《认识原子核》课件

秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座第一座30万千瓦压水堆核电站，地处浙江省海盐万千瓦压水堆核电站，地处浙江省海盐县。截至县。截至2005年年12月月31日，两台机组总累计发电日，两台机组总累计发电达达288亿千瓦时亿千瓦时，有效缓解了华东地区电力紧张状，有效缓解了华东地区电力紧张状况，促进了当地经济发展。况，促进了当地经济发展。 秦山核电站厂区秦山核电站厂区 左上角圆柱体建筑为左上角圆柱体建筑为核反应核反应堆外景堆外景 地球上的一切能量几乎都是地球上的一切能量几乎都是直接或间接来源于太阳直接或间接来源于太阳,太阳太阳是怎么发出這么巨大的能量是怎么发出這么巨大的能量来的呢？来的呢？ 太阳的能量来源于内部的太阳的能量来源于内部的核聚变反应，即核聚变反应，即4个个氢原子核氢原子核聚变为聚变为1个个氦原子核氦原子核。在聚变。在聚变的过程中，会释放出巨大的的过程中，会释放出巨大的能量，并以辐射、对流等形能量，并以辐射、对流等形式向外传递。式向外传递。第三单元第三单元 人类对原子结构的认识人类对原子结构的认识认识原子核认识原子核 课题课题:卢瑟福和他的助手做了著名的卢瑟福和他的助手做了著名的粒子散射实验粒子散射实验（1911年）卢瑟福卢瑟福1908年的诺贝尔化学奖年的诺贝尔化学奖 1919年，他在用年，他在用a粒子轰击粒子轰击氮原子核氮原子核时，发现产生时，发现产生出一种新的、射程很长、质量更小的粒子，卢瑟出一种新的、射程很长、质量更小的粒子，卢瑟福把他发现的这种粒子命名为福把他发现的这种粒子命名为“ “质子质子” ”。这样在本世。这样在本世纪纪20年代，人们普遍认为，原子核是由质子和电年代，人们普遍认为，原子核是由质子和电子组成的，但这个假说却遇到了一定的困难子组成的，但这个假说却遇到了一定的困难。与与当时的物理学的理论相矛盾当时的物理学的理论相矛盾. 1930年，德国物理学家博特用年，德国物理学家博特用粒子轰击铍元素时，发粒子轰击铍元素时，发现从铍中发射一种射线。这种射线在电场中不发生偏现从铍中发射一种射线。这种射线在电场中不发生偏转说明它转说明它不带电不带电，他错误地认为发现的是，他错误地认为发现的是射线射线 .1932年年1月月 ，居里夫妇重复了博特实验，居里夫妇重复了博特实验,也得到了相同的也得到了相同的结果结果,然而，居里夫妇还是沿着博特的错误思路思考，然而，居里夫妇还是沿着博特的错误思路思考，他们把这一现象解释为光子的散射。由于他们对理论他们把这一现象解释为光子的散射。由于他们对理论的轻视，使他们白白失去了一次发现中子的机会。的轻视，使他们白白失去了一次发现中子的机会。中子的发现史中子的发现史 一个月后一个月后,查德威克查德威克看了看了居里夫妇的论文并用钋居里夫妇的论文并用钋加铍作为放射源，使用这种新射线去轰击氢原子加铍作为放射源，使用这种新射线去轰击氢原子时发现，氢原子核被弹射出去，这说明这种射线时发现，氢原子核被弹射出去，这说明这种射线是是具有一定质量具有一定质量的粒子流。他把这种射线的粒子的粒子流。他把这种射线的粒子称为称为“中子中子”1935年诺贝尔物理学奖获得者年诺贝尔物理学奖获得者 氦氦(He)原子的原子构成原子的原子构成 模型模型构成原子的基本微粒：质子构成原子的基本微粒：质子 中子中子电子，从它们的带电情况电子，从它们的带电情况和质量大小方面来看和质量大小方面来看, 它们对整个它们对整个原子所作的贡献一样大吗原子所作的贡献一样大吗? 问题问题电量电量/C质子质子1.602 x 10-19中子中子0电子电子1.602 x 10-19 质子、中子和电子带电荷情况质子、中子和电子带电荷情况比较一下质子、中子、电子带电荷情况，比较一下质子、中子、电子带电荷情况，能得出什么结论？氢、钠、等原子都是显能得出什么结论？氢、钠、等原子都是显电中性，由此你又能得出什么结论？电中性，由此你又能得出什么结论？ 1个单位负电荷个单位负电荷1个单位正电荷个单位正电荷已知已知12C原子的质量为原子的质量为1.99310 26 Kg，质量/kg相对质量质子1 .673 x 10-27中子1.675 x 10-27电子9.109 x 10-31 质子、中子和电子的质量、相对质量质子、中子和电子的质量、相对质量1.0071.0081/1 836碳碳原原子子模模型型图图微粒符号微粒符号质量数（A）质子数（Z） 中子数（N） 核外电子数Na2311S32161211161612101618Z+NZ-nX-mA+m-XXn+Xm-AZNxNa+S2-23113216一一.