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第一节原子核的组成一、核心素养通过《原子核的组成》的学习过程，引导学生树立正确的、严谨的科学研究态度。
树立辨证唯物主义的科学观和世界观。
二、教学目标1．知道什么是放射性及放射性元素；2．知道三种射线的特性；3．知道原子核的组成，会正确书写原子核的符号；4．通过核结构模型的探究，经历分析和解决问题的过程，体会物理学的研究方法。
三、教学重点：天然放射现象及其规律，原子核的组成。
四、教学难点知道三种射线的性质和原子核的组成。
五、教学活动【导入】现在我们已经知道原子是由原子核和核外电子组成，原子核是由质子和中子组成。
在我们最开始研究原子核内部的信息时，最早是来自天然放射现象。
人们从破解天然放射现象入手。
今天我们也从“天然放射现象”入手，逐步揭开原子核的神秘面纱。
【问题1】看书第65页，“天然放射现象”一部分，并完成讲学稿。
（一）天然放射现象1．放射性：物质发射射线的性质称为放射性。
2．放射性元素：具有放射性的元素，称为放射性元素。
3．放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83 的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。
4．天然放射现象：放射性元素自发地放出射线的现象，叫做天然放射现象。
贝可勒尔发现了天然放射现象。
天然放射现象说明了原子核具有复杂结构，原子核还可再分。
例1、天然放射现象说明：（BC ）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．原子是由带正电和带负电的基本粒子组成的【问题2】通过课件分析：1．在磁场中：观察到的现象是什么？分析三种射线的电性。
答：三束射线中有两束发生偏转，左偏的带正电，右偏的带负电，不偏的不带电。
2．在电场中：观察到的现象是什么？分析三种射线的电性。
答：三束射线中有两束发生偏转，左偏的带负电，右偏的带正电，不偏的不带电。
【问题3】看书第65页，“射线到底是什么”一部分，分组讨论进行总结，填入表格。
原子核的组成知识集结知识元天然放射现象知识讲解原子核的衰变、半衰期一、天然放射现象（1）天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。
天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。
（2）放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性。
具有放射性的元素叫放射性元素。
3.（3）三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线。
4.（4）γ射线是高频率的电磁波，它是伴随α或β衰变放出的。
5.（5）α、β、γ三种射线中穿透能力最强的是γ射线，α射线穿透能力最弱，一张厚的黑纸可以挡住α射线。
6.（6）电离能力最强的是α射线，γ射线电离能力最弱。
7.（7）β射线是原子核内的中子变为质子时放出的电子，是高速的电子流。
二、原子核的衰变和半衰期1．原子核的衰变：（1）衰变：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。
（2）分类（3）半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。
①，其中N0表示衰变前放射性元素的原子核的个数，N表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核的个数，t表示衰变时间．T表示半衰期．②半衰期只适用于大量的原子核，对数量较少的原子核不适用，如10个原子核经过一个半衰期并不一定恰好有5个发生衰变．例题精讲天然放射现象例1.说明原子核具有复杂结构的是（）A．质子的发现B．天然放射性现象的发现C．电子的发现D．α粒子散射实验例2.以下事实可作为“原子核可再分”的依据是（）A．天然放射现象B．α粒子散射实验C．电子的发现D．氢原子发光A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强例4.关于天然放射性，下列说法正确的是（）A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关C．放射性元素与别的元素形成化合物时不具有放射性了D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强例5.下列说法中正确的有（）A．黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关B．普朗克为了解释光电效应的规律，提出了光子说C．天然放射现象的发现揭示原予核有复杂的结构D．卢瑟福首先发现了质子和中子原子核的组成知识讲解原子核的组成和同位素1．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称核子，原子核的电荷数等于核内的质子数。
