人教课标版高中物理选修3-5：《原子核的组成》教案-新版

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。

一、原子核的组成质子，中子二、原子核的表示质量数、电荷数三、原子核的结合核力：强大，短程，电荷无关四、原子核的变化核反应：质量数、电荷数守恒授课题目 3.1 原子核的组成与核力核反应第 1 课时授课时间年月日星期教学目标知识与技能1．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。

2. 能用原子核的表示方法来表示不同的原子核，记住质子和中子的表示方法。

3. 了解核力的概念，知道核力是强相互作用力。

4. 理解核反应中质量数守恒和电荷数守恒，并且能根据这两条守恒律补全核反应方程式。

过程与方法1. 通过探究核力的存在，培养学生的推理能力。

2. 通过了解质子和中子的发现过程，体会探索未知世界的方法。

情感态度与价值观1. 通过了解核力的成因现在还在探索之中，激发学生的探索热情。

2. 通过学习核反应中质量数和电荷数守恒，体会守恒律的普遍性。

教学重点原子核的组成，核反应方程式的书写教学难点探究核力的存在，理解为什么原子核要有中子来维持核的稳定教学方法讲授法，练习法教学手段多媒体教学设备，ppt板书或板图设计3.1原子核的组成与核力核反应“附中教师要做教育家，不要当教书匠。

”——陈元晖教学过程环节检测内容检测结果及补救措施针对教学重难点的当堂检测反馈教学反思“一课一得、逐点反馈、跟踪纠偏、即时跟进”——探索东师附中朝阳学校“优效”教学模式教学过程环节教师活动学生活动1.引入【提问】何谓玻尔的原子模型？玻尔原子模型建立后，科学家开始思考原子核是否能够再分？这节课我们学习原子核由什么组成，这些成分如何结合在一起，以及原子核如何发生变化？2. 原子核的组成1. 质子，中子，核子的概念质子由卢瑟福发现，他用α粒子轰击氮原子核，发现了氢原子核，即质子。

中子由查德威克（卢瑟福的学生）发现，他用α粒子轰击轻金属铍，然后用得到的射线轰击石蜡，打出了质子。

发现这种射线是一种中性粒子流。

质子和中子统称为核子3. 原子核的表示方法1. 原子核的表示主要由三部分组成：化学元素符号，核质量数（即核子数，位于左上角角标），核电荷数（即质子数，位于左下角角标）。

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。

3.1《原子核的组成与核力》教案新课标要求1、知识与技能（1）知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。

2、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。

3、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：原子核的组成。

教学难点：如何利用磁场区分质子与中子教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备1、原子核的组成提问：质子：由谁发现的？怎样发现的？ 中子：发现的原因是什么？由谁发现的？（卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现质子。

查德威克发现中子。

发现原因：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子）小结：①质子(proton)带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，271.672623110p m kg -=⨯中子(nucleon)不带电，271.674928610n m kg -=⨯②数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。

提问：③原子核的电荷数是不是电荷量？④原子荷的质量数是不是质量？ 提示：③不是，原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。

④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。

小结：③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数⑤ 符号A Z X 表示原子核，X ：元素符号；A ：核的质量数；Z ：核电荷数 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？（核子数是235，质子数是92，中子数是143）2、同位素(isotope)（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。

