《原子核的组成》参考课件.ppt

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1、要点要点疑点疑点考点考点一、天然放射性一、天然放射性 1.1.贝克勒尔首先发现了某些矿物中能发贝克勒尔首先发现了某些矿物中能发出某种看不见的射线,此射线可以穿透黑纸出某种看不见的射线,此射线可以穿透黑纸使照相底片感光使照相底片感光. .物质发射这种射线的性质叫物质发射这种射线的性质叫放射性,具有这种性质的物质称作放射性元放射性,具有这种性质的物质称作放射性元素素. .通过研究发现,原子序数大于通过研究发现,原子序数大于8383的所有天的所有天然存在的元素都具有这种性质,这种能自发然存在的元素都具有这种性质,这种能自发的放射出射线的现象叫天然放射现象的放射出射线的现象叫天然放射现象. .要点要点

2、疑点疑点考点考点2.2.三种射线的比较:三种射线的比较: 射线:本质是氦核流,速度约为光速的十射线:本质是氦核流,速度约为光速的十分之一,贯穿本领弱,电离作用极强;分之一,贯穿本领弱,电离作用极强; 射线:电子流,速度接近光速,贯穿本领射线:电子流,速度接近光速,贯穿本领强,电离作用弱;强,电离作用弱; 射线:本质量波长极短的电磁波,就是光射线:本质量波长极短的电磁波,就是光子,贯穿本领最强,电离作用最弱;子,贯穿本领最强,电离作用最弱;要点要点疑点疑点考点考点3.3.原子核的衰变:原子核自发的放出某种粒子而原子核的衰变:原子核自发的放出某种粒子而转变成为新核的过程叫原子核的衰变转变成为新核的

3、过程叫原子核的衰变. .衰变:衰变: , ,同时放出同时放出 射线;射线;衰变:衰变: ,同时放出,同时放出 射线;射线;半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间所需的时间. .HeYXMNMZ4242eYXMZMZ011要点要点疑点疑点考点考点 剩余的原子核数和质量,剩余的原子核数和质量,N N0 0、m m0 0为最为最初原核子数和质量初原核子数和质量. . 半衰期由核内部的因素决定的,与原半衰期由核内部的因素决定的,与原子的物理状态和化学状态无关,即与外部子的物理状态和化学状态无关,即与外部条件无关条件无关. .要点要点疑点疑点考点考点二

4、、原子核的组成二、原子核的组成 1.1.原子核由质子和中子组成,质子和中原子核由质子和中子组成,质子和中子统称为核子,质子数相同,中子数不同的子统称为核子,质子数相同,中子数不同的元素称为同位素元素称为同位素. .使核子紧密结合在一起的力使核子紧密结合在一起的力叫核力,核力是很强的短距离作用力;原子叫核力,核力是很强的短距离作用力;原子核内只有相邻的核子间才有核力作用核内只有相邻的核子间才有核力作用. .要点要点疑点疑点考点考点2.2.核子的发现核子的发现. . (1) (1)发现质子的核反应方程(发现质子的核反应方程(19191919年,卢瑟年,卢瑟福):福): . . (2) (2)发现中

5、子的核反应方程(发现中子的核反应方程(19321932年,查德威年,查德威克):克): . . 中子首先是卢瑟福预言了其存在,而小居里中子首先是卢瑟福预言了其存在,而小居里夫妇最先做出这一实验,发现了中子,但小居里夫妇最先做出这一实验,发现了中子,但小居里夫妇没有注意到卢瑟福的预言,当初认为它是一夫妇没有注意到卢瑟福的预言,当初认为它是一种波长极短的电磁波种波长极短的电磁波. .HCHeN2117842147nCHeBe101264294要点要点疑点疑点考点考点三、原子核的人工转变三、原子核的人工转变 1.1.用人工的方法使原子核发生变化的叫做原子用人工的方法使原子核发生变化的叫做原子核的人工