第1节原子核的组成1．物质发射射线的性质称为放射性。
放射性元素自发地发出射线的现象，叫做天然放射现象。
2．α射线是高速氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是光子流。
3．原子核由质子和中子组成。
1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子，1932年查德威克证实了中子的存在。
4．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现天然放射现象，揭开了人们研究原子核结构的序幕。
一、天然放射现象1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性。
2．物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象。
3．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。
4．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)。
二、三种射线1．α射线：实际上就是氦原子核，速度可达到光速的110，其电离能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
2．β射线：是高速电子流，它速度很大，可达光速的99%，它的穿透能力较强，电离能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。
3．γ射线：呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板或几十厘米厚的混凝土。
三、原子核的组成1．质子的发现卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子。
2．中子的发现(1)卢瑟福预言：原子核内可能还存在另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫做中子。
(2)查德威克用α粒子轰击铍(94Be)原子核获得了中子。
3．原子核的组成原子核由质子、中子组成，它们统称为核子。
4．原子核的电荷数(Z)等于原子核的质子数，等于原子序数。
5．原子核的质量数(A)等于质子数与中子数的总和。
6．原子核的符号表示AZ X，其中X为元素符号，A为原子核的质量数，Z为原子核的电荷数。
原子核的组成重/难点重点：天然放射现象及其规律，原子核的组成。
难点：知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。
重/难点分析重点分析：物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象。
具有放射性的元素称为放射性元素。
放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。
难点分析：在射线经过的空间施加磁场，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。
这个力是洛伦兹力，进而判断粒子的本质。
α射线本质是高速氦核流，β射线本质是高速电子流，γ射线本质是高频电磁波或高速光子流。
突破策略（一）引入新课1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。
居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。
其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（Po），另一种命名为镭（Ra）。
学生一边听，一边看挂图。
点评：配合挂图，展示物理学发展史上的有关事实，树立学生对科学研究的正确态度。
（二）进行新课1．天然放射现象（1）物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象。
具有放射性的元素称为放射性元素。
（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。
学生一边听，一边看书。
2．射线到底是什么教师：那这些射线到底是什么呢？这就激发着人们去寻求答案：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：（投影）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α射线，β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。