（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。

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，让我们走进微观世界,一起探索其中的奥秘！我们已经知道,原子由什么微粒组成啊？学生回答：原子由原子核与核外电子组成，点评：由原来的知识引入新课,对新的一章有一个大致的了解，教师：那原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？学生思考讨论，点评：带着问题学习,激发学习热情教师：人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律,是从发现天然放射现象开始的，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82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，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,回答问题以及实验方案，①射线分成三束,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,说明其中的两束射线是带电粒子，②根据左手定则,可以判断α射线是正电荷,β射线是负电荷，③带电粒子在电场中要受电场力作用,可以加一偏转电场,也能判断三种射线的带电性质,如图点评：给出实验现象,设置问题情境,引导学生自己得出结论,培养学生的观察,分析,探究的能力，培养学生合作式学习的能力用多种方案解决一个问题有利于培养学生的扩散散性思维，教师：我们已经研究了这三种射线的带电性质,那么这些射线还有哪些性质呢？请同学们阅读课文后填写表格，学生看书,进行总结，点评：培养学生自学,总结的能力，教师：（帮助小结）①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的,跟原子所处的物理或化学状态无关，不管该元素是以单质的形式存在,还是和其他元素形成化合物,或者对它施加压力,或者升高它的温度,它都具有放射性，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,这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能,原子核内也有其复杂的结构，学生对照表格,理解书本知识，点评：通过对照表格,可以让学生更好的掌握规律性质，3．原子核的组成 教师提问：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？学生看书,然后回答问题①卢瑟福用α粒子轰击氮核,发现质子，②查德威克发现中子，发现原因：如果原子核中只有质子,那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比,但实际却是,绝大多数情况是前者的比值大些,卢瑟福猜想核内还有另一种粒子，教师：（帮助小结）①质子(proton)带正电荷,电荷量与一个电子所带电荷量相等,271.672623110p m kg -=⨯中子(nucleon)不带电,271.674928610n m kg -=⨯②数据显示：质子和中子的质量十分接近,统称为核子,组成原子核，点评：加强学生对书本知识的理解能力,以及语言概括能力，教师：提问：③原子核的电荷数是不是电荷量？④原子荷的质量数是不是质量？学生看书,然后回答问题：③不是,原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍,那这个倍数就叫做原子核的电荷数，④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,那这个倍数叫做原子核的质量数， 点评：加强学生对书本知识的理解能力,以及语言概括能力，小结：③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数⑤ 符号A Z X 表示原子核,X ：元素符号；A ：核的质量数；Z ：核电荷数教师：给出思考与讨论题，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？学生回答：核子数是235,质子数是92,中子数是143，点评：学生回答调动他们学习的积极性，4．同位素(isotope)（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子,在元素周期表中处于同一位置,因而互称同位素，（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目,也决定了电子在核外的分布情况,进而决定了这种元素的化学性质,因而同种元素的同位素具有相同的化学性质，学生一边听,一边看书，提问：列举一些元素的同位素？学生回答： 氢有三种同位素：氕（通常所说的氢）,氘（也叫重氢）,氚（也叫超重氢）,符号分别是：123111,,H H H ，碳有两种同位素,符号分别是121466,C C ， 点评：举例说明同位素的性质,加深对这一概念的理解，例：下列说法正确的是（ ）A ．β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 ．α粒子不同于氦原子核D ．γ射线的贯穿本领比α粒子强学生回答：BD点评：本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识，19世纪末20世纪初,人们发现X,α,β,γ射线,经研究知道,X,γ射线均为电磁波,只是波长不同，可见光,红外线也是电磁波,波长从短到长的电磁波波谱要牢记，另外,β射线是电子流,α粒子是氦核，从α,β,γ三者的穿透本领而言：γ射线最强,α射线最弱,这些知识要牢记， （三）课堂小结1．天然放射现象及其规律，2．三种射线的性质，3．原子核的组成，学生总结,讨论，（四）作业：1．认真阅读课后的“科学足迹”，完成问题与练习，2．探究活动：β射线的来源：原子核内没有电子,β射线如何而来？点评：学生课后探究，激发学生学习的热情,为以后的学习作好准备，★教学体会这节课由天然放射现象开始,揭示了原子核是可分的，展示物理学发展史上的有关事实,是对学生进行辨证唯物主义思想教育的好素材，放射性元素放出的三种射线只可能从原子核里放出来的,从而引起人们去探索原子核的奥妙,揭开了核物理学的第一页，核物理研究的是原子核的组成及其变换规律,是微观世界的现象,不想宏观世界那样看得见,摸得着,研究起来也就更困难，通过本节的学习,要使学生能对核物理的相关实验基础和研究问题的思路,方法有所体会,了解人类是怎样认识微观世界的，。

