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1、原子弹爆炸瞬间原子弹爆炸瞬间氢弹爆炸氢弹爆炸瞬间瞬间其次十二章其次十二章 原子核原子核第一节第一节 原子核式结构原子核式结构 原子核原子核历史回顾历史回顾v一百多年前,人们从化学试验中知道,物质是由一百多年前,人们从化学试验中知道,物质是由分子组成的,分子是由原子组成。而化学反应中,分子组成的,分子是由原子组成。而化学反应中,原子的种类和数目不变,这让人们坚信,原子是原子的种类和数目不变,这让人们坚信,原子是组成物质的最小微粒,是不能再分的。组成物质的最小微粒,是不能再分的。新的事实新的事实v直到1897年,汤姆逊发觉了电子。v相继X射线使气体电离的客观事实。v光电效应的发觉。都是从物都是从物
2、质的原子质的原子中打出了中打出了电子电子否定了原否定了原子不行分子不行分的结论的结论汤姆逊关于原子模型的建立汤姆逊关于原子模型的建立枣糕式模型枣糕式模型卢瑟福关于原子模型的建立卢瑟福关于原子模型的建立试验条件:金箔是由重金属原子组成,很薄,厚度接近原子的直径,全部设试验条件:金箔是由重金属原子组成,很薄,厚度接近原子的直径,全部设备装在密封的真空环境中,因为备装在密封的真空环境中,因为粒子很简洁使气体电离,所以在空气中只粒子很简洁使气体电离,所以在空气中只能几厘米,显微镜可在底盘上旋转,在能几厘米,显微镜可在底盘上旋转,在360度的范围内视察。度的范围内视察。试验现象试验现象统计类型统计类型穿
3、透金箔后穿透金箔后粒子的行为粒子的行为绝大多数绝大多数基本上仍沿原来的方向前进基本上仍沿原来的方向前进少数少数发生了较大的偏转发生了较大的偏转极少数极少数偏转角超过了偏转角超过了90度度个别的个别的被反弹回来(原路返回)被反弹回来(原路返回)原子的核式结构模型原子的核式结构模型v 在原子的中心,有一个很小的核,叫做原在原子的中心,有一个很小的核,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间集中在原子核里,带负电的电子在核外空间运动。运动。v 原子核发觉意义:开拓了原子核物理的新原子核发觉意义:开拓了原子核物理的新领域,
4、卢瑟福被人们尊称为原子核物理之父。领域,卢瑟福被人们尊称为原子核物理之父。v依据卢瑟福的核式结构模型知,探讨表明:依据卢瑟福的核式结构模型知,探讨表明:v原子直径原子直径 数量级数量级10-10米米v原子核的直径原子核的直径 数量级数量级10-15米米v原子核直径是原子直径的十万分之一原子核直径是原子直径的十万分之一v打个比方,假如原子直径打个比方,假如原子直径100米的操场,则原米的操场,则原子核只有为直径几毫米的玻璃球那么大。子核只有为直径几毫米的玻璃球那么大。原子核的组成原子核的组成v新的物理事实:新的物理事实:v1919年,卢瑟福用年,卢瑟福用离子轰击氮核发觉质子离子轰击氮核发觉质子v
5、后来人们又从氟、纳、铝等原子核中打出质后来人们又从氟、纳、铝等原子核中打出质子子v查德威克又从原子核中打出中子查德威克又从原子核中打出中子质子是原子核的组成部分质子是原子核的组成部分v(1)质子是)质子是1919年卢瑟福用年卢瑟福用粒子轰击氮核粒子轰击氮核发觉的。发觉的。v它带正电,电荷量为一个元电荷,质量约为它带正电,电荷量为一个元电荷,质量约为电子质量的电子质量的1840倍。倍。v(2)后来人们又从氟、钠、铝等原子核中打)后来人们又从氟、钠、铝等原子核中打出质子出质子v(3)说明质子是原子核的组成部分)说明质子是原子核的组成部分中子是原子核的组成部分中子是原子核的组成部分v(1)绝大多数原
6、子核的质量跟质子质量之比)绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核的电荷与质子电荷之比。都大于核的电荷与质子电荷之比。v(2)卢瑟福预言了原子核内有中子的存在,)卢瑟福预言了原子核内有中子的存在,它的质量跟质子很相近,但不带电它的质量跟质子很相近,但不带电v(3)查德威克用)查德威克用粒子轰击铍核证明白中子粒子轰击铍核证明白中子的存在,说明中子是原子核的组成部分的存在,说明中子是原子核的组成部分原子核的组成原子核的组成v原子核由质子和中子组成,质子和中子统称核子原子核由质子和中子组成,质子和中子统称核子v质子数质子数Z 等于原子的核电荷数,就是元素的原等于原子的核电荷数,就是元素的原子序数子