6、转变,它是人们研究原子核的结构及其核的人工转变,它是人们研究原子核的结构及其变化规律的有力武器变化规律的有力武器. . 2. 2.用人工转变的方法得到放射性同位素,是一用人工转变的方法得到放射性同位素,是一个重要的发现,放射性同位素主要有两方面的应个重要的发现,放射性同位素主要有两方面的应用:利用它的射线;作为示踪原子用:利用它的射线;作为示踪原子. .要点要点疑点疑点考点考点 3. 3.放射性同位素的发现(放射性同位素的发现(19341934年,约里奥年,约里奥居居里夫妇):里夫妇): ,而,而 也有放也有放射性;射性; ,其中,其中 是正电子是正电子. . 4. 4.注意:在人工转变中,用

7、某高速粒子去轰注意:在人工转变中,用某高速粒子去轰击某原子核后,原子核发射出粒子和射线并转击某原子核后,原子核发射出粒子和射线并转变成新的原子核的过程中,不可认为是高速粒变成新的原子核的过程中,不可认为是高速粒子从原子核中打出了粒子子从原子核中打出了粒子. .nPHeAl103015421713eSiP0130143015P3015e01课课 前前 热热 身身1.1.下面哪些事实证明了原子核具有复杂结构下面哪些事实证明了原子核具有复杂结构( )( )A.A.粒子的散射实验粒子的散射实验B.B.天然放射现象天然放射现象C.C.阴极射线的发现阴极射线的发现D.D.伦琴射线的发现伦琴射线的发现B B

8、课课 前前 热热 身身2.2.射线的本质是射线的本质是( )( )A.A.电子流电子流 B.B.高速电子流高速电子流C.C.光子流光子流 D.D.高速氦核流高速氦核流D D课课 前前 热热 身身3.3.放射性元素的半衰期是放射性元素的半衰期是( )( )A.A.质量减小一半需要的时间质量减小一半需要的时间B.B.原子量减少一半需要的时间原子量减少一半需要的时间C.C.原子核全部衰变所需时间的一半原子核全部衰变所需时间的一半D.D.原子核有半数发生衰变需要的时间原子核有半数发生衰变需要的时间D D课课 前前 热热 身身4.4.有关科学家和涉及的事实,正确的说法是(有关科学家和涉及的事实,正确的说

9、法是( )A.A.居里夫妇用粒子轰击铝箔时发现了正电子居里夫妇用粒子轰击铝箔时发现了正电子B.B.卢瑟福的原子结构学说成功地解释了氢原子的发卢瑟福的原子结构学说成功地解释了氢原子的发光现象光现象C.C.麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹用麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在,赫兹用实验方法给予了证实实验方法给予了证实D.D.玻尔建立了量子理论,解释了各种原子发光现象玻尔建立了量子理论,解释了各种原子发光现象ACAC能力能力思维思维方法方法【例例1 1】 经过经过 次次 衰变和衰变和 次次 衰变,转变衰变,转变成成 . .【解析解析】对于对于 衰变和衰变和 衰变来说,衰变来说, 衰变不改变质

10、衰变不改变质量数,所以应当先以质量数的变化来计算量数,所以应当先以质量数的变化来计算 衰变次数衰变次数. .原子每发生一次原子每发生一次 衰变时质量就减少衰变时质量就减少4 4个单位,电荷个单位,电荷数减少数减少2 2个单位,而每发生一次个单位,而每发生一次 衰变,则质量数不变,衰变,则质量数不变,电荷数增加一个单位电荷数增加一个单位. .Th23290Pb20882能力能力思维思维方法方法质量数由质量数由232232减少到减少到208208共发生共发生衰变的次数为:衰变的次数为: Na=(232-208)/4=6;Na=(232-208)/4=6;再结合电荷数的变化确定再结合电荷数的变化确定

11、衰变的次数:衰变的次数: N N = =【解题回顾解题回顾】解决核反应方程类问题时,一定解决核反应方程类问题时,一定要抓住核反应中质量数和电荷数守恒这个规律,要抓住核反应中质量数和电荷数守恒这个规律,本例还要注意本例还要注意衰变的特点衰变的特点质量数不变质量数不变. .4482)6290(能力能力思维思维方法方法【例例2 2】将天然放射性物质放入将天然放射性物质放入顶端开有小孔的铅盒顶端开有小孔的铅盒S S里,放射里,放射线便从小孔中射出,沿带电平线便从小孔中射出,沿带电平行金属板行金属板A A、B B之间的中线垂直之间的中线垂直于电场方向进入电场,轨道如于电场方向进入电场,轨道如图图1 1-