原子核的组成教学目标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．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．教具准备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．引入新课通过上一章的学习，我们已经知道，原子是由电子和原子核组成的，原子核处于原子的中心，体积很小，那么原子核有没有结构，它又是由什么组成的呢？下面我们就来学习这方面的知识．教学过程一、天然放射性现象1.放射性铀和含铀的矿物质都能够发出看不见的射线，这种射线可以使包在黑纸箱里的照相底片感光.物体放射出射线的性质叫做放射性.深化升华射线是从原子核内部发出的，说明原子核不是最小结构，原子核可以再分.2.放射性元素具有放射性的元素叫做放射性元素.放射性并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，都能自发地放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性，元素这种自发地放出射线的现象叫做天然放射现象，现在用人工的方法也可以制造放射性同位素.记忆要诀原子序数大于等于83的所有元素都有放射性.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：能自发地放出射线的元素叫做天然放射性元素.虽然具有天然放射性元素的种类很多，但它们在地球上的含量很少.4.天然放射现象发现的意义：原子核具有复杂的结构，实际上人们认识到原子核具有复杂结构就是从天然放射性开始的.联想发散原子核内部的消息，最早来自天然放射现象.人们从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核的秘密.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.因此，原子核不是组成物质的最小微粒，也存在着一定结构.二、射线到底是什么1.研究方法：让放射线通过电场或磁场来研究其性质.把样品放在铅块的窄孔底上，在孔的对面放着照相底片，在没有磁场时，发现在底片上正对孔的位置感光了.若在铅块和底片之间放一对磁极，使磁场方向跟射线方向垂直，结果在底片上有三个地方感光了，说明在磁场作用下，射线分为三束，表明这些射线中有的带电，有的不带电，由三种粒子组成，如图所示.2.各种射线的本质和特性(1)α射线：卢瑟福经研究发现，α射线粒子带两个单位正电荷，质量数为4，即α粒子是氦核，其速度是光速的1/10，有较大的动能.特性：贯穿本领小，但电离作用强，能使沿途中的空气电离.(2)β射线：贝克勒尔证实，β射线是电子流，其速度可达光速的90%.特征：贯穿本领大，能穿透黑纸，甚至穿透几毫米厚的铝板，但电离作用较弱.(3)γ射线是一种波长很短的电磁波——光子流，是能量很高的电磁波，波长λ＜10-10 m.特征:贯穿本领最强,能穿透几厘米厚的铅板,但电离作用最弱.学法一得 三种射线的区分：让三种射线同时穿过磁场，不发生偏转的是γ射线，因为其不带电，不受磁场的影响；偏转角度较小的是α射线，因为其质荷比q m 较大，根据公式r=qBmv可知偏转半径大，在磁场中的偏转角度较小.同理可知偏转角度较大的是β射线，因为其质荷比qm较小.并且它们的偏转方向不同，还可以根据左手定则和偏转方向判定其射线属于哪种射线.辨析比较 三种射线的比较三、原子核的组成 1.探究过程(1)卢瑟福的实验结论：卢瑟福用α粒子轰击氮核时，发现了一种新粒子，这种粒子带有一个单位的正电荷，其质量与氢原子的质量相近.随后人们又用类似的方法从氟、钠、铝等原子核中打出了同样的粒子(质子).(2)结论：质子是原子核的组成部分. (3)猜测：原子核只由质子组成.分析论证：如果原子核只是由质子组成，它的电荷数应该与质量数相等.这和绝大多数原子核的电荷数只是质量数的一半或者还少一些的事实相矛盾，说明猜测错误.再猜测：原子核内还应该存在着质量跟质子差不多的不带电的中性粒子，即中子. 实验验证：卢瑟福的学生在研究用射线轰击铍而产生的一种能量极高、贯穿能力很强的中性粒子时，证实中性粒子的质量与质子的质量近似相等，就是猜测的中子.构建模型：原子核由质子和中子组成.联想发散 中子的发现不仅使人们了解到原子核是由质子和中子组成，而且为科学家提供了轰击其他原子核时，不受静电斥力的最佳“炮弹”，使它有更多的机会和带电核发生碰撞.中子“炮弹”的利用，不仅为原子核物理的研究开辟了崭新的道路，也为后来核能的利用打下了基础.2.原子核的组成原子核由质子和中子组成.组成原子核的质子和中子通称为核子.质子带一个单位的正电荷，中子不带电，质子和中子质量几乎相等，都等于一个质量单位.学法一得 原子核的结构无法通过实验直接观察，只能通过科学的思维和研究方法进行间接研究.由实验结果→分析猜测→提出模型→实验验证→建立新理论→构建正确的模型是探索微观结构的基本方法.3.原子核的电荷数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.通常用字母Z 表示.深化升华 原子核的电荷数，就是原子核内质子数，也就是这种元素的原子序数. 4.原子核的质量数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质量数，用字母A 表示.要点提示 原子核的质量数，就是原子核中的核子数. 5.原子核的符号(1)原子符号的通式：X AZ式中X 为元素符号，A 为原子核的质量数，Z 为原子核的核电荷数.如常见的碳原子核的质量数为12，质子数为6，则可表示为C 126，还可表示为12C ，碳12，碳12等.(2)各粒子的符号 ①α粒子(即氦核)：He 42 ②质子(即氢核)：H 11或P 11 ③中子：n 10 ④电子：e 01深化升华 (1)原子核中的两个整数①质量数A ：等于质子数和中子数之和，即核子数； ②电荷数Z ：等于质子数. (2)原子核中的两个等式①核电荷数(Z)=质子数=元素的原子序数=核外电子数； ②质量数(A)=核子数=质子数+中子数 6.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，因而互称同位素.原子核内的质子数决定了元素的化学性质，同种元素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同，所以它们的物理性质不同.例如氢的三种同位素：氕(H 11)、氘(H 21)、氚(H 31). (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．。

