物理选修3-5教学案原子核的组成

1、第一节原子核的组成(一)教学目的1 .常识性了解射线的应用，强射线对人体的危害及防护。2 .常识性了解原子核的组成。3 .进行物理学研究方法的启蒙教育。(二)教具录像机，监视器，原子弹和氢弹爆炸的录像剪接带。(若没有上述器 材可用原子弹、氢弹爆炸的挂图代替)(三)教学过程进行新课原子核的组成电子的发现和放射性现象的发现我们已经学过，物质是由分子、原子构成的，原子已经是很小很小的 微粒了，其直径只有10*米，所以在十九世纪以前，人们一直认为原子是 不可再分的中性粒子。1897年英国物理学家汤姆生在研究阴极射线时发 现了电子，而电子比原子小得多，因而人们才认识到原子内部还有结构。电子的发现把人们带

2、入了原子内部的世界在同一时期人们还发现了天然放射性现象，对放射性现象的进一步研 究，人们认识到原子核内部还有结构，原子核由比它更小的粒子组成。可 见人类对客观世界的认识是没有止尽的。我们先来学习放射性现象。放射性现象的发现把人们带入了原子核内部的世界(2)放射性现象什么是放射性现象？像铀(U)、针(Po)、镭(Ra)等元素能自发地放出一些人眼看不见的、 能穿透黑纸使照相底片感光的射线，这种现象叫放射性现象。这些元素叫 放射性元素。射线究竟是什么？在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？它们除了能穿透黑纸使 照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？比如：这些射线带不带电 呢？为了了解它们的性质，

3、还得通过实验。我们做什么样的实验，才能判断它们带不带电呢？（放射性现象中放 出的射线若是带电的，射线在磁场中将像通电导体那样发生偏转，由偏转 的方向和磁体的N、S极位置还可判断射线带的是什么电。）我们利用已经掌握的知识可以去探索还不知道的现象和规律，最基本 的研究方法是通过实验。把放射性元素装在一个壁很厚的铅盒里（射线穿 不透），在盒壁上有一个小孔，放射线可由此孔射出，然后把它们放到两 个很强的磁极之间,再用照相底片把射线的轨道记录下来。从照相底片上 看到，放射线分成了三束，其中两束向相反方向偏转，说明这两束射线带 异种电荷；中间一束不偏转，说明它不带电，是中性的。这三种射线有哪些性质呢？它们

4、的实质是什么呢？射线由两种带异种电荷的粒子和一种不带电的中性粒子组成（3）三种射线-a射线根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由 带正电荷的粒子组成，我们把它叫做a射线，a射线由带正电的a粒子组 成。科学家们研究发现每个。粒子带的正电荷是电子电荷的2倍，a粒子 质量大约等于氮原子的质量。进一步研究表明a粒子就是氮原子核。（0射线的实质就是高速运动的氮核流由于a粒子的质量较大，所以Q射线的穿透本领最小，我们用一张厚 纸就能把它挡住。B射线与a射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做B射线。 研究发现。射线由带负电的粒子（B粒子）组成。进一步研究表明。粒子 就是电子。

5、<B射线的实质就是高速运动的电子流实验还表明，B射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透儿 厘米厚的铝板。Y射线中间不发生偏转的那束射线叫做Y射线，研究表明，y射线的实质是 一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的。Y射线是一种电磁波Y射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透水泥墙 和几厘米厚的铅板。(4) Y射线的应用和防护由于Y射线穿透性极强，照到动、植物上还能对细胞发生生物化学作 用，因此在工业、农业和医学上都有重要应用。在工业上可用它作金属探 伤，或检查金属板的厚度，例如飞机、火车、轮船上的主轴是用钢材锻压 而成的，里面有没有砂眼或裂缝呢？以前是用破坏法抽样检查的

6、，可靠性 差，乂浪费材料，现改用Y射线来探查，准确度高，乂不损耗材料；在农 业上用Y射线来适当照射种子，能使农作物增产，还能增强某些作物的抗 病能力，改良农作物的品质；在医学上还可用Y射线作“放疗”，医治恶 性肿瘤。事物总是一分为二的，丫射线能杀死癌细胞，也能杀死正常细胞，或 使正常细胞癌变，因此在使用放射性元素时，要注意射线的防护,要防止 放射性物质泄漏，以免对水源、空气和工作场所造成污染。(5)原子核的组成深入研究表明，放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原 子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构。原子核内究竟还有什么结构？原子核乂是由什么粒子组成的呢？这 是个很复杂的问题，直

7、到目前原子核内部的细微组成情况仍是科学研究的 尖端项目之一。现在我们只是粗浅地、简单地介绍原子核内部的基本组成 情况。英国物理学家卢瑟福在1919年做核反应实验时发现了质子，经过 研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于 一个电子质量的1836倍。进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性 质完全相同，所以质子就是氢原子核。1932年英国物理学家查德威克乂发现了中子，通过研究证明中子 的质量和质子的质量基本相同，但是不带电。是中性粒子。在对各种原子 核进行的实验中，发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒壬。(原子核是由质子和中子组成的现在我们已经知道：氢原子核(H)最简单，它就是一个质子，核外有 一个电子绕着它转；氮原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的，核外 有2个电子绕着它转；锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的，核 外有3个电子分两层绕着它转;被原子核(Be) Itl 4个质子和5个中子组成, 核外有4个电子分两层绕着它转；同学们可以发现一个规律：板书：各种原子核内质子的个数(核的电荷数)和核外电子的个数 都相同，它也等于该种元素在元素周期表中的原子序数；原子核内质子和 中子