人教版高中物理选修3-5第18章第二节原子的核式结构一、教学任务分析电子的发现、α粒子散射实验、原子的核式结构模型的提出，这些都是人类探求物质微观结构的认识过程的起点，其中涉及到的实验、逻辑推理方法也都是人类认识自然规律的典型的科学方法。
因此这些内容不仅是本章的核心内容，而且也为后面继续学习人类对微观世界认知过程打下重要的思维与方法的基础。
学习本节内容需要以库仑定律、带电粒子在电场磁场中的运动等电、磁场知识为基础。
从介绍汤姆孙的阴极射线实验入手，通过实验现象分析得到阴极射线是由电子组成的，揭示了原子是可分的。
介绍卢瑟福α粒子散射实验，通过分析实验结果，对汤姆孙建立的“葡萄干蛋糕模型”提出质疑，在此基础上介绍卢瑟福提出的核式结构模型，。
并运用该模型解释α粒子散射实验结果。
在介绍卢瑟福α粒子散射实验的实验设计思想时，使学生了解研究微观世界的一种重要有效的方法与手段是利用其他的高能粒子去碰撞原子，引起某些可能观察到的现象，从分析这些现象的过程中逐步探索认识原子的内部结构和规律。
从而使学生理解人类是如何在实验的基础上认识原子结构；怎样在实验与理论的相互推动下，使认识不断发展不断深入的。
在介绍卢瑟福核式结构模型时，可通过比较该模型、汤姆孙的原子模型与实验结论的相互印证关系，使学生感受到物理模型是一种高度抽象的理想客体和形态；物理学的研究通常需通过提出假设、建立物理模型、实验验证等几个过程；物理学的发展过程，可以说就是一个不断建立物理模型和用新的物理模型代替旧的或不完善的物理模型的过程。
这些认识都将提高学生的科学意识与科学品质。
二、教学目标1．知识与技能（1）知道卢瑟福α粒子散射实验。
（2）知道原子的核式结构模型。
（3）理解卢瑟福的原子核式结构学说对α粒子散射实验的解释。
2．过程与方法（1）通过分析卢瑟福α粒子散射实验的结果，感受物理学的研究方法——提出假设、建立物理模型、实验验证等方法。
（2）通过了解人类探索认识原子结构的历史，认识人类通过收集、处理和分析微观现象所发出的各种信息，来认识不能直接感知的微观世界的认知手段与方法。
原子核的组成一、学习目标：1．知道什么是放射性及放射性元素；2．知道三种射线的特性；3．知道原子核的组成，会正确书写原子核的符号；4．通过核结构模型的探究，经历分析和解决问题的过程，体会物理学的研究方法。
二、学习重点：天然放射现象及其规律，原子核的组成。
三、学习难点：知道三种射线的性质和原子核的组成。
四、课堂学习研讨：【问题1】：看书第65页，“天然放射现象”一部分，并完成讲学稿。
（一）、天然放射现象1．放射性：物质发射____________的性质称为放射性。
2．放射性元素：具有____________的元素，称为放射性元素。
3．放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于________的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。
4．天然放射现象：放射性元素自发地____________的现象，叫做天然放射现象。
____________发现了天然放射现象。
天然放射现象说明了原子核具有复杂结构，原子核还可再分。
例1：天然放射现象说明：（）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．原子是由带正电和带负电的基本粒子组成的【问题2】通过课件分析：1．在磁场中：观察到的现象是什么？分析三种射线的电性。
2．在电场中：观察到的现象是什么？分析三种射线的电性。
【问题3】看书第65页，“射线到底是什么”一部分，分组讨论进行总结，填入表格。
（二）、三种射线例2：图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场中的作用下分为a、b、c三束，以下判断正确的是（）A．a为α射线、b为β射线B．a为β射线、b为γ射线C．b为γ射线、c为α射线D．b为α射线、c为γ射线例3：一放射源放出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源前面时，射线的强度减为原来的1/3，而当用1cm厚的铝板放在放射源前面时，射线的强度减小到几乎为零。
由此可知，该放射源所放射出的（）A．仅是α射线B．仅是β射线C．是α射线和β射线D．是α射线和γ射线【问题4】看书第66页，“原子核的组成”一部分，分组讨论填写讲学稿。