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。

原子核的组成（答案在最后）素养目标1.知道天然放射现象及三种射线的本质，了解核子、同位素的基本观念，知道原子核的组成．(物理观念)2．根据三种射线的本质，能够利用磁场、电场区分它们，理解原子核的构成，并能分析、解决相关问题，提高解题能力．(科学思维)3．通过利用磁场探究三种射线的本质，以及用α粒子轰击原子核发现核子，体验科学探究的过程，提高观察与实验能力．(科学探究)自主落实·必备知识全过关一、天然放射现象及射线的本质1．天然放射现象(1)1896年，法国物理学家________发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线．(2)放射性：物质发出________的性质．(3)放射性元素：具有放射性的元素．与它以单质还是化合物的形式存在无关(4)原子序数大于____的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于____的元素，有的也能发出射线．(5)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________________．2．三种射线(1)α射线：是α粒子流．其组成与________相同．速度可达到光速的110，其电离能力强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用______就能把它挡住．(2)β射线：是电子流，速度可以接近光速．它的________作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的________．不是原子核外的电子(3)γ射线：呈电中性，是一种________，波长很短，在10－10m以下，它的________作用更弱，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的______和几十厘米厚的混凝土．二、原子核的组成1．质子的发现(如图所示)氢原子核2．中子的发现(如图所示)3．原子核的组成由______和______组成，它们统称为________．4．原子核的符号5．同位素同位素的化学性质相同，物理性质一般不同核中________相同而________不同的______，在元素周期表中处于________，它们互称同位素．例如，氢有三种同位素分别为11H 、12H 、13H .情境体验氧元素主要有两种同位素：816O 、818O .这两种同位素中哪一种粒子数是不相同的？它们的化学性质是否相同？合作探究·能力素养全提升探究一天然放射现象核心归纳1.三种射线的比较：种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量2e －e 0质量4m p (m p ＝1.67×10－27kg )m p 1836静止质量为零速度0.1c 0.9c c贯穿本领最弱，用较强，能穿透几最强，能穿透几纸能挡住毫米厚的铝板厘米厚的铅板对空气的很强较弱很弱电离作用注意：虽然三种射线本质不同，但它们都可以使胶片感光，或使荧光屏发出荧光，进而显示出射线照射的位置．2．元素的放射性：放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关．因此，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．应用体验题型1三种射线在磁场和电场中的运动轨迹例1(多选)将α、β和γ三种射线分别垂直射入匀强磁场和匀强电场，假设α粒子与β粒子速度相同，则下列表示射线偏转情况的图像中正确的是()[试解]题型2三种射线的特点及其应用例2(多选)近几年，我国北京、上海、广州等地引进了多台γ刀，治疗患者数以万计，效果极好，成为目前治疗脑肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半个小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”，据报道，我国自主研发的旋式γ刀性能更好．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用()A．γ射线具有很强的穿透本领B．γ射线具有很强的电离作用C．γ射线具有很高的能量D．γ射线能很容易地绕过阻碍物到达目的地[试解]针对训练1．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探究二原子核的组成核心归纳1.对核子数、电荷数和质量数的理解(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，叫作原子核的电荷数．(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，这个整数叫作原子核的质量数．2．同位素原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质，同种元素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同，所以它们的物理性质不同．把具有相同质子数、不同中子数的原子核组成的元素互称为同位素．特别提醒(1)β射线是原子核变化时产生的，电子并不是原子核的组成部分．(2)同位素的化学性质相同，但物理性质不同．应用体验例3(多选)已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226.下列选项中正确的是() A．镭核中有88个质子，138个中子B．镭核所带的电荷量是138eC．若镭原子呈电中性，它核外有88个电子D.22888Ra是镭的一种同位素，88226Ra和88228Ra以相同速度垂直射入磁感应强度大小为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径相同[试解]针对训练2.