2019-2020学年高中物理 第十九章 原子核 1 原子核的组成课件 新人教版选修3-5.ppt

1原子核的组成 一 天然放射现象1 1896年 法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性 2 物质发射射线的性质称为放射性 具有放射性的元素称为放射性元素 放射性元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象 3 原子序数大于或等于83的元素 都能自发地发出射线 原子序数小于83的元素 有的也能放出射线 4 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 命名为钋 Po 和镭 Ra 二 三种射线1 射线 实际上就是氦原子核 速度可达到光速的 其电离能力强 穿透能力较差 在空气中只能前进几厘米 用一张纸就能把它挡住 2 射线 是高速电子流 它速度很大 可达光速的99 它的穿透能力较强 电离能力较弱 很容易穿透黑纸 也能穿透几毫米厚的铝板 3 射线 呈电中性 是能量很高的电磁波 波长很短 在10 10m以下 它的电离作用更小 但穿透能力更强 甚至能穿透几厘米厚的铅板或几十厘米厚的混凝土 三 原子核的组成1 质子的发现卢瑟福用 粒子轰击氮原子核获得了质子 2 中子的发现 1 卢瑟福预言 原子核内可能还存在另一种粒子 它的质量与质子相同 但是不带电 他把这种粒子叫做中子 3 原子核的组成原子核由质子 中子组成 它们统称为核子 质子数与中子数之和叫核子数 4 原子核的电荷数 Z 等于原子核的质子数 等于原子序数 5 原子核的质量数 A 等于质子数与中子数的总和 6 原子核的符号表示 7 同位素具有相同的质子数而中子数不同的原子互称同位素 自我检测1 思考辨析 1 贝可勒尔发现了两种放射性更强的新元素 命名为钋 Po 和镭 Ra 解析 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 命名为钋 Po 和镭 Ra 答案 2 射线是高速电子流 穿透力很强 有很强的电离作用 解析 射线是高速 粒子流 实际就是氦原子核 电荷数是2 质量数是4 答案 3 1919年 居里夫妇用镭放射出的 粒子轰击氮原子核 通过实验测定 发现了质子 解析 1919年 卢瑟福用镭放射出的 粒子轰击氮原子核 从氮核中打出了一种新的粒子 测定了它的电荷量和质量 确定它是氢原子核 叫作质子 答案 4 原子核的质量等于核内质子的质量 中子的质量几乎为零 所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍 这个倍数叫作原子核的质量数 解析 原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和 而质子与中子的质量几乎相等 所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍 这个倍数叫作原子核的质量数 答案 5 放射性元素发出的射线的强度可以人工控制 解析 放射性元素自发发出射线 是天然的 不受人工控制 答案 探究一 探究二 天然放射现象问题探究1 法国科学家贝克勒尔自1895年起一直研究由硫化物和含铀的化合物产生的磷光现象 1896年2月26日 27日两天 因阴雨无法进行实验 他用黑纸包住的照相底片连同它上面的磷光物质一起放进抽屉里 3月1日 细心的贝克勒尔想抽查一下照相底片是否会因黑纸漏光而曝光 照相底片冲洗出来后 他大吃一惊 底片受到很强的辐射而变得很黑了 这显然不是漏光和磷光形成的 第二天他向法国科学院报告了他所发现的新的 不可见的辐射 这种辐射可以穿透黑纸而使底片感光 这就是后来提出的物质的放射性 贝克勒尔因发现了物质的放射性而获得1903年诺贝尔物理学奖 放射性的发现具有什么重大意义 探究一 探究二 要点提示 天然放射现象发现的意义在于 它表明原子核具有复杂的结构 打开了人们认识原子核内部世界的大门 也就是说 人们认识原子核的结构是从天然放射现象开始的 它揭开了原子核物理的新篇章 探究一 探究二 2 最早发现的天然放射性元素是铀 后来居里夫人又发现了镭 钋 现在已经知道原子序数大于82的元素都有放射性 天然放射性元素的种类很多 但它们在地球上的含量很少 铀 镭等元素放出的射线是什么射线 科学家是用什么方法研究这些射线性质的 要点提示 射线 射线 射线 研究方法是将三种射线射入到磁场或者电场中 探究一 探究二 知识归纳1 研究放射性的意义关于原子核内部的信息 最早来自于天然放射现象 天然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物理化学状态无关 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 经过努力 人类终于揭开了原子核内部的秘密 2 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 说明这两束是带电粒子流 另一束在磁场中不偏转 说明这一束不带电 这三束射线分别叫作 射线 射线 射线 探究一 探究二 3 三种射线的性质 特征比较 探究一 探究二 特别提醒射线跟原子核外电子的关系 一种元素的放射性 与单质还是化合物无关 这就说明射线跟原子核外电子无关 放射性与元素存在的物理化学状态无关 放射性仅与原子核有关 探究一 探究二 典例剖析 例题1 多选 图中P为放在匀强电场中的天然放射源 其发射的射线在电场的作用下分成a b c三束 以下判断正确的是 A a为 射线 b为 射线B a为 射线 b为 射线C b为 射线 c为 射线D b为 射线 c为 射线 思考问题 射线带电吗 如果带电 如何判断其电性 提示 让射线穿过电场 研究其偏转现象 从而判断其电性 