甲原子核的人工转变原子核的组成

第一篇：甲原子核的人工转变原子核的组成

甲原子核的人工转变原子核的组成教学目标

(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．

引入新课

天然放射现象说明原子核存在着复杂的内部结构，为了了解原子核的组成，人们开始寻找研究原子核组成的有效方法，那就是原子核的人工转变．

一、质子的发现

1、原子核的人工转变

是指为了了解原子核的组成，人们有目的的用高速粒子去轰击某些元素的原子核，通过对核反应过程及其产生的新粒子的研究，了解原子核的内部结构和粒子的本质及特点．

2、α粒子轰击氮原子核的实验

1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验，第一次实现了原子核的人工转变，有了很重要的发现．

实验装置：容器C中放有放射性物质A，从A射出的α粒子射到铝箔F上，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收而不能透过，在F后面放一荧光屏S，用显微镜M观察荧光屏．

实验现象：当在荧光屏上恰好观察不到闪光后，通过阀门T往容器C里通入氮气，此时卢瑟福从荧光屏S上又观察到了闪光．

分析：闪光点的产生不是α粒子的效应，因为铝箔F的厚度能阻挡（或吸收）所有的α粒子，肯定是α粒子与氮气作用所产生的新粒子而引起的闪光，那么，它是什么性质的粒子？它是否带电？质量多大？

结论：这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。

3、质子的发现．

①若想知道新粒子的性质，必须测出粒子的电性、电量、质量和速度等．

②新粒子的电性

将粒子引入电场或磁场中，观察粒子的偏转轨迹．

在匀强电场中粒子的轨道是抛物线，若粒子向下

偏转，说明粒子带正电；若向上偏转，说明带负电．

在匀强磁场中粒子的轨道是圆，若粒子向上做圆运动，说明粒子带正电，若粒子向下做圆运动，说明粒子带负电．

实验证明：这个新粒子带正电．

③粒子的速度

使粒子通过一个正交的电磁场，调节B或E的值，使粒子在正交场中，沿入射方向做匀速直线运动，则可知此时

实验说明：这个新粒子速度很大，有很强的穿透能力．

④粒子的荷质比

使粒子通过匀强电场，根据粒子的偏转量y求出．或使粒子在匀强磁场中做圆周运动，根据半径R求．

如图5，在匀强电场中，粒子的偏转量为y：

U为两极板间电压，则可测出荷质比为：

如图6，在匀强磁场中，粒子做圆运动的半经为R．

结论：通过对新粒子的研究与测定，确定它就是氢原子核，又叫质子

4、对核反应过程的研究．

这个质子是α粒子从氮核中直接打出的，还是α粒子打进氮核后形成的复核发生衰变时放出的呢？

分析：若质子是α粒子从氮核中直接打出来的，如图7中甲图，碰撞过程中应有四条径迹；若α粒子打进氮核后形成一个复核，这个复核立即衰变后放出一个质子，碰撞过程中应如图7中乙图所示，有三条径迹．

为弄清这个问题，英国物理学家布拉凯特在充满氮的云室里做了α粒子轰击氮核的实验，并拍摄了两万多张云室的照片，终于从40多万条α粒子径迹中发现有8条产生了分叉(见课本上图)，分析可知有三条径迹，分叉后的细长径迹是质子的径迹，另一条短粗的径迹是新生核的径迹，α粒子的径迹在跟核碰撞后不再出现，因此这个核反应过程中α粒子打进氮核后形成复核，复核衰变后放出质子．从质量数守恒和电量数守恒可知，其反应方程式为

从布拉凯特的实验中，可知40多万条径迹中只有8条分叉，可见科学研究工作的艰巨性，并且可以看到科学实验的重要作用．

5．结论．

后来人们用同样的方法使氟、钠、铝等发生了类似的转变，都产生了质子． 由于各种原子核里都能打出质子来，可见质子是原子核的组成部分．

二、中子的发现：

质子是原子核的组成部分已被人接受，最初有人认为，原子核可能是由质子组成的。但不久就知道这种想法是不正确的。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。实际上原子核的电荷数只是质量数的一半或者还少一些，卢瑟福根据这一事实，预言原子内可能还存在着质量跟质子相等的不带电的中性粒子，他把它称为中子。

1920年，卢瑟福根据实验的事实提出中子的存在。

1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击轻元素铍核，发现并未发射出质子，而放出了一种新的射线．这种射线几乎不能使气体电离，在电场和磁场中也不发生偏转，是不带电的，射线的贯穿能力强，他们认为这是γ射线．经检测，射线的能量在10ＭeV左右，远大于天然放射物质衰变时发出的γ射线的能量．