(多选)氢有三种同位素，分别是氕(11H)、氘(12H)、氚(13H)，则下列说法中正确的是()A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的化学性质相同学以致用·随堂检测全达标1．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光子D．原子核中只有质子和中子2．(多选)在贝可勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，发现在天然放射现象中共放出了三种射线，图为这种射线贯穿物体情况的示意图，①、②、③各代表一种射线，以下说法正确的是()A．射线①的电离能力最弱B．射线②为高速的质子流C．射线③可以用来检查金属内部有无砂眼和裂纹D．射线③是一种高能的电磁波3．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()4.如图所示，天然放射性元素放出的α、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线()A．向右偏B．向左偏C．直线前进D．无法判断5．如图所示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到了何种辐射．当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，工作人员受到辐射的射线可能是()A．α射线和β射线B．α射线和γ射线C．β射线和γ射线D．α射线、β射线和γ射线1．原子核的组成自主落实·必备知识全过关一、1．(1)贝克勒尔(2)射线(4)8383(5)钋(Po)和镭(Ra)2．(1)氦原子核一张纸(2)电离铝板(3)电磁波电离铅板二、1．质子质子2．中子中子原子核3．质子中子核子4．质子数质子数5．质子数中子数原子同一位置情境体验提示：中子数不同；化学性质相同．合作探究·能力素养全提升探究一应用体验[例1]解析：α射线为高速氦核流，带正电；β射线为高速电子流，带负电；γ射线为能量很高的电磁波，不带电．根据左手定则判断正、负电荷在磁场中受到的洛伦兹力方向，可知A、B两图中α射线和β射线的偏转方向均正确，带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其轨迹半径r＝mv qB，由于两粒子速度相同，氦核的比荷小于电子的比荷，所以氦核运动的轨迹半径大于电子运动的轨迹半径，故A正确，B错误；根据带电粒子在电场中的受力分析，可知C、D两图中的射线偏转方向均正确，带电粒子垂直射入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向的位移为x，沿电场线方向的位移为y，则有x＝v0t，y＝12·qE m t2，解得y＝q22B02，在x 相同的情况下，由于电子质量小于氦核质量，所以β射线沿电场线偏转的距离大于α射线偏转的距离，故C错误，D正确．答案：AD[例2]解析：γ射线是能量很高的电磁波，γ射线不带电，所以电离作用很弱，波长很短，不易发生衍射，即不会很容易地绕过阻碍物，但穿透物质的本领极强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土．A、C正确．答案：AC针对训练1．解析：因为γ射线的穿透本领最强，α射线的穿透本领最弱，由图可知①为α射线，②为β射线，③为γ射线；β射线是原子核内的中子转变为质子时放出的电子，选项A错误；α射线电离作用最强，但它不是电磁波，选项B错误；γ射线的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子，是一种电磁波，选项C错误，D正确．答案：D探究二应用体验[例3]解析：镭核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，故A正确；镭核所带的电荷量Q ＝Ze＝88e，故B错误；呈电中性的原子，核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88，故C正确；带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动时洛伦兹力提供向心力，由Bq v＝m v2r可得r＝mv Bq，两种粒子的核电荷数相同，但质量数不同，故它们运动的轨迹半径不同，故D错误．答案：AC针对训练2．解析：氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，A、B正确，C错误；同位素化学性质相同，只是物理性质不同，D正确．答案：ABD学以致用·随堂检测全达标1．解析：在放射性元素的原子核中2个质子和2个中子结合得比较紧密，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，但中子可以转化为质子，并向核外释放一个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光子的形式辐射出来，形成γ射线，故原子核里也没有γ光子．答案：D2．解析：射线①用手可以挡住，说明穿透能力最弱，是α射线，α射线电离能力最强，选项A错误；射线②是高速电子流；射线③是γ射线，γ射线是一种高能的电磁波，选项B错误，D正确；射线③是γ射线，穿透能力最强，可以用来检查金属内部有无砂眼和裂纹，选项C正确．答案：CD3．解析：同一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＝A－Q，Q是定值，故选C.答案：C4．解析：γ射线不带电，在电磁场中不偏转，β射线不偏转是因为β射线中的粒子所受电场力与洛伦兹力等大反向，即Eq＝Bq v，可得v＝E B，而α射线的速度比β射线的小，因此α射线受到向右的电场力大于向左的洛伦兹力，故α射线向右偏，A正确．答案：A5．解析：α射线的贯穿本领弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住；β射线的贯穿本领较强，能穿透黑纸和几毫米厚的铝板；γ射线的贯穿本领更强，能穿透几厘米厚的铅板．由于本题中射线穿透1mm和3mm的铝片，但不能穿透铅片，故一定不含γ射线，但一定含有β射线，可能含有α射线，选项A正确．答案：A。

