高中物理原子核的組成2課件人教版選修3-5

1、原子核的組成,要點·疑點·考點,課 前 熱 身,能力·思維·方法,延伸·拓展,要點·疑點·考點,一、天然放射性 1.貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了某些礦物中能發(fā)出某種看不見的射線，此射線可以穿透黑紙使照相底片感光.物質(zhì)發(fā)射這種射線的性質(zhì)叫放射性，具有這種性質(zhì)的物質(zhì)稱作放射性元素.通過研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于83的所有天然存在的元素都具有這種性質(zhì)，這種能自發(fā)的放射出射線的現(xiàn)象

2、叫天然放射現(xiàn)象.,要點·疑點·考點,2.三種射線的比較： ①α射線：本質(zhì)是氦核流，速度約為光速的十分之一，貫穿本領(lǐng)弱，電離作用極強； ②β射線：電子流，速度接近光速，貫穿本領(lǐng)強，電離作用弱； ③?射線：本質(zhì)量波長極短的電磁波，就是光子，貫穿本領(lǐng)最強，電離作用最弱；,要點·疑點·考點,3.原子核的衰變：原子核自發(fā)的放出某種粒子而轉(zhuǎn)變成為新核的過程叫原子核的衰變.①α衰變：

3、 ,同時放出?射線；②β衰變： ，同時放出?射線；③半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間.,要點·疑點·考點,剩余的原子核數(shù)和質(zhì)量，N0、m0為最初原核子數(shù)和質(zhì)量. 半衰期由核內(nèi)部的因素決定的，與原子的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，即與外部條件無關(guān).,要點·疑點·考點,二、原子核的組成 1.原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)

4、稱為核子，質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的元素稱為同位素.使核子緊密結(jié)合在一起的力叫核力，核力是很強的短距離作用力；原子核內(nèi)只有相鄰的核子間才有核力作用.,要點·疑點·考點,2.核子的發(fā)現(xiàn). (1)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程（1919年，盧瑟福）： . (2)發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程（1932年，查德威克）： . 中子首先是盧瑟福預(yù)言了其存在，而

5、小居里夫婦最先做出這一實驗，發(fā)現(xiàn)了中子，但小居里夫婦沒有注意到盧瑟福的預(yù)言，當(dāng)初認為它是一種波長極短的電磁波.,要點·疑點·考點,三、原子核的人工轉(zhuǎn)變 1.用人工的方法使原子核發(fā)生變化的叫做原子核的人工轉(zhuǎn)變，它是人們研究原子核的結(jié)構(gòu)及其變化規(guī)律的有力武器. 2.用人工轉(zhuǎn)變的方法得到放射性同位素，是一個重要的發(fā)現(xiàn)，放射性同位素主要有兩方面的應(yīng)用：利用它的射線；作為示蹤原子.,要點·疑點·考點

6、,3.放射性同位素的發(fā)現(xiàn)（1934年，約里奧·居里夫婦）： ，而 也有放射性； ，其中 是正電子. 4.注意：在人工轉(zhuǎn)變中，用某高速粒子去轟擊某原子核后，原子核發(fā)射出粒子和射線并轉(zhuǎn)變成新的原子核的過程中，不可認為是高速粒子從原子核中打出了粒子.,,課 前 熱 身,1.下面哪些事實證明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)(B)A.粒子的散射實驗B.天然放射現(xiàn)象C.陰極射

7、線的發(fā)現(xiàn)D.倫琴射線的發(fā)現(xiàn),課 前 熱 身,2.α射線的本質(zhì)是(D)A.電子流 B.高速電子流C.光子流 D.高速氦核流,課 前 熱 身,3.放射性元素的半衰期是(D)A.質(zhì)量減小一半需要的時間B.原子量減少一半需要的時間C.原子核全部衰變所需時間的一半D.原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間,課 前 熱 身,4.有關(guān)科學(xué)家和涉及的事實，正確的說法是（AC）A.居里夫婦用粒子轟擊鋁箔時發(fā)現(xiàn)了正電子B.盧瑟

8、福的原子結(jié)構(gòu)學(xué)說成功地解釋了氫原子的發(fā)　光現(xiàn)象C.麥克斯韋從理論上預(yù)言了電磁波的存在，赫茲用　實驗方法給予了證實D.玻爾建立了量子理論，解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象,,能力·思維·方法,【例1】 經(jīng)過 次?衰變和 次?衰變，轉(zhuǎn)變成 .【解析】對于?衰變和?衰變來說， ?衰變不改變質(zhì)量數(shù)，所以應(yīng)當(dāng)先以質(zhì)量數(shù)的變化來計算?衰變次數(shù).原子每發(fā)生一次?衰變時質(zhì)量就減少4個單位，電荷數(shù)減少2個單

9、位，而每發(fā)生一次?衰變，則質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加一個單位.,能力·思維·方法,質(zhì)量數(shù)由232減少到208共發(fā)生α衰變的次數(shù)為： Na=(232-208)/4=6;再結(jié)合電荷數(shù)的變化確定β衰變的次數(shù)： N?=【解題回顧】解決核反應(yīng)方程類問題時，一定要抓住核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒這個規(guī)律，本例還要注意β衰變的特點——質(zhì)量數(shù)不變.,能力·思維·方法,【例2】將天然放射性物質(zhì)放

10、入頂端開有小孔的鉛盒S里，放射線便從小孔中射出，沿帶電平行金屬板A、B之間的中線垂直于電場方向進入電場，軌道如圖1７-2-1所示，則軌跡 是?射線，軌跡 是?射線，軌跡 是?射線. 板帶正電， 板帶負電.,圖1７-2-1,能力·思維·方法,【解析】由于?射線不帶電，進入電場后不會改變方向，所以軌跡②為?射線. 帶電粒子垂直進入勻強電場，則在勻強電場中做類平拋運動，豎直方向的位移為

11、s=v0t,設(shè)兩板間的距離為d，則1/2D=1/2at2，a=8E/m=qU/dm,則 s= ，,能力·思維·方法,由此式可知s與粒子進入電場的初速度v0成正比，與粒子的荷質(zhì)比q/m的平方根成反比.射線速度約為射線的1/10，而?粒子的荷質(zhì)比比?粒子的荷質(zhì)比要小的多，所以?粒子的豎直方向位移要大，所以③是?射線的軌跡，①是?射線的軌跡. α粒子帶正電，而向A板偏移，因此A板帶負

12、電，B板帶正電.,,延伸·拓展,【例3】靜止在勻強磁場中的某放射性元素的核，放出一個?粒子，其速度方向與磁場方向垂直，測得?粒子和反沖核軌道半徑之比R∶r=30∶1，如圖17-2-2所示，,圖17-2-2,延伸·拓展,則（ ）A.?粒子與反沖核的動量大小相等，方向相反B.反沖核的原子序數(shù)為62C.原來放射性元素的原子序數(shù)為62D.反沖核與α粒子的速度之比為1∶62,延伸·拓展,【解析】本題結(jié)合

13、動量守恒、衰變方程、帶電粒子在磁場中的圓周運動等幾個知識點綜合運用；由動量守恒得：MV+mv=0，其中MV為反沖核動量，mv為?粒子的動量. Q為原來放射性元素的原子核電荷數(shù)，則反沖核的電荷數(shù)為Q-2，α粒子電荷數(shù)為2. 反沖核的軌跡半徑R=MV/[B（Q-2）]； ?粒子的軌道半徑r=mv/(2B)；綜合以上公式可得Q=62.,延伸·拓展,【解題回顧】把原子核知識與電磁場及力學(xué)知識結(jié)合起來，考查學(xué)生綜合分析