原子核的组成第一课时一、教学目标1．在物理知识方面要求．(1)了解原子核的人工转变．了解它的方法和物理过程．(2)了解质子和中子是如何被发现的．(3)会写核反应方程式．(4)了解原子核的组成，知道核子和同位素的概念．2．掌握利用能量和动量守恒的思想来分析核反应过程．从而培养学生运用已知规律来分析和解决问题的能力．3．通过发现质子和中子的历史过程，使学生认识通过物理实验研究和探索微观结构的研究方法及体会科学研究的艰巨性和严谨性．二、重点、难点分析1．重点是使学生了解原子核的人工转变和原子核的组成．在原子核的人工转变中发现了质子和中子，它是确定原子核组成的实验基础．2．用已经学过的能量和动量守恒以及有关的知识来分析核反应过程，是本节的难点．三、教具1．分析卢瑟福做的“α粒子轰击氮原子核的实验”．2．讲解约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇做的“用来自铍的射线去轰击石蜡的实验”．用投影幻灯、投影片．四、主要教学过程(一)引入新课复习提问：1．什么是天然放射现象？天然放射性元素放射出哪几种射线？这些射线的成分是什么？天然放射现象说明原子核存在着复杂的内部结构，为了了解原子核的组成，人们开始寻找研究原子核组成的有效方法，那就是原子核的人工转变．(二)教学过程设计1．质子的发现．(1)原子核的人工转变．是指为了了解原子核的组成，人们有目的的用高速粒子去轰击某些元素的原子核，通过对核反应过程及其产生的新粒子的研究，了解原子核的内部结构和粒子的本质及特点．(2)α粒子轰击氮原子核的实验．1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验，第一次实现了原子核的人工转变，有了很重要的发现．实验装置如图1所示(用投影幻灯打出装置的示意图)，容器C中放有放射性物质A，从A射出的α粒子射到铝箔F上，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收而不能透过，在F后面放一荧光屏S，用显微镜M观察荧光屏．实验现象：当在荧光屏上恰好观察不到闪光后，通过阀门T往容器C里通入氮气，此时卢瑟福从荧光屏S上又观察到了闪光．实验结论：实验表明，闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的．(3)质子的发现．讨论提问：引导学生用已经学过的知识分析怎样知道新粒子的性质．①若想知道新粒子的性质，必须测出粒子的什么有关物理量？归纳得到：测出粒子的电性、电量、质量和速度等．②用什么方法可以知道新粒子的电性？归纳得到：可将粒子引入电场或磁场中，观察粒子的偏转轨迹．如图2所示，在匀强电场中粒子的轨道是抛物线，若粒子向下偏转，说明粒子带正电；若向上偏转，说明粒子带负电．如图3所示，在匀强磁场中粒子的轨道是圆，若粒子向上做圆运动，说明粒子带正电，若粒子向下做圆运动，说明粒子带负电．实验证明：这个新粒子带正电．③用什么方法可测出粒子的速度？归纳得到：使粒子通过一个正交的电磁场，如图4所示，调节B或E的值，使粒子在正交场中，沿入射方向做匀速直线运动，则可知此时实验说明：这个新粒子速度很大，有很强的穿透能力．归纳得到：使粒子通过匀强电场，根据粒子的偏转量y求出．或使粒子在匀强磁场中做圆周运动，根据半径R求．如图5，在匀强电场中，粒子的偏转量为y：U为两极板间电压，则可测出荷质比为：如图6，在匀强磁场中，粒子做圆运动的半经为R．结论：通过对新粒子的研究与测定，确定它就是氢原子核，又叫质(4)对核反应过程的研究．这个质子是α粒子从氮核中直接打出的，还是α粒子打进氮核后形成的复核发生衰变时放出的呢？分析：若质子是α粒子从氮核中直接打出来的，如图7中甲图，碰撞过程中应有四条径迹；若α粒子打进氮核后形成一个复核，这个复核立即衰变后放出一个质子，碰撞过程中应如图7中乙图所示，有三条径迹．为弄清这个问题，英国物理学家布拉凯特在充满氮的云室里做了α粒子轰击氮核的实验，并拍摄了两万多张云室的照片，终于从40多万条α粒子径迹中发现有8条产生了分叉(见课本上图)，分析可知有三条径迹，分叉后的细长径迹是质子的径迹，另一条短粗的径迹是新生核的径迹，α粒子的径迹在跟核碰撞后不再出现，因此这个核反应过程中α粒子打进氮核后形成复核，复核衰变后放出质子．从质量数守恒和电量数守恒可知，其反应方程式为从布拉凯特的实验中，可知40多万条径迹中只有8条分叉，可见科学研究工作的艰巨性，并且可以看到科学实验的重要作用．5．结论．后来人们用同样的方法使氟、钠、铝等发生了类似的转变，都产生了质子．由于各种原子核里都能打出质子来，可见质子是原子核的组成部分．(三)课堂小结1．原子核的人工转变是研究原子核内部结构的重要方法．2．为了了解原子核的内部结构，卢瑟福首先做α粒子轰击氮核的实验．即用高能粒子轰击原子核是实现原子核人工转变的基本方法．3．用α粒子轰击原子核的核反应过程是α粒子先与被轰击的原子核形成新的不稳定的复核，然后复核立即衰变放出质子并形成新核．4．质子是原子核的组成部分．(四)作业1．练习二(1)．方程式．第二课时(一)引入新课复习提问：1．卢瑟福通过什么实验产生了质子？试写出这个实验的核反应方程式．质子的发现引导人们更进一步去研究原子核的内部结构，10多年后，科学家经过深入研究发现了原子核中另一种新的基本粒子——中子．(二)教学过程设计1．中子的发现．(1)卢瑟福的假说．质子发现后，有人提出原子核可能是由带正电的质子组成的．但这设想在解释除氢原子核外的其他原子核时遇到了困难，大多数原子核的电荷数与质量数不相等，如铀238的电荷数为92，若都由质子组成，其质量数也应是92，而除质子外剩下146的质量数是什么呢？