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1、5.1 原子核的组成原子核的组成第五章第五章 原子核原子核人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？人们认识原子核的结人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始构就是从天然放射性开始的。的。一、天然放射现象一、天然放射现象 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，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。这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。物质发射射线的性质称为物质发射射线的性质称为放射性放射性.具有放射性的元素称为具有放射性的元素称为放
2、射性元素放射性元素元素这种自发的放出射线的现象叫做元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象天然放射现象贝克勒尔钡铀云母钡铀云母翠砷铜铀矿翠砷铜铀矿斜水钼铀矿斜水钼铀矿铀钙石矿铀钙石矿 受到贝克勒尔的发现的鼓舞，波兰裔法国物理学家玛丽居里和她的丈夫皮埃尔居里对铀和含铀的各种矿石进行了深入研究。发现了两种能够发出更强射线的新元素，居里夫人把其中一种元素命名为钋（Po），另一种元素命名为镭（Ra）。居里夫妇 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，原子序数小于的所有元素，都能自发的放出
3、射线，原子序数小于83的元素，有的也的元素，有的也具有放射性具有放射性放大了放大了1000倍的铀矿石倍的铀矿石天然放射现象天然放射现象在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？它它们们除除了了能能穿穿透透黑黑纸纸使使照照相相底底片片感感光光的的性性质质以以外外，还还有有些些什什么么性性质质呢？呢？这些射线带不带电呢？这些射线带不带电呢？二、射线到底是什么二、射线到底是什么放射型物质发出的射线有三种：放射型物质发出的射线有三种：天然放射现象天然放射现象二、射线到底是什么1.研究方法：让射线通过电场和磁场来研究其性质。三种射线在电场中的运动轨迹不同三种射线在磁场中
4、的运动轨迹不同射线射线 根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成，我们把它叫做由带正电荷的粒子组成，我们把它叫做射线，射线，射线由带正电的射线由带正电的粒粒子组成子组成.科学家们研究发现每个科学家们研究发现每个粒子带的正电荷是电子电荷的粒子带的正电荷是电子电荷的2倍，倍，粒子质量大约等于氦原子的质量粒子质量大约等于氦原子的质量.进一步研究表明进一步研究表明粒子就是粒子就是氦原子核氦原子核.由于由于粒子的质量较大，所以粒子的质量较大，所以射线的穿透本领最小，我们用一张厚射线的穿透本领最小，我们用一张厚
5、纸就能把它挡住纸就能把它挡住.三种射线各自的特点：三种射线各自的特点：射线射线 与与射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做射线射线.研究发现研究发现射线由带负电的粒子（射线由带负电的粒子（粒子）组成粒子）组成.进一步研究表明进一步研究表明粒粒子就是子就是电子电子.射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几毫米厚的射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几毫米厚的铝板铝板.三种射线各自的特点：三种射线各自的特点：射线射线 中间不发生偏转的那束射线叫做中间不发生偏转的那束射线叫做射线，研究表明，射线，研究表明，射线的实质射线的实质是
6、一种波长极短的是一种波长极短的电磁波电磁波，它不带电，是中性的，它不带电，是中性的.射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板.三种射线各自的特点：三种射线各自的特点：三种射线三种射线射线射线射线射线 射线射线 射线射线射线射线电离能力电离能力贯穿能力贯穿能力速度速度成分成分氦原子核氦原子核高速电子流高速电子流高能量高能量电磁波电磁波1/101/10光速光速接近光速接近光速光速光速弱，弱，纸能档住纸能档住较强，较强，几毫米铝板几毫米铝板很强，很强，几厘米铅板几厘米铅
7、板几十厘米混凝土几十厘米混凝土很容易很容易较弱较弱更小更小带电量带电量2e-e0二、射线到底是什么二、射线到底是什么2、各种射线的性质和实质、各种射线的性质和实质射线射线三、原子核的组成三、原子核的组成放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构来的，这表明原子核也有内部结构.原子核内究竟还有什么结构？原子核内究竟还有什么结构？原子核又是由什么粒子组成的呢？原子核又是由什么粒子组成的呢？1.质子的发现质子的发现19191919年，卢瑟福用年，卢瑟福用粒子粒子轰击轰击氮核氮核，得到了，得到了质子
8、质子。经过。经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的同，它的质量等于一个电子质量的18361836倍倍.进一步研究表进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核就是氢原子核.同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。-质子是原子核的组成部分。质子是原子核的组成部分。原子核是否只是由质子组成呢？原子核是否只是由质子组成呢？核的质量核的质量质子质量质子质量核的电量核的电量质子电量质子电