12、2-1-2-1所示,则轨迹所示,则轨迹 是是 射线,轨迹射线,轨迹 是是 射线,轨射线,轨迹迹 是是 射线射线. . 板带正电,板带正电, 板带负电板带负电. .图图1 1-2-1-2-1能力能力思维思维方法方法【解析解析】由于由于 射线不带电,进入电场后不会改变射线不带电,进入电场后不会改变方向,所以轨迹为方向,所以轨迹为 射线射线. . 带电粒子垂直进入匀强电场,则在匀强电场中带电粒子垂直进入匀强电场,则在匀强电场中做类平抛运动,竖直方向的位移为做类平抛运动,竖直方向的位移为s=vs=v0 0t,t,设两板间设两板间的距离为的距离为d d,则,则1/2D=1/2at1/2D=1/2at2

13、2,a=8E/m=qU/dm,a=8E/m=qU/dm,则则 s= s= ,qUmdv0能力能力思维思维方法方法 由此式可知由此式可知s s与粒子进入电场的初速度与粒子进入电场的初速度v v0 0成成正比,与粒子的荷质比正比,与粒子的荷质比q/mq/m的平方根成反比的平方根成反比. .射线射线速度约为射线的速度约为射线的1/101/10,而,而 粒子的荷质比比粒子的荷质比比 粒粒子的荷质比要小的多,所以子的荷质比要小的多,所以 粒子的竖直方向位粒子的竖直方向位移要大,所以是移要大,所以是 射线的轨迹,是射线的轨迹,是 射线的射线的轨迹轨迹. . 粒子带正电,而向粒子带正电,而向A A板偏移,因

14、此板偏移,因此A A板带负板带负电,电,B B板带正电板带正电. .延伸延伸拓展拓展【例例3 3】静止在匀强磁场中的某放射性元素的核,静止在匀强磁场中的某放射性元素的核,放出一个放出一个 粒子,其速度方向与磁场方向垂直,粒子,其速度方向与磁场方向垂直,测得测得 粒子和反冲核轨道半径之比粒子和反冲核轨道半径之比Rr=301Rr=301,如图如图17-2-217-2-2所示,所示,图图17-2-217-2-2延伸延伸拓展拓展则(则( )A.A. 粒子与反冲核的动量大小相等,方向相反粒子与反冲核的动量大小相等,方向相反B.B.反冲核的原子序数为反冲核的原子序数为6262C.C.原来放射性元素的原子序

15、数为原来放射性元素的原子序数为6262D.D.反冲核与反冲核与粒子的速度之比为粒子的速度之比为162162延伸延伸拓展拓展【解析解析】本题结合动量守恒、衰变方程、带电粒本题结合动量守恒、衰变方程、带电粒子在磁场中的圆周运动等几个知识点综合运用;子在磁场中的圆周运动等几个知识点综合运用;由动量守恒得:由动量守恒得:MV+mv=0MV+mv=0,其中,其中MVMV为反冲核动量,为反冲核动量,mvmv为为 粒子的动量粒子的动量. . Q Q为原来放射性元素的原子核电荷数,则反冲为原来放射性元素的原子核电荷数,则反冲核的电荷数为核的电荷数为Q-2Q-2,粒子电荷数为粒子电荷数为2.2. 反冲核的轨迹半径反冲核的轨迹半径R=MV/BR=MV/B(Q-2Q-2) ; 粒子粒子的轨道半径的轨道半径r=mv/(2B)r=mv/(2B);综合以上公式可得;综合以上公式可得Q=62.Q=62.延伸延伸拓展拓展【解题回顾解题回顾】把原子核知识与电磁场及力把原子核知识与电磁场及力学知识结合起来,考查学生综合分析也是学知识结合起来,考查学生综合分析也是每年高考中的热点之一。本例中要注意反每年高考中的热点之一。本例中要注意反冲核与冲核与粒子的动量关系及电磁性质,体粒子的动量关系及电磁性质,体会外切圆的由来会外切圆的由来. .23 结束语结束语

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