《天然放射现象 原子结构》导学案1

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
卢瑟福的学生通过实验证实了中子的存在．
3．原子核的组成
原子核由组成，质子和中子统称为。

4．原子核的电荷数
原子核所带的电荷量总是质子电荷的倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的5．原子核的质量数
质子和中子的总数目叫做原子核的
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问题1.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
问题2.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
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
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
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？。

天然放射现象一、教学目标1．在物理知识方面的要求．(1)理解什么是“天然放射现象”，掌握天然放射线的性质；(2)掌握原子核衰变规律，理解半衰期概念；(3)结合天然放射线的探测问题，提高学生综合运用物理知识的能力．2．在复习过程中，适当介绍天然放射性的发现过程，以及有关科学家的事绩，对学生进行科学道德与唯物史观的教育．二、重点、难点分析1．重点．(1)衰变规律；(2)用电场和磁场探测天然射线的基本方法．2．难点：用力学和电学知识如何分析天然射线的性质．三、主要教学过程(一)引入新课回顾法国物理学家贝克勒耳发现天然放射现象的经历，以及贝克勒耳为了试验放射线的性质，用试管装入含铀矿物插在上衣口袋中被射线灼伤、早期核物理学家多死于白血病(放射病)的故事．(二)教学过程设计天然放射性．1．天然放射现象：某种物质自发地放射出看不见的射线的现象．2．原子核的衰变：某种元素原子核自发地放出射线粒子后，转变成新的元素原子核的现象．3．天然放射线的性质．(见下页表)说明电离本领和贯穿本领之间的关系：α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能力最弱而贯穿本领最强．4．衰变规律．(1)遵从规律：质量数守恒(说明与“质量守恒定律”之区别)；电荷数守恒；动量守恒；能量守恒．说明：γ衰变是原子核受激发产生的，一般是伴随α衰变或β衰变进行的，即衰变模式是：α+γ，β+γ，没有α+β+γ这种模式！(3)半衰期：放射性原子核衰变掉一半所用时间．说明：某种原子核的半衰期与物理环境和化学环境无关，是核素自身性质的反映．例1平衡下列衰变方程：分析：因为α衰变改变原子核的质量数而β衰变不能，所以应先从判断α衰变次数入手：每经过1次α衰变，原子核失去2个基本电荷，那么，钍核经过6次α衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了β衰变次数：答案：6，4．中放出的能量都转化为α粒子和氧核的动能．(1)α粒子与氡核的动能之比；(2)若α粒子与氡核的运动方向与匀强磁场的磁感线垂直，画出轨迹示意图，并计算轨道半径之比．解：(1)衰变时动量守恒：0=mαvα+M Rn V Rn，(2)若它们在匀强磁场中，运动方向与磁感线垂直，轨道半径但衰变时射出的α粒子与反冲核(Rn)都带正电荷，且动量大小相等，则它们在匀强磁场做圆周运动的轨迹是一对外切圆(图1)，轨道半径和粒子电量成反比：例4 一束天然放射线沿垂直电力线的方向从中间进入到两块平行带电金属板M、N之间的匀强电场中，试问：(1)射线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各是哪种射线？(2)M、N各带何种电荷？提示：参考天然放射线的性质．解：γ射线不带电，所以是Ⅱ(直线)．设带电粒子打到金属板上的位置为x，偏转的距离都是d/2，根据公式代入上式，得比值所以Ⅰ为α射线，Ⅲ为β射线，M带负电．。

第一章原子结构与性质第1节原子结构（第1课时）活动1：角色扮演：结合章图（第2 至3页）及预习查阅的相关资料，各小组以科学家代表身份阐明观点：活动2：聚焦玻尔原子模型，认识能层、能级的表示方法阅读书本第4至5页，讨论完成下列问题：1.不同的能层用什么符号表示？每个能层最多容纳多少电子，与能层的序数(n)间存在什么关系？2.不同的能级用什么符号表示？每个能层分别有多少个能级，与能层的序数(n)间存在什么关系？3.每个能级最多容纳多少电子？各不同能层中，符号相同的能级中所能容纳的最多电子数是否相同？活动3：聚焦玻尔原子模型，认识能层、能级的能量阅读书本第4至5页，结合PPT展示的相关内容，讨论完成下列问题并在坐标系中完成能层、能级排布图（在小黑板上利用模型完成）：1.如何比较同一能层中,不同能级的能量大小?2.如何比较不同能层中同一能级的能量大小?1.比较下列多电子原子中不同能级的能量高低。