1920年，根据以上分析，卢瑟福曾预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子．(2)约里奥·居里夫妇的实验．1930年发现，用钋(Po)放出的α粒子轰击铍(Be)时产生一种射线，这种射线贯穿能力极强，能穿透十几厘米厚的铅板，当时人们已知的射线中只有γ射线能穿透铅板，所以认为这种射线为γ射线．1932年约里奥·居里夫妇用这种射线去轰击石蜡(含有大量氢原子)，竟从石蜡中打出质子，如图8(用投影幻灯片打出)，由于被打出质子能量很大，与γ射线的能量不符合，但这射线究竟是什么？约里奥·居里夫妇没有得出最后的结论．(3)查德威克实验．1932年英国物理学家查德威克仔细研究了这种射线，发现它是中性粒子流，在磁场中不偏转，它的速度不到光速的十分之一，因此排除了它是γ射线的可能．后查德威克用这种射线轰击氢原子和氮原子，结果打击了一些氢核(质子)和氮核，并测量出被打出的氢核和氮核的速度，由此推算出这种射线的质量．测量结果表明，被打出的原子核的速度是不同的，如被打出的氢核的速度有大有小，查德威克认为其中速度最大的氢核是由于未知射线中的粒子与它正碰的结果，其他速度较小的是由于斜碰的结果．(4)中子的发现．分析：查德威克认为它们之间的碰撞是弹性正碰；设未知粒子质量为m，速度为v，氢核的质量为mH，最大速度为v′H，并认为氢核在打出前为静止的，那么根据动量守恒和能量守恒可知：mv=mv′+mH·v′H，(1)其中v′是碰撞后未知粒子的速度，由此可得：同样可求出未知射线与氮原子碰撞后，打出的氮核的速度查德威克在实验中测得氢核的最大速度为v′H=3.3×109cm/s，氮核的最大速度为v′N=4.7×108cm/s．将速度的最大值代入方程(6)，可得：可得：m=1.15mH．查德威克还用别的物质代替氢和氮重做这个实验，可得到同样的结果．后来更精确实验测出，此粒子质量非常接近于质子质量，只比后者大千分之一多(此粒子质量是1.674920×10-27kg，质子质量是1.672614×10-27kg)．查德威克发现的这种与质子质量差不多的粒子，由于不带电，所以发现中子的核反应方程式为实验证实，从许多原子核里都能打出中子，可见中子也是原子核的组成部分．中子的发现是物理学发展史上的一件大事，由于中子不带电，所以更容易接近或打进原子核．不少科学家用中子轰击原子核，进一步揭示了物质的微观结构，对近代物理学的发展起了很大作用．由此也可看出科学的预言和假说的重要作用，它可引导人们发现新的事实和规律．中子的发现的历史事实也使我们明确，在科学研究中要时刻保持严谨的态度，否则会像约里奥．居里夫妇一样与中子这样重要的发现失之交臂．由于发现了中子，查德威克获得1935年诺贝尔物理学奖．中子的发现是科学假设和理论推证相结合的产物，也是查德威克与许多物理学家共同努力的结果．查德威克事后说：“先进的科学知识通常是很多人劳动的成果．”2．原子核的组成．中子发现后，原子核是由质子和中子组成的看法很快得到了公认．质子和中子统称为核子，质子带一个单位正电荷，质量数为1；中子不带电，质量数也是1．在核中：电荷数=质子数=核外电子数．质量数=质子数+中子数．14，所以中子数为14-7=7，则氮核是由7个质子和7个中子组成的．同位素：具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素．如在天然放射现象中，放射出的三种射线：α粒子是氦核，它是由2个质子和2个中子结合在一起从核中发射出来的，其核反应方程式为β粒子是电子，这是由中子转化为质子和电子，其核反应方程式为γ射线是由光子组成，后面会讲到．(三)课堂小结1．在原子核由质子组成的说法遇到困难时，卢瑟福预言：原子核中可能存在着与质子质量差不多的不带电粒子，称为中子．2．查德威克通过对许多实验的分析，并运用动量守恒和能量守恒的规律，测量并计算出被一些人误认为γ射线的粒子的电性和质量，从而发现了质量与质子差不多，不带电的中性粒子——中子．3．原子核是由质子和中子组成的．它的电荷数等于质子数，它的质量数等于质子数加中子数．4．了解同位素的意义．知道天然放射现象中α粒子和β粒子的形成及核反应方程式．(四)复习提问2．一个中子以速度v0与一静止的原子核作正面弹性碰撞，原子核的质量为A，则该原子核得到的能量E2与中子的起始能量E0之比为(1)证明上述关系式．根据弹性碰撞的规律可列出动量守恒和动能守恒的方程：若中子质量为m0．原子核质量为mA=Am0．(1)m0v0=m0v′+mAv，(1)(2)因为A=12，则可求。
第1节原子核的组成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。
3．会利用带电粒子在电磁场中的偏转判断射线的电性及种类。
一、天然放射现象1．天然放射现象的发现1896年，法国物理学家□01贝可勒尔发现，铀和含铀的矿物能发出看不见的射线，这种射线可使被黑纸包裹的照相底版□02感光。
