高中物理 19.1 原子核的组成课件 新人教版选修35.ppt

1原子核的组成 1 知道什么是放射性及放射性元素 2 知道三种射线的特性 知道原子核的组成 3 会正确书写原子核符号 4 通过对原子核结构模型的探究 体会物理学的研究方法 重点 1 了解三种射线 比较三种射线的不同特性 2 知道原子核的组成 掌握原子核符号的书写 难点 1 原子核结构模型的探究过程 2 分析三种射线在电磁场中的偏转规律 一 天然放射现象1 1896年 法国物理学家 发现某些物质具有放射性 2 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 3 放射性元素自发地发出射线的现象叫 贝可勒尔 钋 po 镭 ra 天然放射现象 判一判 1 放射性元素发出的射线可以直接观察到 2 放射性元素发出的射线的强度可以人工控制 3 放射性元素的放射性都是自发的现象 提示 1 放射性元素发出的射线是看不见的 1 错 2 放射性不受人工控制 是天然的 2 错 3 放射性元素发出射线都是自发的 3 正确 二 射线到底是什么1 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 另一束在磁场中 说明这一束不带电 这三束射线分别叫做 射线 射线 射线 带电粒子流 不偏转 2 三种射线的比较 高速氦核流 高速电子流 光子流 高频电磁波 2e e 0 0 1c 0 99c c 最弱用一张纸就能挡住 较强能穿透几毫米的铝板 最强能穿透几厘米的铅板 很强 较弱 很弱 想一想 怎样用电场 磁场判断三种射线的带电性质 提示 让三种射线通过匀强电场 则 射线不偏转 说明不带电 射线偏转方向和电场方向相同 带正电 射线偏转方向和电场方向相反 带负电 让三种射线通过匀强磁场 则 射线不偏转 说明不带电 射线和 射线可根据偏转方向和左手定则确定带电性质 三 原子核的组成1 原子核的组成原子核由 组成 质子和中子统称为 2 原子核的符号3 同位素 具有相同的 而 不同的原子核 在元素周期表中处于 它们互称为同位素 例如 氢有三种同位素11h 21h 31h 质子和中子 核子 质子数 中子数 同一位置 质子数 中子数 质子数 想一想 一个铅原子质量数为207 原子序数为82 其核外电子有多少个 中子数又是多少 提示 铅的原子序数为82 即一个铅原子中有82个质子 由于原子是电中性的 质子与电子电性相反 电量相同 故核外电子数与核内质子数相同为82个 根据质量数等于质子数与中子数之和的关系 铅原子核的中子数为207 82 125 个 天然放射现象的意义和三种射线的研究 探究导引 如图 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 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 思考以下问题 1 能穿过薄铝片和磁场到计数器的是哪种射线 2 不能穿过薄铝片的是哪种射线 3 该放射源能发出几种射线 要点整合 1 研究放射性的意义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 2 三种射线在电场 磁场中偏转情况的比较 1 在匀强电场中 射线偏转较小 射线偏转较大 射线不偏转 如图 2 在匀强磁场中 射线偏转半径较大 射线偏转半径较小 射线不偏转 如图 特别提醒 1 元素的放射性与元素的存在状态 外界温度和压强等无关 2 放射性元素发出的射线与核外电子无关 射线来自原子核 典例1 2012 杭州高二检测 如图所示 r是一种放射性物质 虚线框内是匀强磁场 ll 是厚纸板 mn是荧光屏 实验时 发现在荧光屏的o p两点处有亮斑 由此可知磁场的方向 到达o点的射线种类 到达p点的射线种类应属于下表中的 思路点拨 解答此题应考虑以下两个方面 关键点 1 能够穿过厚纸板的只有 和 射线 射线无法穿过 2 射线不偏转 射线在磁场中的偏转情况符合左手定则 规范解答 选c r放射出来的射线共有 三种 其中 射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用 射线不偏转 故打在o点的应为 射线 由于 射线贯穿本领弱 不能射穿厚纸板 故到达p点的应是 射线 依据 射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里 总结提升 三种射线的比较方法 1 知道三种射线带电的性质 射线带正电 射线带负电 射线不带电 是实物粒子 而 射线是光子流 属于电磁波的一种 2 在电场或磁场中 通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断 和 射线偏转方向 由于 射线不带电 故运动轨迹仍为直线 3 粒子穿透能力较弱 