人教版物理选修3-5第十九章原子核同步导学案.doc
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第十九章原子核
19．1原子核的组成
★学习目标
（一）知识与技能
1．了解天然放射现象及其规律。
2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。
3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。
（二）过程与方法
1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。
2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。
（三）情感、态度与价值观
1．树立正确的，严谨的科学研究态度。
2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。
★学习重点：
天然放射现象及其规律，原子核的组成。
★学习难点：
知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。
★课时安排：
1课时
★课前导学：
1、原子的组成：
2、电子是如何发现的
3、α粒子散射实验的现象是
α粒子散射实验得到的结论是
4、玻尔理论的基本假设是
玻尔理论的基本假设揭示氢原子核外的电子是如何运动的
★学习过程
1．原子核内部是什么结构？
原子核是否可以再分？
它是由什么微粒组成？
用什么方法来研究原子核呢？
2．人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从开始的。
①
②
3．天然放射现象
（1）放射性（radioactivity）
天然放射现象
放射性元素．
（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，
4．射线到底是什么
把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：
思考与讨论：
①你观察到了什么现象？
为什么会有这样的现象？
②如果射线，射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。
③如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？
学生分组讨论
请同学们阅读课文后填写表格：
射线种类
组成
速度
贯穿本领
电离作用
α射线
β射线
γ射线
结论：
①实验发现：
②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到
5．原子核的组成
①质子：
由谁发现的？
怎样发现的？
②中子：
发现的原因是什么？
是由谁发现的？
结论：
①质子（proton）带
中子（nucleon）
③原子核的组成
核子
③原子核的电荷数是不是电荷量？
原子核的电荷数
④原子核的质量数是不是质量？
原子核的质量数
⑤原子核的电荷数=
原子核的质量数=
⑥原子核符号表示
练习：
一种铀原子核的质量数是235，问：
它的核子数，质子数和中子数分别是多少？
6．同位素（isotope）
（1）定义：
（2）性质：
。
提问：
列举一些元素的同位素？
巩固练习
例：
下列说法正确的是（）
A．射线粒子和电子是两种不同的粒子
B．红外线的波长比X射线的波长长
C．粒子不同于氦原子核
D．射线的贯穿本领比粒子强
1．天然放射现象显示出（）
A．原子不是单一的基本粒子B．原子核不是单一的基本粒子
C．原子内部大部分是空的D．原子有一定的能级
2．β衰变中所放出的电子，来自（）
A．原子核外内层电子B．原子核内中子衰变为质子放出的电子
C．原子核内所含电子D．原子核内质子衰变为中子放出的电子
3．α射线的本质是（）
A．电子流B．高速电子流 C．光子流D．高速氦核流
4．关于β粒子的下面说法中正确的是（）
A．它是从原子核放射出来的B．它和电子有相同的性质
C．当它通过空气时电离作用很强D．它能贯穿厚纸板
5．关于γ射线的说法中，错误的是（）
A．γ射线是处于激发状态的原子核放射的 B．γ射线是从原子内层电子放射出来的
C．γ射线是一种不带电的中子流 D．γ射线是一种不带电的光子流
6．A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d分别表示α粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹（）
A．a为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹B．b为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹
C．b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹D．a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹
7．核的质子数为，中子数为，质量数为_______，电荷数为______。
19．2放射性元素的衰变
★学习目标
（一）知识与技能
1．知道放射现象的实质是原子核的衰变
2．知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律
3．理解半衰期的概念
（二）过程与方法
1．能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式
2．能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）
（三）情感、态度与价值观
通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。
★学习重点：
原子核的衰变规律及半衰期
★学习难点：
半衰期描述的对象
★课时安排：
1课时
★课前导学：
1.什么是化学反应方程式
2.什么是离子反应方程式
3.原子核的结构
★学习过程
1．原子核的衰变
原子核的衰变：
。
α衰变：
。
β衰变：
。
2．衰变方程式
①衰变方程式：
②衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别？
③衰变方程式遵守的规律：
特别注意：
3.衰变的实质
γ射线:
m/m0＝（1/2）
4．半衰期（自主学习）
放射性元素的衰变的快慢有什么规律？
用什么物理量描述？
这种描述的对象是谁？
半衰期表示。
元素的半衰期：
；
注意：
半衰期描述的对象是。
元素的半衰期反映的是。
★巩固练习
例1：
配平下列衰变方程
23492U→23090Th+（）23490U→23491Pa+（）
例2：
钍232（23290Th）经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208（20882Pb）
某原子核的中子数为138，经过5次α衰变和4次β衰变后，中子数变为_________。
1．下列关于放射性元素衰变的描述，哪些是错误的（）
A．原子核放出电子后，它的质量数不变而电荷数却减少1。
B．核衰变时放出的射线都是由带电粒子所组成的
C．半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关。
D．γ衰变不改变元素在周期表上的位置
2．A、B两种放射性元素，它们的半衰期分别为tA=10天，tB＝30天，经60天后，测得两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比为（）
A．3∶1B．48∶63C．1∶16D．16∶1
3．关于放射性元素原子核的衰变，下列叙述中哪些是正确的（）
A．γ射线是伴随α射线或β射线而发射出来的
B．半衰期的大小不随化学状态、温度等变化而变。
C．某核放出一个β粒子或α粒子后，都变成一种新元素的原子核。
D．若原来有某种放射性元素的原子核10个，则经一个半衰期后，一定有5个原子核发生了衰变。
19．3探测射线的方法
★学习目标
（一）知识与技能
1．知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象.
