第十九章第一节原子核的组成

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10－10 m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(49Be)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A 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。

高中物理人教版选修3-5 第十九章原子核 1.原子核的组成选择题人类认识原子核的复杂结构并进行研究从(? )A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的【答案】D【解析】自从贝可勒尔发现天然放射现象，科学家对放射性元素及射线的组成、产生的原因等进行了大量研究，逐步认识到原子核的复杂结构，故D正确，A、B、C错误。

选择题关于质子与中子，下列说法错误的是(? )A．原子核由质子和中子构成B．质子和中子统称为核子C．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在D．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在【答案】D【解析】原子核内存在质子和中子，中子和质子统称为核子，卢瑟福只发现了质子，以后又预言了中子的存在。

选择题如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是(? )A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线【答案】C【解析】α带正电，β带负电，γ不带电，γ射线在磁场中一定不偏转，②⑤为γ射线；如左图所示的电场中，α射线向右偏，β射线向左偏，①为β射线，③为α射线；在如右图所示磁场中，由左手定则判断，α射线向左偏，β射线向右偏，即④为α射线，⑥为β射线，故正确选项是C。

选择题原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是(? )A．原子核中，有质子、中子，还有α粒子B．原子核中，有质子、中子，还有β粒子C．原子核中，有质子、中子，还有γ粒子D．原子核中，只有质子和中子【答案】D【解析】在放射性元素的原子核中，2个质子和2个中子结合得较紧密，有时作为一个整体放出，这就是α粒子的来源．说到底它仍是由质子和中子组成的，不能据此认为它是原子核的组成部分．原子核里是没有电子的，但中子可以转化成质子，并向核外释放一个电子，这就是β粒子．原子核发生衰变后处于高能级，在回到低能级时多余的能量以γ粒子的形式辐射出来，形成γ射线．故原子核里也没有γ粒子．选择题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(? )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【答案】D【解析】衰变的射线均来自于核内，A错；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；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对．选择题一个原来静止的原子核，辐射出α粒子，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下图中哪一个(下图中半径大小没有按比例画)(? )【答案】D【解析】由于发生的是α衰变，产生物是两个带正电的粒子，根据动量守恒Mv1＋mvα＝0知这两个新核的运动方向相反，受到的洛伦兹力方向相反，即轨迹应该是外切圆，再利用左手定则，判断洛伦兹力方向，可知选项D是正确的．选择题如图所示，某种元素的不同同位素的原子核内的中子数N与原子核质量数A的关系是(? )【答案】C【解析】元素的不同同位素的原子核内质子数是一定的，只是中子数不同，设质子数为Q，则N＋Q＝A，故N＝AQ，Q是定值，故选C.选择题一个原子核为，关于这个原子核，下列说法中正确的是(? ) A．核外有83个电子，核内有127个质子B．核外有83个电子，核内有83个质子C．核内有83个质子，127个中子D．核内有210个核子【答案】CD【解析】根据原子核的表示方法得质子数为83，质量数为210，故中子数为21083＝127个，而质子和中子统称核子，故核子数为210个，因此C、D项正确．由于不知道原子的电性，就不能判断核外电子数，故A、B项不正确．填空题一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．【答案】γβ【解析】在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强；β射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为γ射线，b射线应为β射线．填空题现在，科学家正在设法探寻“反物质”。