2．放射性和放射性元素(1)放射性：物质□03发射射线的性质。
(2)放射性元素：具有□04放射性的元素。
(3)原子序数大于或等于83的元素，都是□05放射性元素，原子序数小于83的元素有的也具有放射性。
3．天然放射性元素能□06自发地发出射线的放射性元素。
二、射线到底是什么1．三种射线在射线经过的空间施加磁场，射线分成三束，其中两束在磁场中向不同的方□01带电粒子流，另一束在磁场中□02不偏转，说明这一束不带电，这三束射线分别叫做α射线、β射线、γ射线。
2．三种射线的比较三、原子核的组成1．质子的发现卢瑟福用□01α粒子轰击氮原子核，发现了质子，质子就是氢原子核。
2．中子的发现卢瑟福的学生□02查德威克通过实验证实了中子的存在。
3．原子核的组成原子核由□03质子和中子组成，质子和中子统称为□04核子。
4．原子核的电荷数原子核所带的电荷量总是质子电荷的□05整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的□06电荷数。
5．原子核的质量数原子核中质子和中子的总数目叫做原子核的□07质量数。
6．原子核的符号AX，其中X表示元素的符号，A表示核的□08质量数，Z表示核的□09电荷数。
Z7．同位素具有相同□10质子数而□11中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为□12同位素。
判一判(1)α粒子其实是高速氦原子核。
()(2)温度越高，放射性元素发出射线越强。
()(3)原子核的电荷数就是电荷量。
()(4)天然放射现象说明原子核是可以再分的。
()(5)α射线、β射线、γ射线都属于电磁波。
第十九章原子核1原子核的组成一、天然放射现象1．贝可勒尔的发现铀和含铀的矿物都能发出一种看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光．物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素．2．玛丽·居里和皮埃尔·居里夫妇的发现他们发现了两种放射性更强的元素，为了纪念她的国家波兰，一种元素命名为钋(Po)，另一种元素命名为镭(Ra)．3．天然放射现象自然界中原子序数大于或等于83的元素都能自发地放出射线，这种能自发地发出射线的现象叫做天然放射现象．二、射线的本质1．三种射线在射线经过的空间施加磁场，射线分成三束，其中两束在磁场中向不同的方向偏转，说明这两束是带电粒子流，另一束在磁场中不偏转，说明这一束不带电，这三束射线分别叫做α射线、β射线、γ射线．2．三种射线的比较若在射线经过的空间施加电场(方向与射线的出射方向垂直)，射线能分成三束吗？提示：能分成三束，三种射线的带电情况各不相同，它们在电场中受力情况不同，故可偏转为三束．三、原子核的组成1．质子的发现卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，质子的实质是氢原子核．2．中子的发现卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了中子的存在．3．原子核的组成原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．4．原子核的电荷数原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，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．5．原子核的质量数质子和中子的总数目叫做原子核的质量数．6．原子核的符号AX，其中X表示元素的符号，A表示核的质量数，Z表示核的电荷数．Z7．同位素具有相同质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素．原子核(除氢核外)只是由带电粒子组成的吗？提示：原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的．考点一对三种射线的分析与判断①如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响.也就是说，放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关.原子核不是组成物质的最小微粒，原子核也存在着一定结构.②β射线的电子是从原子核中放出来的，并不是从原子核外的电子中放出来的.【例1】 在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源，从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示．在与射线源距离为H 高处，水平放置两张叠放着的、涂药面向下的印相纸(比一般纸厚且涂有感光材料的纸)，经射线照射一段时间后把两张印相纸显影．