粒子穿透能力较强 射线穿透能力最强 而电离作用相反 变式训练 如图所示 铅盒a中装有天然放射性物质 放射线从其右端小孔中水平向右射出 在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场 则下面说法中正确的有 a 打在图中a b c三点的依次是 射线 射线和 射线b 射线和 射线的轨迹是抛物线c 射线和 射线的轨迹是圆弧d 如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场 则屏上的亮斑可能只剩下b 解析 选a c 由左手定则可知 粒子向右射出后 在匀强磁场中 粒子受到的洛伦兹力向上 粒子受到的洛伦兹力向下 轨迹都是圆弧 由于 粒子速度约是光速的1 10 而 粒子速度接近光速 所以在同样的混合场中不可能都做直线运动 本题选a c 变式备选 2012 南京高二检测 下列说法正确的是 a 任何元素都具有放射性b 同一元素 单质具有放射性 化合物可能没有c 元素的放射性与温度无关d 放射性就是该元素的化学性质 解析 选c 原子序数大于83的所有元素都有放射性 小于等于83的元素有的就没有放射性 所以a错 放射性是由原子核内部因素决定的 与该元素的物理 化学状态无关 所以c对 b d错 故选c 原子核的组成和数量关系 探究导引 如图为卢瑟福用 粒子轰击氮核原理图 请思考以下问题 1 卢瑟福用 粒子轰击氮原子核 发现的新原子核是什么 2 原子核是否只由质子组成 要点整合 1 原子核的大小 组成和同位素原子核 大小 很小 半径为10 15m 10 14m同位素 质子数相同 中子数不同的原子核 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 2 原子核的符号和数量关系 1 符号 azx 2 基本关系 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 特别提醒 原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍 这个倍数称为原子核的质量数 因此 质量数就是核子的个数 是一个纯数字 它与质量是不同的 如质子和中子的质量数相同均为1 但它们的质量不同 中子的质量比质子的质量约大千分之一 典例2 已知镭的原子序数是88 原子核质量数是226 试问 1 镭核中有几个质子 几个中子 2 镭核所带的电荷量是多少 3 呈中性的镭原子 核外有几个电子 思路点拨 解答本题应把握以下三点 关键点 1 原子核的质子数与原子序数相等 2 原子核的质量数等于质子数与中子数之和 3 对呈中性的原子 核外电子数等于核内质子数 规范解答 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 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 答案 1 88138 2 1 41 10 17c 3 88 互动探究 镭有一种同位素 原子核质量数是228 若让22688ra和22888ra以相同的速度垂直射入磁感应强度为b的匀强磁场中 它们运动的轨道半径之比是多少 解析 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力 故有两种同位素具有相同的核电荷数 但质量数不同 故答案 温馨提示 人们对物质结构的认识是一步步发展的 与原子核相关的知识是高考的重要内容 原子核的书写方法 同位素的概念 原子核的质量数 电荷数 中子数 质子数等关系 是高考的热点 典例 氢有三种同位素 分别是氕 11h 氘 21h 氚 31h 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 思路点拨 解答本题要明确以下两点 关键点 1 明确同位素的概念 质子数相同 中子数不同 2 明确质子数 中子数和核子数之间的关系 规范解答 选a b 氕 氘 氚的核子数分别为1 2 3 c错误 质子数和核外电子数相同 都为1 a b正确 中子数等于核子数减去质子数 故中子数不相同 d错误 三种射线的判断方法让天然放射现象的三种射线通过电场或磁场 根据其偏转情况可以研究射线的性质 1 根据射线受电场力 洛伦兹力的方向可以确定射线的带电情况 2 射线所带的电荷不同 在磁场中的偏转半径或在电场中的偏转程度不同 案例展示 将 三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场 图中表示射线偏转情况正确的是 规范解答 选a d 已知 粒子带正电 粒子带负电 射线不带电 根据正 负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正 负电荷在电场中受电