原子核的组成与放射性衰变一、原子核的组成1.质子：带正电荷的基本粒子，质量约为1个原子质量单位。

2.中子：不带电的基本粒子，质量约为1个原子质量单位。

3.原子核：由质子和中子组成，是原子的中心部分，负责维持原子的稳定性。

二、放射性衰变1.放射性衰变：原子核自发地放出射线（α、β、γ射线）而转变为其他元素的过程。

2.α衰变：原子核放出一个α粒子（即氦核，由2个质子和2个中子组成），质量数减少4，原子序数减少2。

3.β衰变：原子核中的一个中子转变为一个质子，并放出一个电子（β粒子），质量数不变，原子序数增加1。

4.γ衰变：原子核在α衰变或β衰变后，为了达到更稳定的能量状态，放出γ射线。

γ射线是一种电磁辐射，不带电荷，能量较高。

5.半衰期：放射性物质衰变到其原子核数量的一半所需的时间。

6.不同放射性元素的半衰期不同，具有一定的规律性。

7.半衰期可用于估算地质年代、生物年代等。

四、放射性应用1.核电站：利用铀等放射性元素进行核裂变，产生大量能量，用于发电。

2.医学：放射性同位素可用于癌症治疗、放射性示踪等。

3.地质勘探：放射性元素分布规律可用于判断地层结构、寻找矿产资源。

4.生物示踪：放射性同位素可用于研究生物体内的物质代谢过程。

5.核反应：原子核之间的相互作用过程，包括核裂变和核聚变。

6.核裂变：重核分裂成两个质量较小的核，同时释放大量能量。

7.核聚变：两个轻核结合成一个质量较大的核，同时释放大量能量。

8.核安全：确保核设施和核活动安全可靠，防止核事故和核泄漏的发生。

9.核废料处理：妥善处理核电站产生的放射性废料，防止对环境和人类造成危害。

10.核扩散：防止核武器和核技术的扩散，维护世界和平与安全。

综上所述，原子核的组成与放射性衰变是物理学中的重要知识点，涉及原子结构、核反应、核安全等方面。

了解这些知识点有助于我们更好地认识和利用核能，并为今后的科学研究和工程技术打下坚实基础。

习题及方法：1.习题：原子核由几种基本粒子组成？方法：回顾原子核的组成知识点，质子和中子是组成原子核的基本粒子。

第十九章 原子核19.1 原子核的组成【学习目标】1．知道天然放射性及其规律。

2．知道三种射线的本质。

3．知道原子核的组成，掌握原子序数、核电荷数、质量数之间的关系。

【重点难点】三种射线,原子核的组成。

一.课前预习 自主学习(一) 阅读教材,结合所学知识,完成下列填空题1.物质发射________的性质称为放射性，具有放射性的元素称为________。

原子序数大于或等于________的元素，都具有放射性，原子序数________的元素，有的也能放出射线。

放射性元素自发地发出射线的现象，叫做_______现象。

2．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，一种命名为__________、另一种为纪念她的祖国波兰命名为 .3.α射线是高速粒子流，实际上是________原子核，其________能力最弱，________最强；β射线是________，它的速度最大；γ射线是能量很高的________，波长极短，它的________最强，________最小。

4．卢瑟福用α粒子轰击________原子核，发现了质子，质子用________表示；________发现了中子，中子用符号________表示。

5．原子核常用符号________表示，其中X 为________符号，上角表A 表示核的________，下角标Z 表示核的________。

6．具有相同________数而________数不同的原子核，互称为同位素。

氢的三种同位素，分别是氕(________)、氘(________)、氚(________)。

(二) 完成下列习题,自我检测预习情况. 1．天然放射现象揭示了 ( )A ．原子不可再分B ．原子的核式结构C ．原子核还可以再分D ．原子核由质子和中子组成 2．下列关于三种射线的说法正确的是 ( )A ．α射线就是α粒子流B ．β 射线就是高速中子流C ．β射线就是高速电子流D ．γ 射线就是光子二.合作探究 ,讨论交流 【探究一】射线是什么?【探究二】原子核由哪些物质组成【例题1】放射性元素放出的射线，在电场中分成A 、B 、C 三束，如图，其中( ) A ．B 为比X 射线波长更长的光子流 B ．C 为氦核组成的粒子流 C ．B 为比X 射线波长更短的光子流 D ．A 为高速电子组成的电子流【练习1】将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场中，下列射线偏转情况中正确的是 ( )【练习2】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。

