高中物理选修35学案191 原子核的组成.docx
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高中物理选修35学案191原子核的组成
1 原子核的组成
[学习目标]1.了解什么是放射性和天然放射现象.2.知道原子核的组成及三种射线的特征．
一、天然放射现象和三种射线
[导学探究] 1.1896年法国物理学家贝可勒尔发现了放射性元素自发地发出射线的现象，即天然放射现象．是否所有的元素都具有放射性？
放射性物质发出的射线有哪些种类？
2．怎样用电场或磁场判断三种射线粒子的带电性质？
[知识梳理]
1．对天然放射现象的认识
（1）1896年，法国物理学家__________发现某些物质具有放射性．
（2）物质发射________的性质称为放射性，具有________的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出______的现象叫做天然放射现象．
（3）原子序数______或______83的元素，都能自发地发出射线，原子序数______83的元素，有的也能放出射线．
2．对三种射线的认识
种类
α射线
β射线
γ射线
组成
高速____流
高速____流
______流（高频电磁波）
带电荷量
2e
－e
0
速率
0.1c
0.99c
____
贯穿本领
最____，用一张纸就能挡住
较强，能穿透几毫米厚的____
最____，能穿透几厘米厚的____和几十厘米厚的混凝土
电离作用
很____
较强
很____
[即学即用] 判断下列说法的正误．
（1）1896年，法国的玛丽·居里首先发现了天然放射现象．（ ）
（2）原子序数大于83的元素都是放射性元素．（ ）
（3）原子序数小于83的元素都不能放出射线．（ ）
（4）α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力．（ ）
（5）β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．（ ）
（6）γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强．（ ）
二、原子核的组成
[知识梳理]
1．质子的发现
1919年，________用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子，测定了它的电荷和质量，确定它是氢原子核，叫做______，用____或____表示，其质量为mp＝______________.
2．中子的发现
（1）卢瑟福的预言：
原子核内可能还有一种________的粒子，名字叫中子．
（2）查德威克的发现：
用实验证明了中子的存在，用____表示，中子的质量非常接近质子的质量．
3．原子核的组成
（1）核子数：
质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以______数和______数之和叫核子数．
（2）电荷数（Z）：
原子核所带的电荷总是质子电荷的____倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数．
（3）质量数（A）：
原子核的质量等于核内______和______的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的________．
（4）
4．同位素：
具有相同的________而________不同的原子核，在元素周期表中处于__________，它们互称为同位素．例如：
氢有三种同位素，分别是
H、
H、
H.
[即学即用] 判断下列说法的正误．
（1）质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子．（ ）
（2）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．（ ）
（3）同位素具有不同的化学性质．（ ）
（4）原子核内的核子数与它的核电荷数不可能相等．（ ）
一、天然放射现象和三种射线
1．三种射线的实质
α射线：
高速氦核流，带2e的正电荷；
β射线：
高速电子流，带e的负电荷；
γ射线：
光子流（高频电磁波），不带电．
2．三种射线在电场中和磁场中的偏转
（1）在匀强电场中，γ射线不发生偏转，做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动，在同样的条件下，β粒子的偏移大，如图1所示．
（2）在匀强磁场中，γ射线不发生偏转，仍做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径小，如图2所示．
图1 图2
3．元素的放射性
（1）一种元素的放射性与是单质还是化合物无关，这就说明射线跟原子核外电子无关．
（2）射线来自于原子核说明原子核内部是有结构的．
图3
例1 如图3所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应属于下表中的（ ）
选项
磁场方向
到达O点的射线
到达P点的射线
A
竖直向上
β
α
B
竖直向下
α
β
C
垂直纸面向里
γ
β
D
垂直纸面向外
γ
α
例2 （多选）将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图中表示射线偏转情况正确的是（ ）
三种射线的鉴别：
（1）α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α射线、β射线是实物粒子，而γ射线是光子流，属于电磁波的一种．
（2）α射线、β射线都可以在电场或磁场中偏转，但偏转方向不同，γ射线则不发生偏转．
（3）α射线穿透能力弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离本领相反．
二、原子核的组成
1．原子核（符号
X）
2．基本关系
核电荷数＝质子数（Z）＝元素的原子序数＝核外电子数，质量数（A）＝核子数＝质子数＋中子数．
例3 已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是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？
（保留三位有效数字）
（3）呈电中性的镭原子，核外有几个电子？
针对训练 在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为
He，
He中的4和2分别表示（ ）
A．4为核子数，2为中子数
B．4为质子数和中子数之和，2为质子数
C．4为核外电子数，2为中子数
D．4为中子数，2为质子数
1．下列现象中，与原子核内部变化有关的是（ ）
A．α粒子散射现象B．天然放射现象
C．光电效应现象D．原子发光现象
2．下列说法正确的是（ ）
A．α射线是由高速运动的氦核组成的，其运行速度接近光速
B．β射线能穿透几毫米厚的铅板
C．γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱
D．β射线的粒子和电子是两种不同的粒子
3．以下说法正确的是（ ）
A.
Rn为氡核，由此可知，氡核的质量数为86，氡核的质子数为222
B.
Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4
C．同一元素的两种同位素具有相同的质量数
D．同一元素的两种同位素具有不同的中子数
[答案]精析
知识探究
一、导学探究 1.原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线．放射性物质发出的射线有三种：
α射线、β射线、γ射线．
2．让三种射线通过匀强电场，则γ射线不偏转，说明γ射线不带电．α射线偏转方向和电场方向相同，带正电，β射线偏转方向和电场方向相反，带负电．或者让三种射线通过匀强磁场，则γ射线不偏转，说明γ射线不带电，α射线和β射线可根据偏转方向和左手定则确定带电性质．
知识梳理 1.
（1）贝可勒尔
（2）射线
放射性 射线 （3）大于 等于 小于 2.氦核 电子 光子 c 弱 铝板 强
铅板 强 弱
即学即用
（1）×
（2）√ （3）× （4）×
（5）√ （6）×
二、知识梳理 1.卢瑟福 质子 p
H 1.67×10－27kg 2.
（1）不带电
（2）n 3.
（1）质子 中子
（2）整数 （3）质子 中子 质量数 （4）质子数 中子数
质子数 4.质子数 中子数 同一位置
即学即用
（1）×
（2）√ （3）× （4）×
题型探究
例1 C [R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里．]
例2 AD [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r＝
，将数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比
＝
·
·
＝
×
×
≈371，A对，B错；
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，y＝
t2，
消去t可得y＝
.
对某一确定的x值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比
＝
·
·
＝
×
×
≈
，C错，D对．]
例3
（1）88 138
（2）1.41×10－17C （3）88
[解析]
（1）镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即
N＝A－Z＝226－88＝138.
（2）镭核所带电荷量
Q＝Ze＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17C.
（3）核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.
针对训练 B
达标检测
1．B 2.C 3.D
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