(1)上面的印相纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？(2)下面的印相纸显出三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比．(3)若在此空间再加上垂直于纸面向里的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？(已知：m α＝4 u ，m β＝11 840 u ，v α＝c10，v β≈c )据三种射线的穿透能力―→判断印相纸上的暗斑数据射线的偏转方向―→判断射线的种类 α、β射线不偏转――→说明两种射线受到的电场力、洛伦兹力相等―→可列式求出B α/B β【答案】 (1)两个，β、γ射线 (2)5184 (3)101【解析】 (1)两个暗斑，分别是β、γ射线的痕迹，因这两种射线穿透性强． (2)由H ＝v t ，s ＝12at 2，a ＝qE m ，所以s αs β＝5184. (3)要使射线不偏转，qB v ＝qE ，所以B αB β＝v βv α＝101.总结提能判断三种射线性质的方法(1)射线的电性：α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α、β是实物粒子，而γ射线是光子流，它是波长很短的电磁波．(2)射线的偏转：在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断α和β射线偏转方向，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线．(3)射线的穿透能力：α粒子穿透能力较弱，β粒子穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离作用相反．放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是(B)A．α射线，β射线，γ射线B．γ射线，β射线，α射线C．γ射线，α射线，β射线D．β射线，α射线，γ射线解析：由三种射线的性质可以知道，α射线的贯穿本领最弱，而γ射线的贯穿本领最强．考点二原子核的组成1．原子核的组成(1)概述原子核是由质子、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一定相同．(2)基本关系：核电荷数＝质子数＝元素的原子序数＝核外电子数．质量数＝核子数＝质子数＋中子数．2．对核子数、电荷数、质量数的理解(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数．(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，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质子和中子的质量的总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数．【例2】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)镭核所带的电荷量是多少？(3)若镭原子呈中性，它的核外有几个电子？(4)228 88Ra 是镭的一种同位素，让226 88Ra 和228 88Ra 以相同速度垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？1．原子核的电荷数与核外电子数有何关系？2．原子核的质量数与其质子数、中子数具有怎样的关系？3．互为同位素的两种原子核，它们的质量数、核电荷数、中子数，相同的是哪个？ 【答案】 (1)88 138 (2)1.408×10－17C (3)88(4)113114【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)镭核所带的电荷量： Q ＝Ze ＝88×1.6×10－19C ＝1.408×10－17C.(3)核外电子数等于核电荷数等于质子数，故核外电子数为88.(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有q v B ＝m v 2r ，r ＝m vqB ，因为两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故r 226r 228＝226228＝113114. 总结提能 此处易把核电荷数与原子核所带的电荷量相混淆，而将核电荷数误认为带电荷量导致错解．卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据是( C ) A ．电子数与质子数相等B ．原子核的质量大约是质子质量的整数倍C ．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些D ．