1931年，约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实验，并用这种未知射线去轰击石蜡。结果竟从中打出能量约5.7 MeV的质子．这是异常惊人的新发现，因为其行为完全不同于γ射线，γ射线只能打出电子而打不出质子，γ光子的质量近乎０，电子也很轻，光子撞击电子，使它动起来是合乎常理的，但质子质量是电子的1800倍，一颗子弹怎么能撞动一辆汽车呢？如果认为轰击石蜡的射线是γ射线，那么光子的能量应达55 MeV，这与实际测得的射线能量10 MeV相去甚远．这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：我不是γ射线……！可惜的是，他们擦肩而过，无缘相识。面对55eV与10eV的矛盾，他们还是十分牵强地解释为其它的原因，并于1932年１月11日向巴黎科学院提交了实验情况和对未知射线判定为γ射线的结论。

1932年１月底，查得威克得到这一论文，约里奥夫妇的实验使他心跳，他认为约里奥夫妇的结论肯定有误，违反能量守恒啊！他敏感到这很可能是导师卢瑟福预言、自己苦苦寻找了12年的中子。他决定用云室的方法探测射线的速度和质量。

他先测出射线的速度不到光速的十分之一，排除了是γ射线的可能，又用弹性碰撞动量守恒的方法测出不带电粒子的质量与质子质量差不多。他还根据自旋确定不带电的粒子不可能是由质子和电子组合而成，只能是另一种新的独立粒子，他称之为中子。就这样，仅用了十天时间，成功地证实了这种中性射线就是中子流。他当之无愧地成为“中子之父”，并因此获1935年诺贝尔物理奖。

1932年英国物理学查德维克发现它是中性粒子流，并进行的测定。排除了它是γ

射线的可能性。这种粒子实际上就是卢瑟福设想的中子。中子的质量数是1，电荷数是0，大于用符号

10n表示。这样α粒子轰击铍的反应式就可以写为：

94Be42He126C10n

因为中子不带电，所以是理想的轰击原子核的武器。

中子的质量是1.674954×10-27千克

质子的质量是1.672648×10-27千克

发现中子的意义：“机遇只偏爱有准备的头脑”

中子的发现，有重大的意义，中子不带电，用它去轰击原子核，不受库仑力的影响，是研究原子核的强有力的“炮弹”。在此以前，可供研究用的“炮弹”只有天然放射元素发出的α、β、γ三种射线，中子流则是穿透本领更大，轰击原子核更有效的“炮弹”，人们用它轰击各种原子核，获得许许多多人工放射性同位素，用它轰开铀核，实现了原子能的利用。

三、原子核的组成1、组成原子核由质子和中子组成，其中质子数等于原子的原子序数，中子数等于原子核的质量数减去质子数。

X符号：zX表示元素符号，Z表示质子数，A表示质量数

2.原子核中的三个整数:

(1)核子数:质子和中子质量相差很小,统称为核子.质子数和中子数之和叫核子数.(2)电荷数(z):原子核所带的电核总是质子数的整数倍,用这个整数表示电荷量.(3)质量数(A):原子核的质量等于质子和中子的质量和,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,叫质量数.3.原子核中的两个等式:

(1)核电荷数=质子数=元素的原子序数=荷外电子数

(2)质量数=核子数=质子数+中子数

4.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。原子核人工转变的三大发现：

11919年卢瑟夫发现质子的核反应： ○

1N+4He→178O+1H 21

21932年查德威克发现中子的核反应： ○

9Be+4He→12

6C+01n 42

31934年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应： ○

27Al+4He →30P+01n 13152A

30P→30Si+01e 1514

第二篇：5原子核的组成教案

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射线，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射线是正电荷，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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，mp1.67262311027kg

中子(nucleon)不带电，mn1.67492861027kg

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

A⑤ 符号ZX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123是：1H,1H,1H。

14碳有两种同位素，符号分别是126C,6C。

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．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．粒子不同于氦原子核 D．射线的贯穿本领比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，，，射线，经研究知道，X，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，射线是电子流，粒子是氦核。从，，三者的穿透本领而言：射线最强，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：射线的来源：原子核内没有电子，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。

第三篇：原子核的组成教学设计

原子核的组成

新课导入：

【展示铜锅、水】

师：金属铜是由什么构成的？ 生：铜原子

师：那么水分子呢？

生：一个水分子是由两个氢原子和一个氧原子构成的。

师：原子是构成物质的一种微粒，那它自身是由什么构成的？ 生：原子核和核外电子。

师：我们都知道原子很小，原子核比原子小得多。

假设我们把原子比喻成直径为200米的体育馆，那么原子核有多大呢？ 生：蚂蚁

师：原子核相当于体育馆里面的一只小蚂蚁。

原子核虽小，但它并不简单，今天我们就一起来学习原子核的组成。

新课推进：

师：请同学们回忆一下，在初中我们已学过原子核是由哪几部分组成的？ 生：质子和中子。

师：请大家根据表格上所给的数据，思考质子、中子和核外电子的带电情况。生：质子带一个单位正电荷

师：1.602×10-19为一个单位正电荷

生：中子不带电，电子带一个单位负电荷。

师：我们知道原子不带电，中子不带电，质子带一个单位，核外电子带一个单位负电荷，那么我们可以得出质子数与核外电子数有什么关系？ 生：质子数=核外电子数

师：原子核是由质子和中子组成的，中子不带电，原子核所带的电就是原子核内所有质子所带的电，那么我们同样可以得出质子数与核电荷数有什么关系？ 生：质子数=核电荷数 师：在元素中期表中，1号元素是H，2号元素是He，3号元素是Ne，这些元素编排顺序的依据是什么？ 生......师：质子数，化学上规定，原子序数=质子数

