高中物理《走進(jìn)原子核》課件1（46張PPT）

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第一節(jié)走進(jìn)原子核 原子彈爆炸 我們已經(jīng)知道 原子核的直徑幾乎只有原子直徑的萬分之一 是否這就是最小的物體了呢 在著小小的原子核內(nèi)部 會不會仍然有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 神秘的原子核內(nèi) 究竟蘊(yùn)藏著什么樣的奧秘呢 前言 人們通過什么現(xiàn)象或?qū)嶒?yàn)發(fā)現(xiàn)原子核是由更小的微粒構(gòu)成的 人們認(rèn)識原子核的結(jié)構(gòu)就是從天然放射性開始的 雖然放射線看不見 但是我們可以根據(jù)一些現(xiàn)象來探知放射線的存在 這些現(xiàn)象主要是 探測射線的方法 1 使氣體電離 2 使照相底片感光 3 使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光 威耳孫云室 觀察威耳孫云室的結(jié)構(gòu) 研究射線在云室中的徑跡 射線徑跡 徑跡的長短和粗細(xì)可以知道粒子的性質(zhì) 粒子軌跡的彎曲方向可以知道粒子帶電的正負(fù) 射線徑跡 電子云 電子云模型 1896年 法國科學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾的放射性現(xiàn)象 發(fā)出不可見的射線穿透黑紙使底片感光 一 放射性的發(fā)現(xiàn) 天然放射現(xiàn)象 某些物質(zhì)自發(fā)地放射出看不見的射線的現(xiàn)象 放大了1000倍的鈾礦石 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu) 鉛盒 放射源 射線 天然放射性元素的原子核發(fā)出的射線可使照相底片感光 照相底片 1898年 波蘭籍的法國科學(xué)家居里夫人發(fā)現(xiàn)比鈾強(qiáng)200萬倍的放射性元素鐳和釙 1903年獲諾貝爾獎 放射性 放射性元素 發(fā)射射線的性質(zhì) 具有放射性的元素 放出射線后 元素的性質(zhì)發(fā)生變化 天然放射性元素 大于83的元素 原子序數(shù)小于83的一些天然元素也有具有放射性 例 Na P等 放射性物質(zhì)發(fā)出的射線有三種 射線 射線 高速氦核流 24He 高速電子流 0 1e 射線 高頻電磁波 高能光子流 天然放射線有哪幾種 其性質(zhì)如何 三種射線 氦核 電子 電磁波 利用什么方法可以將天然放射線分離開來 并加以鑒別 法一 利用磁場法二 利用電場 檢驗(yàn)放射性射線的電性 不帶電的是 射線 帶正電是a射線 帶負(fù)電是 射線 射線 a射線 射線 天然放射線的性質(zhì)及其比較 氦核 2 4 0 1c 最強(qiáng) 最弱 電子 1 1 1840 0 9c 較強(qiáng) 較強(qiáng) 光子 0 無靜止質(zhì)量 c 最弱 最強(qiáng) 空氣中的射程 射線5cm 射線5m 射線100m 電離本領(lǐng)和貫穿本領(lǐng)之間的關(guān)系 粒子是氦原子核 所以有很強(qiáng)的奪取其他原子的核外電子的能力 但以損失動能為代價換得原子電離 所以電離能力最強(qiáng)的 粒子 貫穿本領(lǐng)最弱 而 光子不帶電 只有激發(fā)核外電子躍遷時才會將原子電離 所以電離能力最弱而貫穿本領(lǐng)最強(qiáng) 放射性的特點(diǎn) 本質(zhì)及其意義 特點(diǎn) 與元素所處的化學(xué)狀態(tài)無關(guān)本質(zhì) 是原子核的性質(zhì) 而不是原子的性質(zhì)意義 表明原子核是可以變化的 原子核也有其內(nèi)部結(jié)構(gòu) 天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn) 打開了人們認(rèn)識原子核內(nèi)部世界的窗口 而且 告訴人們原子核可以自發(fā)地轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N原子核 二 原子核的組成 1919年 盧瑟福用a粒子轟擊氦核時 發(fā)現(xiàn)了一種新粒子 這種粒子帶有一個單位的正電荷 其質(zhì)量與氫原子的質(zhì)量相近 隨后人們又用類似的方法從氟 鈉 鋁等原子核中打出了同樣的粒子 人們把這種粒子命名為質(zhì)子 并由此可以斷定 質(zhì)子是原子核的組成部分 從1911年 盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)起到1932年初步完成對原子核組成的正確認(rèn)識 經(jīng)歷了21年 1 質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 1919年盧瑟福用 粒子轟擊氮核 發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 原子核由質(zhì)子組成 中子 質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 1932年查德威得發(fā)現(xiàn)了中子 1920年盧瑟福預(yù)言中子的存在 人工轉(zhuǎn)變用高速運(yùn)動的粒子轟擊原子核 人為地使它發(fā)生變化的方法 稱為人工轉(zhuǎn)變 裝置 N2 盧瑟福的 粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn) 質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 