高中物理《走进原子核》课件1（46张PPT）

第一节走进原子核 原子弹爆炸 我们已经知道 原子核的直径几乎只有原子直径的万分之一 是否这就是最小的物体了呢 在着小小的原子核内部 会不会仍然有着复杂的结构 神秘的原子核内 究竟蕴藏着什么样的奥秘呢 前言 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 人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的 虽然放射线看不见 但是我们可以根据一些现象来探知放射线的存在 这些现象主要是 探测射线的方法 1 使气体电离 2 使照相底片感光 3 使荧光物质产生荧光 威耳孙云室 观察威耳孙云室的结构 研究射线在云室中的径迹 射线径迹 径迹的长短和粗细可以知道粒子的性质 粒子轨迹的弯曲方向可以知道粒子带电的正负 射线径迹 电子云 电子云模型 1896年 法国科学家贝克勒尔发现了铀的放射性现象 发出不可见的射线穿透黑纸使底片感光 一 放射性的发现 天然放射现象 某些物质自发地放射出看不见的射线的现象 放大了1000倍的铀矿石 天然放射现象的发现说明原子核具有复杂结构 铅盒 放射源 射线 天然放射性元素的原子核发出的射线可使照相底片感光 照相底片 1898年 波兰籍的法国科学家居里夫人发现比铀强200万倍的放射性元素镭和钋 1903年获诺贝尔奖 放射性 放射性元素 发射射线的性质 具有放射性的元素 放出射线后 元素的性质发生变化 天然放射性元素 大于83的元素 原子序数小于83的一些天然元素也有具有放射性 例 Na P等 放射性物质发出的射线有三种 射线 射线 高速氦核流 24He 高速电子流 0 1e 射线 高频电磁波 高能光子流 天然放射线有哪几种 其性质如何 三种射线 氦核 电子 电磁波 利用什么方法可以将天然放射线分离开来 并加以鉴别 法一 利用磁场法二 利用电场 检验放射性射线的电性 不带电的是 射线 带正电是a射线 带负电是 射线 射线 a射线 射线 天然放射线的性质及其比较 氦核 2 4 0 1c 最强 最弱 电子 1 1 1840 0 9c 较强 较强 光子 0 无静止质量 c 最弱 最强 空气中的射程 射线5cm 射线5m 射线100m 电离本领和贯穿本领之间的关系 粒子是氦原子核 所以有很强的夺取其他原子的核外电子的能力 但以损失动能为代价换得原子电离 所以电离能力最强的 粒子 贯穿本领最弱 而 光子不带电 只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离 所以电离能力最弱而贯穿本领最强 放射性的特点 本质及其意义 特点 与元素所处的化学状态无关本质 是原子核的性质 而不是原子的性质意义 表明原子核是可以变化的 原子核也有其内部结构 天然放射性现象的发现 打开了人们认识原子核内部世界的窗口 而且 告诉人们原子核可以自发地转变为另一种原子核 二 原子核的组成 1919年 卢瑟福用a粒子轰击氦核时 发现了一种新粒子 这种粒子带有一个单位的正电荷 其质量与氢原子的质量相近 随后人们又用类似的方法从氟 钠 铝等原子核中打出了同样的粒子 人们把这种粒子命名为质子 并由此可以断定 质子是原子核的组成部分 从1911年 卢瑟福提出的原子核式结构起到1932年初步完成对原子核组成的正确认识 经历了21年 1 质子的发现 1919年卢瑟福用 粒子轰击氮核 发现了质子 原子核由质子组成 中子 质子的发现 1932年查德威得发现了中子 1920年卢瑟福预言中子的存在 人工转变用高速运动的粒子轰击原子核 人为地使它发生变化的方法 称为人工转变 装置 N2 卢瑟福的 粒子轰击氮核实验 质子的发现 粒子轰击氮核产生了可以穿透铝箔的质子 卢瑟福的 粒子轰击氮核实验 现象 容器里充有氮气时 从荧光屏上看到闪光 容器里充有氧气或二氧化碳时 从荧光屏上看不到闪光 推理 闪光是由于 粒子击中氦核后产生的新粒子形成的 测量 测出新粒子的质量 电量 确认为氢原子核 称为质子 问题 质子是 粒子直接从氮核打出的 还是 粒子进入氮核 形成一个复核 发生衰变时放出的 检验 根据云室中的径迹 证实质子是形成不稳定的复核衰变时放出的 原子核中除了质子以外 还会不会有其他粒子呢 卢瑟福提出一种猜想 如果原子核只是由质子组成 他的电荷数应该与质量数相等 而实际上绝大多数原子核的电荷数知识质量数的一半或者还少一些 2 中子的发现 因此 原子核内应该还存在着质量跟质子差不多的不带电的中性粒子 卢瑟福把他预言的这种粒子称为中子 后来他的学生查德威克在研究用射线轰击而产生的一种能量较高 贯穿能力很强的中性粒子时 终于证实这就是卢瑟福所预言的中子 精确的测量表明 中子的质量非常接近于质子的质量 只比后者大千分之一 实验 测量 1 这种不可见的粒子在电场 磁场中不偏转 表明它不带电 2 测定其速度小于C 10 表明它不是 射线 3 通过与氢核的碰撞 测定其质量mX mH 即与氢核 质子 质量相当 粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么 测量 1 这种不可见的粒子在电场 磁场中不偏转 表明它不带电 2 测定其速度小于C 10 表明它不是 射线 3 通过与氢核的碰撞 测定其质量mX mH 即与氢核 质子 质量相当 核子 质子和中子的统称 质子数 原子核中的质子个数 叫做原子核的质子数 用Z表示 电荷数 原子核所带的电荷等于核内质子所带电荷的总和 所以原子核所带的电荷都是质子电荷的整数倍 这个整数叫做原子核的电荷数 质量数 原子核的质量等于核内质子和中子的质量之和 质子和中子的质量几乎相等 所以原子核的质量近似等于核子质量的整数倍 这个整数叫做原子核的质量数 用A表示 原子核的组成 中子 质子 统称核子 原子核的组成 电荷数 电子数 原子序数 U He H 11 42 23592 X AZ 核 电荷数 质量数 电荷数 中子数 质量数 10 14m 元素符号 氢的同位素 具有相同质子数而中子数不同的原子 在元素周期表中处于同一位置 因而互称为同位数 同位数 同位素 你知道的微粒有哪些 质子 分子 电子 原子 离子 中子 三 补充内容 原子 分子 原子核 电子 质子 中子 离子 正电 负电 不带电 明确这些关系 原子 化学变化中的最小微粒 原子核 原子的组成部分 位于原子的中心 由质子和中子构成 带正电的小微粒 原子核 电子 电子 原子的组成部分 位于原子的外围 带负电的小微粒 质子 质子 原子核的组成部分 带正电的小微粒 一个质子带一个单位的正电荷 中子 原子核的组成部分 不带电的小微粒 原子核组成符号 质子数 质量数 元素 离子组成符号 质量数 质子数 所带电荷 离子 离子 带电的原子或原子团 分子 分子 保持物质化学性质的一种微粒 例1关于天然放射现象 下列说法正确的是 A 是玛丽 居里夫妇发现的B 首先说明了原子核不是单一的粒子C 射线必须伴随着 或 射线而产生D 任何放射性元素都能同时发出三种射线 BC 思考与研讨 例2 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 则下列说法中正确的有 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个竖直向下的场强适当的匀强电场 可能使屏上的亮斑只剩下b AC 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全