7、序数v质量数质量数A 原子核的质量等于质子质量和中子质原子核的质量等于质子质量和中子质量之和,质量数就是原子核内的核子数量之和,质量数就是原子核内的核子数v中子数中子数A-Z 等于质量数(核子数)减质子数等于质量数(核子数)减质子数原子核的符号原子核的符号v例:氦核例:氦核 (4个核子,个核子,2个质子,个质子,2个中子)个中子)v铀铀235核核 (235个核子,个核子,92个质子,个质子,235-92个中个中子)子)v用同样的方法可表示,质子用同样的方法可表示,质子 、中子、中子同位素同位素v(1)化学中学过,同一种元素,核内的质)化学中学过,同一种元素,核内的质子数相同,确定了核外的电子数
8、及其分布,子数相同,确定了核外的电子数及其分布,进而确定了元素的化学性质。进而确定了元素的化学性质。v(2)核内质子数相同,核同中子数却不同)核内质子数相同,核同中子数却不同的原子互称为同位素。的原子互称为同位素。v例:氢的同位素例:氢的同位素 氢氢 氘氘 氚氚 小结小结v1、汤姆生荷质比试验发觉电子、汤姆生荷质比试验发觉电子汤姆生原子汤姆生原子模型模型卢瑟福卢瑟福粒子散射试验粒子散射试验卢瑟福原子卢瑟福原子核结构模式核结构模式v(2)v原子原子v 原子核电子质子中子巩固练习巩固练习v(1)粒子散射中大角度偏转,其缘由是(粒子散射中大角度偏转,其缘由是()vA.原子的正电荷和绝大部分质量集中在
9、一个原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上很小的核上vB.正电荷在原子内是匀整分布的正电荷在原子内是匀整分布的vC.原子中存在带负电的电子原子中存在带负电的电子vD.原子只能处于一系列不连续的能量状态中原子只能处于一系列不连续的能量状态中A巩固练习巩固练习v(2)散射散射试验试验中,当中,当粒子最接近原子核粒子最接近原子核时时,粒子符合下列哪种状况(粒子符合下列哪种状况()vA.动动能最小能最小vB.势势能最小能最小vC.粒子与金原子粒子与金原子组组成的系成的系统统的能量最小的能量最小vD.所受原子核的斥力最大所受原子核的斥力最大AD巩固练习巩固练习v(3)粒子散射粒子散射试验试验中,
10、不考中,不考虑电虑电子和子和粒粒子碰撞的影响,子碰撞的影响,这这是因是因为为()vA.粒子和粒子和电电子根本无相互作用子根本无相互作用vB.电电子是匀整分布的,子是匀整分布的,粒子受粒子受电电子作用的子作用的合力合力为为零零vC.粒子在和粒子在和电电子碰撞中子碰撞中动动量的量的变变更量微小,更量微小,可忽可忽视视不不计计vD.电电子体子体积积很小,很小,粒子碰撞不到粒子碰撞不到电电子子C巩固练习巩固练习v(4)关于原子和中子以下)关于原子和中子以下说法正确的是(法正确的是()vA.原子核是由原子核是由质子和中子子和中子组成成vB.质子是子是卢瑟福瑟福发觉的的vC.中子是中子是卢瑟福瑟福预言了它
11、的存在,由它的学言了它的存在,由它的学生生查德威克用德威克用试验所所证明明vD.中子也可能中子也可能带电ABC巩固练习巩固练习v(5)已知镭的原子序数是)已知镭的原子序数是88,原子核质量数是,原子核质量数是226,试问:,试问:vA.镭核中有几个质子?几个中子?镭核中有几个质子?几个中子?vB.镭核所带电荷量是多少?镭核所带电荷量是多少?vC.若镭原子呈中性,它核外有几个电子?若镭原子呈中性,它核外有几个电子?vD.是镭的一种同位素,让是镭的一种同位素,让 和和 以以v相同速度垂直射入磁感应强度为相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,的匀强磁场中,它们运动的轨道半径之比是多少?它们运动的轨道半径之比是多少?