原子组成的表示方法原子组成的表示方法:质量数质量数 质子数质子数 （核电荷数）（核电荷数） 元素符号元素符号XAZ原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子Z 个个N=(AZ)个个Z 个个AZXc+-+de中各个字母的含义：中各个字母的含义：A：Z：e：c：d:质量数质量数质子数质子数原子个数原子个数电荷数电荷数化合价化合价微粒符号微粒符号质量数（质量数（A）质子数（质子数（Z） 中子数（中子数（N） 核外电子数核外电子数Na23111211 Na+23111210S32161616 S2-32161618Xn+Xm-AZNxZ+NZ-nX-mA+m-X微粒符号微粒符号质量数质量数（A）质子数质子数（Z）中子数中子数（N）核外电子数核外电子数35181817Cl-35 1713Al3+2727 13 14 101311X21X31X6X126X 1 1 0 1 2 1 1 1 3 1 2 1 12 6 6 6 13 6 7 6同位素：同位素：质子数相同而质量数（或中子数）不同质子数相同而质量数（或中子数）不同的核素互称为同位素。的核素互称为同位素。6 C ,136 C ,126 C148 O ,16 8 O ,178 O18 核素：核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。具有一定质子数和一定中子数的一种原子。1H ,11H ,21H3氕（氕（pie），氘氘(dao)，氚氚(chuan)HDT二、核素与同位素二、核素与同位素元素元素:是具有相同核电荷数的一定种类原子是具有相同核电荷数的一定种类原子(即同即同 位素位素)的总称的总称. 元素有_种；上述的粒子中有几种核素_，其中互为同位素的有_ ；1H 12C 16O 2H168818617O 3H 18O 14C8 种种 、 、 3 2H 2 16O 2-118 许多元素都有同位素，许多元素都有同位素， 目前发现和合成目前发现和合成110余种余种元素，却有元素，却有1800 余种核数余种核数。几个实例1H16C121H21H392U234氢有三种同位素：氢有三种同位素：氘和氚是制造氢弹的材料氘和氚是制造氢弹的材料铀有三种同位素：铀有三种同位素：92U23592U238铀铀235 是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料碳有三种同位素：碳有三种同位素：6C136C14作为相对原子量标准作为相对原子量标准 在考古学中测定生物死亡年代。在考古学中测定生物死亡年代。 同位素的应用：同位素的应用：6C 126C141990年诺贝尔物理学奖获得者年诺贝尔物理学奖获得者弗里德曼 肯德尔 泰勒美国斯坦福大学的直线加速器中心美国斯坦福大学的直线加速器中心 1967年三位科学家用此年三位科学家用此加速器进行实验最终证加速器进行实验最终证明了夸克的存在明了夸克的存在.波利泽 维尔泽克 格罗斯 美国科学家发现夸克相互距离很近时美国科学家发现夸克相互距离很近时,相互作用力很小相互作用力很小,但当距但当距离增大时相互作用力急剧增大离增大时相互作用力急剧增大.因此没有夸克可以从原子核中向因此没有夸克可以从原子核中向外迁移，获得真正的自由外迁移，获得真正的自由. 中科院物理研究所吴岳良研究员认为，假如我们能够把自由夸中科院物理研究所吴岳良研究员认为，假如我们能够把自由夸克打开，就可以合理的利用夸克里面的强作用能，而那个能量克打开，就可以合理的利用夸克里面的强作用能，而那个能量比我们的核能可能还要大得多。比我们的核能可能还要大得多。 2004年度诺贝尔物理学奖获得者年度诺贝尔物理学奖获得者 科学的科学的原子原子质子质子 中子中子夸克夸克1、13C-NMR（核磁共振）可用于含碳化合物的结构分析，有关13C的说法正确的是（ ） A、质子数为6 B、电子数为13 C、中子数为6 D、质量数为666A2、关于H+、1H、 2H、3H五种微 粒，下列说法正确的是（ ） A、是四种氢元素 B、是氢元素的四中同位素 C、是氢元素的四种不同微粒 D、它们的中子数均相同。111C3 、某微粒用某微粒用 Xn-表示。下列关于该粒子表示。下列关于该粒子的叙述中正确的是（）的叙述中正确的是（）A 所含的质子数所含的质子数=A-nB 所含中子数所含中子数=A-ZC 所含电子数所含电子数=Z-nD 质量数质量数=A+ZBAZ4 4、某二价阴离子，核外有某二价阴离子，核外有1818个电子，个电子，质量数为质量数为3232，则其中子数为，则其中子数为：A、12 B、14 C、16 D、18C