9、量？卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他的学生卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认查德威克用实验证实，并得到公认核的质量核的质量质子质量质子质量核的电量核的电量质子电量质子电量2.中子的发现中子的发现1932年英国物理学家查德威克又发现了年英国物理学家查德威克又发现了中子中子，通过研究证明中子的质量和，通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电质子的质量基本相同，但是不带电.是中性粒子是中性粒子.在对各种原子核进行的实在对各种原子核进行的实验中，发现质子和中子是组成原子核的两种基本粒子验中，发现质子和中子是组成原子
10、核的两种基本粒子.19191919年年 卢瑟福用卢瑟福用 粒子轰击氮核，发现了质子。粒子轰击氮核，发现了质子。原子核由质子组成？中 子、质 子 的发 现19321932年年 查德威得发现了中子。查德威得发现了中子。19201920年年 卢瑟福预言中子的存在卢瑟福预言中子的存在 原子核的表示原子核的表示原子核的表示原子核的表示:X表示元素符号表示元素符号Z表示质子数表示质子数A表示质量数表示质量数如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），则互为同位素。如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），则互为同位素。中子中子 质子质子 统称统称核子核子 U He H 1142235 92 X AZ
11、（核）电荷数（核）电荷数质量数质量数 原原 子子 核核 的的 组组 成成 1015m 元素符号元素符号元素符号元素符号 原 子 原 子核 电 子 中 子 质 子质量数质量数A=中子数中子数+质子数质子数Z核外电子数核外电子数 原子序数原子序数 核电荷数核电荷数质子中子核子质子数核外电荷数原子序数质量数核子数中子+质子同位素12（氕）（氘）（氚）氘和氚是氢的同位素，关于氢、氘、氚的原子，下列说法哪个正确？氘和氚是氢的同位素，关于氢、氘、氚的原子，下列说法哪个正确？（1）具有相同的质子数、相同的中子数、相同的电子数；）具有相同的质子数、相同的中子数、相同的电子数；（2）具有不同的质子数、相同的中子
12、数、相同的电子数；）具有不同的质子数、相同的中子数、相同的电子数；（3）具有相同的质子数、不同的中子数、相同的电子数；）具有相同的质子数、不同的中子数、相同的电子数；（4）具有相同的质子数、相同的中子数、不同的电子数）具有相同的质子数、相同的中子数、不同的电子数例1如图所示，一天然放射源射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(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N上只有两个点受到射线照射。下面的哪种判断是正确的 ()A射到射到b点的一定是点的一定是射线射线 B射到射到b点的一定是点的一定是射线射线 C射到射到b点的一定是点的一定是射线或射线或射线射线 D射到射
13、到b点的一定是点的一定是射线射线射线不带电，只能射到a点C 调整调整E和和B的大小，使的大小，使粒粒子沿直线前进时，子沿直线前进时，粒子向右粒子向右偏转，有可能射到偏转，有可能射到b点；点；使粒使粒子沿直线前进时，子沿直线前进时，粒子也将粒子也将会向右偏，也有可能射到会向右偏，也有可能射到b点点。例2.已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带的电荷量是多少？(3)呈中性的镭原子，核外有几个电子？【规范解答】(1)镭核中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
14、.(2)镭核所带电荷量：Q=Ze=881.610-19C=1.4110-17C(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.课 堂 小 结1.1.如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下面说法中正确的有()A.打在图中a、b、c三点的依次是射线、射线和射线B.射线和射线的轨迹是抛物线C.射线和射线的轨迹是圆弧D.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b小试牛刀AC 由左手定则可知，粒子受到的洛伦兹力向上，粒子受到的洛伦兹力向下,轨迹都是圆弧,射线不偏转。由于由于粒子与粒子与粒子的
15、速度不同，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动粒子的速度不同，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动2.2.下列说法正确的是()A.任何元素都具有放射性B.同一元素，单质具有放射性，化合物可能没有C.元素的放射性与温度无关D.放射性就是该元素的化学性质 放射性是由原子核内部因素决定的，与该元素的物理、化学状态无关.C 原子序数大于83的所有元素都有放射性，小于等于83的元素有的也有放射性。小试牛刀 由洛伦兹力充当向心力可得：两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，所以：小试牛刀3.3.镭有一种同位素，原子核质量数是镭有一种同位素，原子核质量数是228228，若让，若让 和和 以相同的速度垂以相同的速度垂直射入磁感应强度为直射入磁感应强度为B B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？4氡的原子核可写作氡的原子核可写作 ，以下说法正确的是，以下说法正确的是()A氡原子核内有氡原子核内有86个电子，个电子，222个中子个中子 B氡原子核外有氡原子核外有86个电子，核内有个电子，核内有222个质子个质子 C、氡原子核内有氡原子核内有86个质子，有个质子，有136个中子，核的质量数为个中子，核的质量数为222 D氡原子核内有氡原子核内有136个质子，有个质子，有86个中子，核的质量数为个中子，核的质量数为222 C小试牛刀