解析 由题图可知电场线方向向右 射线带正电 所受电场力方向与电场线方向一致 故 射线向右偏转 即c为 射线 射线带负电 所受电场力方向与电场线方向相反 故 射线向左偏转 即a为 射线 射线不带电 不发生偏转 即b为 射线 故选项B C正确 答案 BC 探究一 探究二 变式训练1如图所示 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后 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 则X可能是 A 和 的混合放射源B 纯 放射源C 和 的混合放射源D 纯 放射源解析 由三种射线的本质和性质可以判断 在放射源和计数器之间加上铝片后 计数器的计数率大幅度减小 说明射线中有穿透力很弱的粒子 即 粒子 在铝片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 说明穿过铝片的粒子中无带电粒子 故只有 射线 因此放射源可能是 和 的混合放射源 答案 C 探究一 探究二 原子核的组成问题探究 1 1919年 卢瑟福做了用 粒子轰击氮核的实验 他从氮核中打出的一种粒子 并测定了它的电荷与质量 它的电荷量为一个单位 质量也为一个单位 卢瑟福将其命名为质子 以后 人们用轰击多种原子核 都打出了质子 说明什么问题 2 绝大多数原子核的质量数都大于其质子数 说明了什么问题 要点提示 1 说明质子是原子核的组成部分 2 说明原子核内除质子外 还有其他粒子存在 探究一 探究二 知识归纳1 原子核的组成原子核是由质子 中子构成的 质子带正电 中子不带电 不同的原子核内质子和中子的个数不一定相同 2 原子核的数量关系基本关系 电荷数 Z 质子数 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 探究一 探究二 3 对核子数 电荷数 质量数的理解 1 核子数 质子和中子质量差别非常微小 二者统称为核子 所以质子数和中子数之和叫核子数 2 电荷数 Z 原子核所带的电荷量等于质子电荷量的整数倍 通常用这个数表示原子核的电荷量 叫作原子核的电荷数 3 质量数 A 原子核的质量等于核内质子和中子的质量总和 而质子与中子质量几乎相等 所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍 这个倍数叫作原子核的质量数 探究一 探究二 4 同位素原子核内的质子数决定了核外电子的数目 进而也决定了元素的化学性质 同种元素的质子数相同 核外电子数也相同 所以有相同的化学性质 但它们的中子数可以不同 所以它们的物理性质不同 把具有相同质子数 不同中子数的原子核互称为同位素 同位素的化学性质相同而物理性质不同 探究一 探究二 典例剖析 例题2 已知镭的原子序数是88 原子核的质量数是226 试问 1 镭核中有几个质子 几个中子 2 镭核所带电荷量是多少 3 若镭原子呈现中性 它核外有几个电子 思考问题 原子序数与什么有关 原子核的质量数是如何计算的 提示 因为原子序数与核内质子数 核电荷数 中性原子的核外电子数都是相等的 原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和 探究一 探究二 解析 因为原子序数与核内质子数 核电荷数 中性原子的核外电子数都是相等的 原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和 由此可得 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 镭原子呈中性 则核外电子数等于质子数 故核外电子数为88 答案 1 88138 2 1 41 10 17C 3 88 4 113 114 探究一 探究二 规律总结原子核的 数 与 量 的辨析技巧 1 核电荷数与原子核的电荷量是不同的 组成原子核的质子的电荷量都是相同的 所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍 我们把核内的质子数叫核电荷数 而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量 2 原子核的质量数与质量是不同的 也与元素的原子量不同 原子核内质子和中子的总数叫作核的质量数 原子核的质量等于质子和中子的质量的总和 探究一 探究二 变式训练2 多选 氢有三种同位素 分别是氕 氘 氚 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 它们的中子数相等解析 氕 氘 氚的核子数分别为1 2 3 因为是同位素 质子数和核外电子数相同 都为1 中子数等于核子数减去质子数 故中子数各不相同 选项A B正确 答案 AB 1 2 3 1 多选 天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示 由此可推知 A 来自于原子核外的电子B 的电离作用最强 穿透能力最弱C 的电离作用较强 穿透能力较强D 的电离作用最弱 属于原子核内释放的光子 1 2 3 2 人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从 A 发现电子开始的B 发现质子开始的C 进行 粒子散射实验开始的D 发现天然放射现象开始的解析 自从贝可勒尔发现天然放射现象 科学家对放射性元素及射线的组成 产生的原因等进行了大量研究 逐步认识到原子核的复杂结构 故D正确 A B C错误 答案 D 1 2 3 3 以下说法正确的是 解析 钍核的质量数为234 质子数为90 所以A错 铍核的质量数为9 中子数为5 所以B错 同位素是指质子数相同而中子数不同 即质量数不同 C错 D对 答案 D