维 方法 由此式可知s与粒子进入电场的初速度v0成正比 与粒子的荷质比q m的平方根成反比 射线速度约为射线的1 10 而 粒子的荷质比比 粒子的荷质比要小的多 所以 粒子的竖直方向位移要大 所以 是 射线的轨迹 是 射线的轨迹 粒子带正电 而向A板偏移 因此A板带负电 B板带正电 延伸 拓展 例3 静止在匀强磁场中的某放射性元素的核 放出一个 粒子 其速度方向与磁场方向垂直 测得 粒子和反冲核轨道半径之比R r 30 1 如图17 2 2所示 图17 2 2 延伸 拓展 则 A 粒子与反冲核的动量大小相等 方向相反B 反冲核的原子序数为62C 原来放射性元素的原子序数为62D 反冲核与 粒子的速度之比为1 62 延伸 拓展 解析 本题结合动量守恒 衰变方程 带电粒子在磁场中的圆周运动等几个知识点综合运用 由动量守恒得 MV mv 0 其中MV为反冲核动量 mv为 粒子的动量 Q为原来放射性元素的原子核电荷数 则反冲核的电荷数为Q 2 粒子电荷数为2 反冲核的轨迹半径R MV B