质子和中子的质量几乎相等解析：卢瑟福发现中子后，设想原子核只由质子组成，但核电荷数只是质量数的一半或少一些，这与假设相矛盾，因此他又设想原子核内除质子外还有不带电的中子存在，所以选项C 正确．重难疑点辨析 三种射线的分析与比较三种射线的比较如下表【典例】有三种射线，射线a很容易穿透黑纸，速度接近光速；射线b可穿透几十厘米厚的混凝土，能量很高；用射线c照射带电的导体，可使电荷很快消失．则下列判断中正确的是()A．a是α射线，b是β射线，c是γ射线B．a是β射线，b是γ射线，c是α射线C．a是γ射线，b是α射线，c是β射线D．a是γ射线，b是β射线，c是α射线【解析】由题意知，射线a贯穿能力较强，速度接近光速，故是β射线；射线b贯穿能力很强且能量高，是γ射线；射线c很容易使空气电离，从而将导体上的电荷中和，是α射线．【答案】 B要注意从本质、贯穿本领、电离本领三个方面重点把握三种射线的性质．类题试解将一计数器放在实验桌上，打开开关，在连续3 min内，计数器的示数是每分钟11、9和16.将一放射源放在计数器附近，在连续3 min内，计数器的示数变为每分钟1 310、1 270和1 296.现将一块厚纸板放在放射源和计数器之间，示数降为每分钟1 250、1 242和1 236；将一块厚为2 mm的铅板代替厚纸板，示数降为每分钟13、12和11.问：(1)为什么没有放射源时，计数器会有示数？(2)根据上述实验数据，确定该射线是何种射线？为什么？【解析】α、β、γ三种射线中，贯穿本领依次增强，厚纸板放在放射源和计数器之间，计数器示数无明显变化，说明无贯穿本领最小的α射线，以2 mm的铅板遮挡，计数器示数明显减小，说明无贯穿本领最强的γ射线，综上所述，该射线是β射线．【答案】(1)空气中有微量的射线(2)β射线，由穿透能力来判断1．(多选)下列哪些现象能说明射线来自原子核(BC)A．三种射线的能量都很高B．放射线的强度不受温度、外界压强等物理条件的影响C．元素的放射性与所处的化学状态(单质、化合态)无关D．α射线、β射线都是带电的粒子流解析：能说明放射线来自原子核的证据是，元素的放射性与其所处的化学状态和受到的物理条件无关，B、C正确．2．天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知(D)A．②来自于原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用较强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子解析：三种射线均来自于原子核内，A错误；从图中可看出，一张纸能挡住①射线，则①射线一定是α射线，其贯穿本领最差，电离能力最强，但不是电磁波，而是高速粒子流，B 错误；铝板能挡住②，而不能挡住③，说明③一定是γ射线，其电离能力最弱，贯穿本领最强，是一种电磁波，属于原子核内以能量形式释放出来的以光速运行的高能光子，D正确．3．若用x代表一个中性原子的核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对234 90Th的原子来说(B)A．x＝90，y＝90，z＝234B．x＝90，y＝90，z＝144C．x＝144，y＝144，z＝90D．x＝234，y＝234，z＝324解析：在234 90Th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝90；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，z＝234－90＝144，所以B选项正确．4．以下说法正确的是(D)A.222 86Rn为氡核，由此可知，氡核的质量数为86，氡核的质子数为222B.94Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4C．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解析：A项氡核的质量数为222，质子数为86，所以A错误；B项铍核的质子数为4，中子数为5，所以B错误；由于同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，因而C 错误，D正确．5．如图所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(其方向如图所示)，调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在胶片MN上只有两个点受到射线照射．则射到b点的是α或β射线．解析：γ射线不发生偏转，只能射到a点．α粒子受向右的电场力和向左的洛伦兹力，若qαE＝qαvαB，则α粒子不偏转，射到a点，此时E＝vαB，β粒子受向左的电场力qβE和向右的洛伦兹力qβvβB，又有vβ>vα，得qβvβB>qβE，故β粒子向右偏转射到b点；若qβE＝qβvβB，则β粒子不偏转，但α粒子，qαE>qαvαB，合力向右，α粒子向右偏转射到b点，故射到b点的是α射线或β射线．。