原子核的组成和结构原子核是原子的中心部分。

它包含带有正电荷的质子和没有电荷的中性粒子——中子。

原子核是原子的能级结构和行为的重要组成部分。

了解原子核的组成和结构对于理解化学和物理学基础是非常重要的。

一、原子核的发现原子核的探索开始于1896年。

当时，法国物理学家亨利·贝克勒尔（Henri Becquerel）在研究射线时发现了放射性现象。

他发现铀晶体放射出一种射线，这种射线可以穿过一些物质并使他们发光。

几年后，在这个领域工作的人们发现了放射性核素的概念，这些元素以放射性方式分解。

放射性现象的研究推动了放射性粒子的发现。

玛丽·居里和皮埃尔·居里夫妇最初研究射线的时候，认为它们是原子中的一部分，但很快发现这些粒子比原子小。

他们发现了三种辐射：α粒子、β粒子和伽马射线。

这三种粒子中，α粒子在实验中有最强的影响力。

因此，物理学家认为他们可能是原子核的组成成分。

在1911年，欧内斯特·卢瑟福进行了一项著名的实验，他发现α粒子受到原子核的强力反弹，证明了这个想法。

二、原子核的组成原子核由质子和中子组成。

质子和中子是一种称为核子的粒子。

质子带有正电荷，中子是电中性的。

当数量相等的质子和中子结合起来时，它们形成了原子核。

原子核的构成物是质子和中子，它们对核的特性和反应起了很大作用。

一个原子核的质子数量也被称为原子序数，通常用一个字母“Z”代表。

原子核的中子数量被称为中子数，它通常用一个字母“N”代表。

因此，原子核的总数（即质子和中子的总和）通常表示为“Z＋N”。

三、原子核的结构原子核的结构是非常有序的。

质子和中子排列成一定的模式，这些模式对原子核的稳定性具有重要意义。

核外的电子决定原子的化学特性。

在原子成分的透明条件下，两种或三种不同的原子可能有相同的化学特性。

因此，原子核中的化学性质是很清楚的但并不是很重要的。

然而，核的结构对原子的物理性质和行为起到了重要的作用。

一些重要的概念，用于解释核的结构，包括：1、质子互斥原理：对于结果i≠j的两个质子，在核能量给定的条件下，它们之间总是存在排斥力，使得势能有始有终。

原子结构原子核的组成
原子是构成物质的基本单位，由带正电荷的原子核和带负电荷的电子云组成。

原子核位于原子的中心，是原子的重要组成部分。

原子核的组成
原子核由质子和中子构成。

质子是带正电的粒子，中子则是不带电的粒子。

质子和中子都是由夸克构成的，质子由两个上夸克和一个下夸克组成，中子则由两个下夸克和一个上夸克组成。

夸克是一种基本粒子，是构成质子和中子的基本组成部分。

原子核的质量
原子核的质量主要由质子和中子的质量之和决定。

质子和中子的质量几乎相等，都约为1.67×10^-27千克。

因此，原子核的质量主要由质子和中子的数量决定。

原子核的电荷
原子核带有正电荷，其大小等于其中质子数的数量。

因为原子中电子的数目等于质子数，所以原子是电中性的。

例如，氢原子只有一个质子和一个电子，因此氢原子是电中性的。

而氦原子有两个质子和两个电子，因此氦原子的电荷为+2。

原子核的大小
原子核的大小约为10^-15米，即1个飞米。

原子核的大小与原子核的质量和电荷数有关。

原子核的大小与原子的大小相比非常小，原子的大小约为10^-10米。

因此，原子核的体积约为原子的1/10万亿。

总结
原子核是原子的重要组成部分，由质子和中子构成。

原子核带有正电荷，大小约为10^-15米。

原子核的质量主要由其中质子和中子的数量决定，而电荷大小与其中质子数的数量相同。

了解原子核的组成和性质，有助于我们更好地理解物质的本质。

第十九章原子核新课标要求1．内容标准（1）知道原子核的组成。

知道放射性和原子核的衰变。

会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。

（2）了解放射性同位素的应用。

知道射线的危害和防护。

例1 了解放射性在医学和农业中的应用。

例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。

（3）知道核力的性质。

能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。

会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。

（4）认识原子核的结合能。

知道裂变反应和聚变反应。

关注受控聚变反应研究的进展。

（5）知道链式反应的发生条件。

了解裂变反应堆的工作原理。

了解常用裂变反应堆的类型。

知道核电站的工作模式。

（6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。

例3 思考核能开发带来的社会问题。

（7）初步了解恒星的演化。

初步了解粒子物理学的基础知识。

例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。

2．活动建议：（1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。

（2）观看有关核能利用的录像片。

（3）举办有关核能利用的科普讲座。

新课程学习19．1 原子核的组成★新课标要求（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。

★教学重点天然放射现象及其规律，原子核的组成。

★教学难点知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。

★教学方法教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程（一）引入新课教师：本节课我们来学习新的一章：原子核。

本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。