高中物理 第十九章 原子核 1 原子核的组成课堂导引素材 新人教版选修3-5（通用）

高中物理 第十九章 原子核 1 原子核的组成课堂导引素材 新人教版选修3-5（通用）

‎1 原子核的组成 ‎ 互动课堂 疏导引导 一、天然放射现象 ‎1.放射性：物质放出射线的性质叫放射性.‎ ‎2.放射性元素：具有放射性的元素称为放射性元素.‎ ‎3.天然放射现象：物质自发放出射线的现象叫天然放射现象.通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种.‎ ‎4.放射现象说明原子核有更复杂的结构.‎ 二、三种射线的本质特征 ‎1.α射线：它是高速氦核流，速度约为光速的110，贯穿本领很弱，用纸就能挡住，电离作用比较强.在云室中的径迹粗、短、直.‎ ‎2.β射线：它是高速电子流，速度接近光速的99%，贯穿作用很强，能穿透几毫米厚的铝板，电离作用较弱.在云室中的径迹较细、较长.‎ ‎3.γ射线：它是频率极高的电磁波，贯穿作用最强，能穿透几厘米厚的铅板，电离作用很弱，在云室中的径迹很长.‎ 案例　用电场或磁场分离三种射线 用匀强电场分离时，α射线偏离较小，β射线偏离较大，γ射线不偏离，如图‎19-1-1‎所示；用匀强磁场分离时，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图19-1-2所示：‎ 图1911‎ 图1912‎ ‎【说明】 放射性元素放出的三种射线中的α、β射线，在不沿电场线和磁感线进入电场或磁场时，要发生偏转，这是显然的，但是由轨迹的弯曲程度来判断哪是α或β射线还需通过定量计算进一步分析.‎ 三、原子核的组成 ‎1.质子的发现 ‎1919年，卢瑟福又用α粒子轰击氮，结果从氮核中打出了一种粒子，并测定了它的电荷与质量，知道它是氢原子核，把它叫做质子，后来人们又从其他原子核中打出了质子，故确定质子是原子核的组成部分.‎ ‎2.中子的发现 卢瑟福发现质子后，预言核内还有一种不带电的粒子，并给这种还未“出生”的粒子起了一个名字叫“中子”.卢瑟福的预言十年后就变成了现实，他的学生查德威克用实验证明了原子核内含有中子，中子的质量非常接近于质子的质量.‎ ‎3.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并不相同.‎ ‎(1)质子、中子统称为核子.‎ ‎(2)原子核的电荷都是质子电荷的整数倍，用Z表示电荷数.‎ ‎(3)原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数，即核电荷数=质子数（Z）=元素的原子序数=核外电子数.‎ 原子核的质量数就是核内的核子数，即质量数（A）=核子数=质子数+中子数.例如氦核的电荷数是2，表示氦核内有2个质子；氦核的质量数是4，表示氦核内有4个核子，其中2个是中子.通式可写为.其中X为元素符号，Z为电荷数，A为质量数.‎ 四、同位素 原子核内的质子数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.‎ 定义：具有相同质子数、不同中子数的原子互称同位素.‎ 例如氢的三种同位素：氕（）、氘（）、氚（）.‎ 活学巧用 ‎【例1】以下实验能说明原子核内有复杂结构的是…（　　）‎ A.光电效应实验　　　　　　 B.原子发光产生明线光谱 C.α粒子散射实验 D.天然放射性现象 思路解析：光电效应实验说明光有粒子性；原子发光产生明线光谱说明原子只能处于一系列不连续的能量状态中；α粒子散射实验说明原子具有核式结构；天然放射性现象中放射出的粒子是从原子核中放出的，说明原子核内有复杂结构.故仅D正确.‎ 答案：D ‎【例2】 将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图‎19-1-3‎中表示射线偏转情况中正确的是（　　）‎ 图‎19-1-3‎ 思路解析：已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向，可知A、B、C、D四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是正确的，但偏转的程度需进一步判断.‎ 带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径,将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为：‎ 由此可见，A项正确，B项错误.‎ 带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0,垂直电场线方向位移为x，沿电场线方向位移为y，则有：‎ x=v0t, ,‎ 消去t可得：‎ 对某一确定的x值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为 由此可见，C项错误，D项正确.‎ 故正确选项是A、D.‎ 答案：AD ‎【例3】 已知镭的原子序数是88，原子核质量数是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）若镭原子呈中性，它核外有几个电子？‎ 思路解析：（1）由原子序数等于质子数，知质子数为88，由中子数等于质量数与质子数的差，得中子数为226-88=138.‎ ‎（2）镭核所带电荷量就是质子所带电荷量，为88e.‎ ‎（3）核外电子数等于质子数，所以核外有88个电子.‎ 答案：（1）88　138　（2）88e　（3）88‎ ‎【例4】 关于，下列说法正确的是（　　）‎ A.它表示一个原子 B.它表示一个原子核 C.它表示原子核中有12个质子 D.它表示原子核中有12个中子 思路解析：表示一个原子核，说明电荷数12（即12个质子），质量数24（中子数24-12=12），故B、C、D正确.‎ 答案：BCD ‎【例5】 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 思路解析：氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和电子数相同，均为1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数分别为0、1、2.‎ 答案：AB