2．知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到．
3．了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理．
（二）过程与方法
1．能分析探测射线过程中的现象.
2．培养学生运用已知结论正确类比推理的能力
（三）情感、态度与价值观
1．培养学生认真严谨的科学分析问题的品质.
2．从知识是相互关联、相互补充的思想中，培养学生建立事物是相互联系的唯物主义观点
3．培养学生应用物理知识解决实际问题的能力
★学习重点：
根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒子。
★学习难点：
1．探测器的结构与基本原理。
2．如何观察实验现象,并根据实验现象，分析粒子的带电、动量、能量等特性，从而判断是何种射线，区分射线的本质是何种粒子。
★课时安排：
1课时
★课前导学：
1.α、β、γ射线的本质是什么？
各有那些特征？
2.放射线是看不见的，我们可以如何探知放射线的存在的呢？
★学习过程
1．威耳逊云室（自主学习+分小组讨论）
提问：
（1）构造是什么？
（2）基本原理是什么？
（3）怎样才能观察到射线的径迹？
强调：
观察α、β射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点，并分析其原因．
学生分析并回答：
2．气泡室
提问：
比较气泡室的原理同云室的原理。
学生讨论并回答：
根据云室照片上记录的情况，可以分析出．
3．盖革—弥勒计数器
（1）盖革—弥勒计数管的构造如何？
（2）盖革—弥勒计数管的基本原理是什么？
（3）G—M计数器的特点是什么？
还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器装置，利用这些装置能更精确地测定粒子的各种性质，感兴趣的同学可以查找这方面的资料阅读．
随着科学技术的发展，探测射线的手段不断改进，近年来，由于探测仪器大都和电子计算机直接连接，实现了对实验全过程电子计算机控制、计算、数据处理，已经使实验方法高度自动化．
学生课后查阅有关资料，了解更精确的探测放射线的方法。
19．4放射性的应用与防护
★学习目标
（一）知识与技能
（1）知道什么是核反应，会写出人工转变方程。
（2）知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物质的主要不同点。
（3）了解放射性在生产和科学领域的应用。
（4）知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。
（二）过程与方法：
渗透和安全地开发利用自然资源的教育。
（三）情感、态度与价值观：
培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。
★学习重点：
人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。
★学习难点：
人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律
★课时安排：
1课时
★课前导学：
1.什么是衰变？
衰变的形式有哪些？
2.衰变方程怎么书写？
3.衰变过程中遵循的规律。
4.三种衰变产生的射线的性质。
★学习过程
1．核反应：
。
在核反应中遵循。
人工转变核反应方程：
例：
写出下列原子核人工转变的核反应方程。
（1）1123Na俘获1个α粒子后放出1个质子
（2）1327Al俘获1个α粒子后放出1个中子
（3）816O俘获1个中子后放出1个质子
（4）1430Si俘获1个质子后放出1个中子学生：
理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。
2．人工放射性同位素
（1）放射性同位素：
。
放射性同位素有两种，它们的。
（2）人工放射性同位素
（3）人工放射性同位素的优点：
。
（4）凡是用到射线时，都用人造放射性同位素
3．放射性同位素的应用：
（1）利用射线：
（2）作为示踪原子
如何将放射性物质作为示踪原子的原理。
4．辐射与安全
★
课堂小结
★巩固练习
1．1965年，我国科学家首次用人工方法合成的结晶牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质，所使用的鉴别技术是（）
A．学分析B．同位素示踪原子C．光谱分析D．测定介电常数
2．联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹．贫铀是从金属中提炼铀235以后的剖产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境．下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是（）
①由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害
②爆炸后的弹片不会对人体产生危害
③铀238的衰变速率很快
④铀的半衰期很长
A．①② B．③ C．①④ D．②④
3．美国前总统老布什曾让医生们虚惊了一场．那是在访日宴会上突然昏厥，美国政府急忙将他送回国，医生用123I进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出了病因．这是利用123I所放出的（）
A．热量B．α射线C．β射线D．γ射线
4．美国医生用123I对老布什总统诊断，使其很快恢复健康，123I的特性是（）
A．半衰期长，并迅速从体内清除B．半衰期长，并缓慢从体内清除
C．半衰期短，并迅速从体内清除D．半衰期短，并缓慢从体内消除
5．医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是（）
A．示踪原子B．电离作用 C．催化作用D．贯穿作用
6．下列哪一种医学治疗、检查手段运用了放射性同位素放出的射线（）
A．B超B．化疗医治肿瘤C．X光透视D．CT断层扫描
7．一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，每分钟衰变6000次，将它注射到某人的血液中，经过15h后从此人身上取出10mL的血液，测得每分钟有2次衰变，已知这种同位素的半衰期为5h，试计算这个人血液的总体积为多少?
19.5核力与结合能
★学习目标
（一）知识与技能
（1）知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用；
（2）知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小；
（3）理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损；
（4）知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。
（二）过程与方法
（1）会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能；
（2）培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。
（三）情感、态度与价值观
（1）使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力；
（2）认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。
★学习重点：
质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。
★课时安排：
1课时
★课前导学：
1.万有引力的表示式；库仑力的表达式
2.氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.67×10-27kg，带电量为元电荷e=1.6×10-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍?
3.在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，那么质子为什么能挤在一起而不飞散？
4.原子核β衰变的原因
★学习过程：
1、核力与四种基本相互作用
提问1：
那么核力有怎样特点呢？
第一、。
第二、。
第三、
四种基本相互作用力：
弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：
①弱力（弱相互作用）：
；
②强力（强相互作用）：
；
③电磁力：
；
④引力：
。
2、原子核中
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