(1)1s,3d(2)3s,3d,3p(3)2p,3p,4p2．下列能级表示正确(实际存在的)且最多容纳的电子数按由少到多的顺序排列的是( )。

A.1s、2p、3dB.1s、2s、3sC.2s、2p、2dD.3p、3d、3f1.宇宙中含量最多的元素是( )。

A.HB.HeC.LiD.O2.下列说法中,不符合现代大爆炸宇宙学理论的是( )。

A.我们所在的宇宙诞生于一次大爆炸B.恒星正在不断地合成自然界中没有的新元素C.氢、氦等轻核元素是宇宙中天然元素之母D.宇宙的所有原子中,最多的是氢元素的原子3.符号为N的能层最多能容纳的电子数为( )。

A.18B.32C.50D.724.下列各能层中,含有f能级的是( )。

A.N能层B.M能层C.L能层D.K能层5.下列各组多电子原子的能级能量高低比较中不正确的是( )。

A.2p>3pB.4s>2sC.4p<4fD.4d>3d6.下列说法正确的是( )。

教案示例一、教学目标1．在物理知识方面要求．（1）了解天然放射现象，知道天然放射现象的实质是核的衰变．（2）知道三种射线的特性，了解如何判断三种射线所带电性．（3）知道α衰变和β衰变．（4）了解半衰期的概念．2．掌握α衰变和β衰变的规律，引导学生运用质量数守恒和电荷数守恒的规律正确地写出核反应方程式．3．使学生了解天然放射现象说明原子核还有进一步的结构，它打开了人们认识原子核内部世界的大门，揭开了原子核物理的新篇章．二、重点、难点分析1．重点是使学生了解天然放射现象和它的实质，知道天然放射现象中放射出三种射线的特性．2．正确了解半衰期的概念是本节的难点．三、教具1．分析判断三种射线带电性的实验．2．列表总结三种射性的特性．投影幻灯、投影片．四、主要教学过程（一）引入新课复习提问：1．上章原子结构中，主要知识有哪些？2．卢瑟福的原子核式结构模型的内容是什么？从原子结构的学习我们已明确原子不是不可再分的，它是由原子核和电子组成的．通过卢瑟福的α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型．学习玻尔原子理论，我们知道了原子处于一系列可能的能量状态．而原子核是否可以再分，其内部结构如何是本章要学习的问题．在20世纪头10年卢瑟福提出原子核式模型时，人们很快意识到19世纪末科学家们发现的天然放射现象已经为人们打开了认识原子核内部世界的大门．（二）教学过程设计1．天然放射现象．1895年发现X射线后，法国科学家贝克勒耳在研究X射线与可见光的联系时，将硫酸铀钾晶体与照相底片放在一起，他惊奇的发现：未经阳光照射的铀盐也能使底片感光．后来他又做了一系列有关实验，1896年贝克勒耳宣布，铀和含铀的矿物能发出某种看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光．物质发射这种射线的性质，叫做放射性．具有放射性的元素，叫做放射性元素．在贝克勒耳的建议下，居里夫妇对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，并发现了两种放射性更强的新元素，即钋（Po）和镭（Ra）．其中“钋”是居里夫人为了纪念她的祖国波兰而命名的．许多元素都有放射性，原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性．这种能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象．由于发现放射性现象和对放射现象的研究，1903年贝克勒耳和居里夫妇一起获得诺贝尔物理学奖．2．三种射线．放射线元素放出的射线到底是什么呢？科学家在铅块窄孔的底上，放有放射性样品，孔的对面放着照相底片，没有电场时，底片显影后，正对窄孔有一个暗斑．在底片与铅块间加一电场，显影后底片上出现三个暗斑，带有正电的射线偏转较小，称为α射线，带负电的射线偏转较大，称为β射线，不发生偏转的射线不带电，称为γ射线．科学家进一步研究了三种射线的成分和性质，如图中表格所列（用投影幻灯打出）．薄铝箔或一张薄纸就能将它挡住，但有很强的电离作用，很容易使空气电离．β射线是高速电子流，速度可达0.9倍光速，贯穿本领很大，能穿透几毫米厚的铝板，但电离能力较弱．γ射线是波长极短的电磁波，贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离能力最小．三种射线都是从原子核中放射出来的，当放射性物质衰变时，有时放射α射线，有时放射β射线，同时伴有γ射线，因此在射线中同时有α、β、γ三种射线．放射线的发现揭示了原子核结构的复杂性，促使人们对它做进一步的研究．3．放射性元素的衰变．衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变．衰变过程遵守的原则：电荷数和质量数都守恒．原子核符号：X M Z 代表一个原子核符号，其中X 为元素符号，如铀是U ，氧为O ；下标Z 为电荷数，即核带的电量数，也是此元素的原子序数，如U 为92，氧为8；上标M 为质量数如U238为238，氧16为O16．即可用： 23892U 和168O 来表示。