粒子轟擊氮核產(chǎn)生了可以穿透鋁箔的質(zhì)子 盧瑟福的 粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 容器里充有氮?dú)鈺r 從熒光屏上看到閃光 容器里充有氧氣或二氧化碳時 從熒光屏上看不到閃光 推理 閃光是由于 粒子擊中氦核后產(chǎn)生的新粒子形成的 測量 測出新粒子的質(zhì)量 電量 確認(rèn)為氫原子核 稱為質(zhì)子 問題 質(zhì)子是 粒子直接從氮核打出的 還是 粒子進(jìn)入氮核 形成一個復(fù)核 發(fā)生衰變時放出的 檢驗(yàn) 根據(jù)云室中的徑跡 證實(shí)質(zhì)子是形成不穩(wěn)定的復(fù)核衰變時放出的 原子核中除了質(zhì)子以外 還會不會有其他粒子呢 盧瑟福提出一種猜想 如果原子核只是由質(zhì)子組成 他的電荷數(shù)應(yīng)該與質(zhì)量數(shù)相等 而實(shí)際上絕大多數(shù)原子核的電荷數(shù)知識質(zhì)量數(shù)的一半或者還少一些 2 中子的發(fā)現(xiàn) 因此 原子核內(nèi)應(yīng)該還存在著質(zhì)量跟質(zhì)子差不多的不帶電的中性粒子 盧瑟福把他預(yù)言的這種粒子稱為中子 后來他的學(xué)生查德威克在研究用射線轟擊而產(chǎn)生的一種能量較高 貫穿能力很強(qiáng)的中性粒子時 終于證實(shí)這就是盧瑟福所預(yù)言的中子 精確的測量表明 中子的質(zhì)量非常接近于質(zhì)子的質(zhì)量 只比后者大千分之一 實(shí)驗(yàn) 測量 1 這種不可見的粒子在電場 磁場中不偏轉(zhuǎn) 表明它不帶電 2 測定其速度小于C 10 表明它不是 射線 3 通過與氫核的碰撞 測定其質(zhì)量mX mH 即與氫核 質(zhì)子 質(zhì)量相當(dāng) 粒子轟擊鈹產(chǎn)生的不可見粒子是什么 測量 1 這種不可見的粒子在電場 磁場中不偏轉(zhuǎn) 表明它不帶電 2 測定其速度小于C 10 表明它不是 射線 3 通過與氫核的碰撞 測定其質(zhì)量mX mH 即與氫核 質(zhì)子 質(zhì)量相當(dāng) 核子 質(zhì)子和中子的統(tǒng)稱 質(zhì)子數(shù) 原子核中的質(zhì)子個數(shù) 叫做原子核的質(zhì)子數(shù) 用Z表示 電荷數(shù) 原子核所帶的電荷等于核內(nèi)質(zhì)子所帶電荷的總和 所以原子核所帶的電荷都是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍 這個整數(shù)叫做原子核的電荷數(shù) 質(zhì)量數(shù) 原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和 質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相等 所以原子核的質(zhì)量近似等于核子質(zhì)量的整數(shù)倍 這個整數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù) 用A表示 原子核的組成 中子 質(zhì)子 統(tǒng)稱核子 原子核的組成 電荷數(shù) 電子數(shù) 原子序數(shù) U He H 11 42 23592 X AZ 核 電荷數(shù) 質(zhì)量數(shù) 電荷數(shù) 中子數(shù) 質(zhì)量數(shù) 10 14m 元素符號 氫的同位素 具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子 在元素周期表中處于同一位置 因而互稱為同位數(shù) 同位數(shù) 同位素 你知道的微粒有哪些 質(zhì)子 分子 電子 原子 離子 中子 三 補(bǔ)充內(nèi)容 原子 分子 原子核 電子 質(zhì)子 中子 離子 正電 負(fù)電 不帶電 明確這些關(guān)系 原子 化學(xué)變化中的最小微粒 原子核 原子的組成部分 位于原子的中心 由質(zhì)子和中子構(gòu)成 帶正電的小微粒 原子核 電子 電子 原子的組成部分 位于原子的外圍 帶負(fù)電的小微粒 質(zhì)子 質(zhì)子 原子核的組成部分 帶正電的小微粒 一個質(zhì)子帶一個單位的正電荷 中子 原子核的組成部分 不帶電的小微粒 原子核組成符號 質(zhì)子數(shù) 質(zhì)量數(shù) 元素 離子組成符號 質(zhì)量數(shù) 質(zhì)子數(shù) 所帶電荷 離子 離子 帶電的原子或原子團(tuán) 分子 分子 保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的一種微粒 例1關(guān)于天然放射現(xiàn)象 下列說法正確的是 A 是瑪麗 居里夫婦發(fā)現(xiàn)的B 首先說明了原子核不是單一的粒子C 射線必須伴隨著 或 射線而產(chǎn)生D 任何放射性元素都能同時發(fā)出三種射線 BC 思考與研討 例2 如圖所示 鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì) 放射線從其右端小孔中水平向右射出 在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場 則下列說法中正確的有 A 打在圖中a b c三點(diǎn)的依次是 射線 射線和 射線B 射線和 射線的軌跡是拋物線C 射線和 射線的軌跡是圓弧D 如果在鉛盒和熒光屏間再加一個豎直向下的場強(qiáng)適當(dāng)?shù)膭驈?qiáng)電場 可能使屏上的亮斑只剩下b AC 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全