原子核的组成与核力课件

人们通过什么现象或实验发现原子核是人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？由更小的微粒构成的？人们认识人们认识原子核原子核的结构就是从的结构就是从 天然放射性天然放射性开始开始的。的。原子核的组成原子核的组成 原子核是由质子和中子组成的，质子和中子原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为统称为核子核子电荷数电荷数=质子数质子数质量数质量数=质子数质子数+中子数中子数=核子数核子数 一、原子核的组成一、原子核的组成v放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元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，这表明原子核内部素的原子核内释放出来的，这表明原子核内部还有更加精细的结构还有更加精细的结构.v原子核内究竟还有什么结构？原子核内究竟还有什么结构？v原子核又是由什么粒子组成的呢？原子核又是由什么粒子组成的呢？质子的发现质子的发现v1919年，卢瑟福用年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到粒子轰击氮核，得到了质子。经过研究证明，质子带正电荷，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等于一个电子质量的1836倍倍.进一步研究进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全表明，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相同，所以质子就是氢原子核.Kgmp27106726231.1 同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。出了质子。-质子是原子核的组成部分。质子是原子核的组成部分。原子核是否只是由质子组成呢？原子核是否只是由质子组成呢？核的质量核的质量质子质量质子质量核的电量核的电量质子电量质子电量？卢瑟福进而猜想原子核内存在卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子不带电的中子，这一，这一猜想被他的学生猜想被他的学生查德威克查德威克用实验证实，并得到公认用实验证实，并得到公认核的质量核的质量质子质量质子质量核的电量核的电量质子电量质子电量 中子的发现中子的发现v1932年英国物理学家年英国物理学家查德威克查德威克又发现了又发现了中子中子，通过研究证明中子的质量和质子的质量基本通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电相同，但是不带电.是中性粒子是中性粒子.v在对各种原子核进行的实验中，发现质子和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子电子是组成原子核的两种基本粒子.Kgmn27106749286.11930年，德国科学家玻特和贝克用年，德国科学家玻特和贝克用粒子粒子轰击轻元素铍核，发现并未发射出质子，轰击轻元素铍核，发现并未发射出质子，而放出了一种新的射线这种射线几乎不而放出了一种新的射线这种射线几乎不能使气体电离，在电场和磁场中也不发生能使气体电离，在电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的，射线的贯穿能力强，偏转，是不带电的，射线的贯穿能力强，他们认为这是他们认为这是射线经检测，射线的能射线经检测，射线的能量在量在10eV左右，远大于天然放射物质衰左右，远大于天然放射物质衰变时发出的变时发出的射线的能量射线的能量1931年，约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实验，并用年，约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实验，并用这种未知射线去轰击石蜡。这种未知射线去轰击石蜡。结果竟从中打出能量约结果竟从中打出能量约5.7 MeV的质子这是异常惊人的质子这是异常惊人的新发现，因为其行为完全不同于的新发现，因为其行为完全不同于射线，射线，射线只能射线只能打出电子而打不出质子，打出电子而打不出质子，光子的质量近乎，电子也光子的质量近乎，电子也很轻，光子撞击电子，使它动起来是合乎常理的，但很轻，光子撞击电子，使它动起来是合乎常理的，但质子质量是电子的质子质量是电子的1800倍，一颗子弹怎么能撞动一辆倍，一颗子弹怎么能撞动一辆汽车呢？如果认为轰击石蜡的射线是汽车呢？如果认为轰击石蜡的射线是射线，那么光子射线，那么光子的能量应达的能量应达55 MeV，这与实际测得的射线能量，这与实际测得的射线能量10 MeV相去甚远这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：我不是相去甚远这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：我不是射线射线！