1 原子核的组成（一）教学目的1．常识性了解射线的应用，强射线对人体的危害及防护。

2．常识性了解原子核的组成。

3．进行物理学研究方法的启蒙教育。

（二）教具录像机，监视器，原子弹和氢弹爆炸的录像剪接带。

（若没有上述器材可用原子弹、氢弹爆炸的挂图代替）（三）教学过程进行新课原子核的组成(1)电子的发现和放射性现象的发现我们已经学过，物质是由分子、原子构成的，原子已经是很小很小的微粒了，其直径只有10-10米，所以在十九世纪以前，人们一直认为原子是不可再分的中性粒子。

1897年英国物理学家汤姆生在研究阴极射线时发现了电子，而电子比原子小得多，因而人们才认识到原子内部还有结构。

〈电子的发现把人们带入了原子内部的世界〉在同一时期人们还发现了天然放射性现象，对放射性现象的进一步研究，人们认识到原子核内部还有结构，原子核由比它更小的粒子组成。

可见人类对客观世界的认识是没有止尽的。

我们先来学习放射性现象。

〈放射性现象的发现把人们带入了原子核内部的世界〉(2)放射性现象①什么是放射性现象？像铀(U)、钋(Po)、镭(Ra)等元素能自发地放出一些人眼看不见的、能穿透黑纸使照相底片感光的射线，这种现象叫放射性现象。

这些元素叫放射性元素。

②射线究竟是什么？在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？比如：这些射线带不带电呢？为了了解它们的性质，还得通过实验。

我们做什么样的实验，才能判断它们带不带电呢？（放射性现象中放出的射线若是带电的，射线在磁场中将像通电导体那样发生偏转，由偏转的方向和磁体的N、S极位置还可判断射线带的是什么电。

）我们利用已经掌握的知识可以去探索还不知道的现象和规律，最基本的研究方法是通过实验。

把放射性元素装在一个壁很厚的铅盒里（射线穿不透），在盒壁上有一个小孔，放射线可由此孔射出，然后把它们放到两个很强的磁极之间，再用照相底片把射线的轨道记录下来。