可惜的是，他们擦肩而过，无缘相识。面！可惜的是，他们擦肩而过，无缘相识。面对对55eV与与10eV的矛盾的矛盾，他们还是十分牵强地解释为其，他们还是十分牵强地解释为其它的原因，并于它的原因，并于1932年月年月11日向巴黎科学院提交了日向巴黎科学院提交了实验情况和对未知射线判定为实验情况和对未知射线判定为射线的结论。射线的结论。1932年月底，查得威克得到这一论文，年月底，查得威克得到这一论文，约里奥夫妇的实验使他心跳，他认为约约里奥夫妇的实验使他心跳，他认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反能量守里奥夫妇的结论肯定有误，违反能量守恒啊！他敏感到这很可能是导师卢瑟福恒啊！他敏感到这很可能是导师卢瑟福预言、自己苦苦寻找了预言、自己苦苦寻找了12年的中子。他年的中子。他决定用云室的方法探测射线的速度和质决定用云室的方法探测射线的速度和质量。量。他先测出射线的速度不到光速的十分之他先测出射线的速度不到光速的十分之一，排除了是一，排除了是射线的可能，又用弹性射线的可能，又用弹性碰撞动量守恒的方法测出不带电粒子的碰撞动量守恒的方法测出不带电粒子的质量与质子质量差不多。他还根据自旋质量与质子质量差不多。他还根据自旋确定不带电的粒子不可能是由质子和电确定不带电的粒子不可能是由质子和电子组合而成，只能是另一种新的独立粒子组合而成，只能是另一种新的独立粒子，他称之为中子。就这样，仅用了十子，他称之为中子。就这样，仅用了十天时间，成功地证实了这种中性射线就天时间，成功地证实了这种中性射线就是中子流。他当之无愧地成为是中子流。他当之无愧地成为“中子之中子之父父”，并因此获，并因此获1935年诺贝尔物理奖。年诺贝尔物理奖。nCHeBe101264294“机遇只偏爱有准备的头脑机遇只偏爱有准备的头脑”中子的发现，有重大的意义，中子不带电，用它去轰中子的发现，有重大的意义，中子不带电，用它去轰击原子核，不受库仑力的影响，是研究原子核的强有击原子核，不受库仑力的影响，是研究原子核的强有力的力的“炮弹炮弹”。在此以前，可供研究用的。在此以前，可供研究用的“炮弹炮弹”只只有天然放射元素发出的有天然放射元素发出的、三种射线，中子流则三种射线，中子流则是穿透本领更大，轰击原子核更有效的是穿透本领更大，轰击原子核更有效的“炮弹炮弹”，人，人们用它轰击各种原子核，获得许许多多人工放射性同们用它轰击各种原子核，获得许许多多人工放射性同位素，用它轰开铀核，实现了原子能的利用。位素，用它轰开铀核，实现了原子能的利用。XAzX表示表示元素符号元素符号Z表示表示质子数质子数A表示表示质量数质量数)2(,4,242个中子即有质量数为个质子有表示氦原子核He)143(,235,9223592个中子即有质量数为个质子有表示铀原子核UXAz 如质子数相同，中子数不如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），同，（质量数当然不同），则互为同位素。则互为同位素。)(11氢H)(21重氢H)(31氚H原子核的组成1142235 92AZ质子中子核子质子数核外电荷数原子序数质量数核子数中子+质子同位素12原子核的组成 原子核的半径约为原子核的半径约为10-15m,只相当原子半径的万分之一。在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，万有质子间的库仑斥力是很大，万有引力太小，只有库仑力的引力太小，只有库仑力的10-36。而通常原子核是稳定的而通常原子核是稳定的,于是核内于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起拉在一起,此力称为核力。此力称为核力。核力核力mpmp库仑力库仑力库仑力库仑力万有万有引力引力万有万有引力引力核力核力 核子靠什么力结合成原子核？核子靠什么力结合成原子核？核力：核力：能够把核中的各种核子联系在一起的能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做强大的力叫做核力核力核力具有怎样的特点呢？核力具有怎样的特点呢？二、核力：二、核力：2.核力是短程力核力是短程力。约在约在 10-15m量级时起作用，距离量级时起作用，距离大于大于0.810-15m时为引力时为引力,距离为距离为1010-15m时核力几时核力几乎消失，距离乎消失，距离小于小于0.810-15m时为斥力时为斥力。1.核力是四种相互作用中的核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）强相互作用（强力）的一种表现。的一种表现。三、核三、核 反反 应应核反应方程核反应方程子粒子轰击氮核而发现质子粒子轰击铍核而发现中HHN1117842147enee101264294CHBHeh422349023892TUeah012349123490PT衰变方程原子核铀238衰变方程原子核钍234 遵循：遵循：上标质量数守恒上标质量数守恒 下标电荷数守恒下标电荷数守恒-卢瑟福卢瑟福-查德威克查德威克