推论：质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数，请大家根据这个推论思考13号元素、O元素的质子数、核外电子数、核电荷数、原子序数分别是多少？ 13号元素学生一起回答，O元素叫一个同学起来回答。

师：科学研究表明，原子核体积虽小，但整个原子质量几乎全部集中在原子核上。我们假定质子、中子相对质量为1，那么电子的相对质量相当于质子、中子相对质量的1/1836，几乎可以忽略不计，所以我们可以得出原子的质量几乎全部集中在原子核上。

师：氢同学们看课本31页问题解决的第1题，将F、Na、Al原子的质子数和中子数之和填入表1 —8，并与相对原子质量作比较。生：质子数+中子数≈相对原子质量

师：这是约等于，不是等于。为什么质子数+中子数≈相对原子质量呢？ 生：电子质量几乎可以忽略不计。

师：因为原子的质量几乎全部集中在原子核上。

我们用Z来表示质子数，N来表示中子数，质子数+中子数我们用A来表示，这个A我们把它叫做质量数。所以我们可以得出第2个推论：质量数=质子数+中子数≈相对原子质量。那如何来用这2个推论呢？

让学生做作业本17页第7、10、14题，并进行讲解 师：我们已知道了构成原子的几种微量，那我们能不能通过这几种微量来表示一个原子呢？下面我们一起来学习原子表示法。我们用X表示一个原子的元素符号，在左下角用Z表示它的质子数，在左下角用A来表示它的质量数。A

X Z

下面请同学们用原子表示法表示31页问题解决表1-8中的3个原子

A 请同学上来表示，并提问全部同学，每个原子表示的含义，从中推出 X Z 的含义：表示质子数为Z，质量数为A的X原子。

接着提问学生，X右上角的表示什么意思 生：电荷数

师：那X右下角的表示什么意思

±m 生：原子个数 A C±

X d 师：X上面±m表示什么意思？

Z 生：化合价 3 师：请大家观察1 1H、1H、1H这3个原子的质子数、中子数有什么共同点和不同点 生：质子数相同，中子数不同 14 师：12 6C、6C、6C质子数、中子数有什么异同点 生：质子数相同，中子数不同 师：请同学们再来思考下，我用红框框起来的这两个原子1 1H、6质子数、中子数有什么异同点

生：都不相同

师：那这6个原子的共同点是什么？ 生：都有一定的质子数与中子数 师：我们具有一定质子数与中子数的原子叫做同位素

在初中我们已经学过元素的概念，请同学们回忆一下什么是元素 生：具有相同质子数的同一类原子的总称 3 师：1 1H、1H、1H我们可以说它们属于同一种元素吗？ 生：是

师：我们可以说它们是同一种核素吗？ 生：不能

师：因为核素是需要质子数和中子数都相等的原子才能叫做核素。师：那质子数相等，中子数不等的核素我们叫做什么？

我们把它叫做同位素。3 1 2 比如说1 1H、1H、1H互为同位素，我们把1H叫做氕用H来表示；1H叫做氘，用D来表示；3 1H叫做氚，用T来表示 14 师：同学们思考一下，我们为什么12 6C、6C、6C为同位素呢？ 生....师：因为它们处在元素周期表同一个位置，我们把质子数相同的原子放在同一个位置 请大家在思考一下，C表示什么含义？ 生：碳元素 14 师：12 6C、6C、6C表示什么含义 生：碳的3中核素

师：他们之间有什么关系？ 生：它们之间互为同位素

做作业本17页第2题，并讲解

课堂小结 板书

原子核的组成

质子 带一个单位正电荷

原子核 中子

不带电

化合价质量数—— A

原子Z质子数——

X+d— c+--——离子所带的电荷数

原子个数 e——离子所带的电荷数

1.核外电子 带一个单位负电荷

2、推论1：：质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数 推论2：质子数+中子数≈相对原子质量

3、核素：具有一定质子数和中子数的一类原子

4、同位素：质子数相等、中子数不等的核素

第四篇：原子结构和原子核精选练习(含答案)

原子结构和原子核精选练习

知识要点：

⑵人工转变：

147

171(发现质子的核反应)(卢瑟福)用α粒N42He8O1H

1．原子的结构

①汤姆生模型(枣糕模型)汤姆生发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门.②卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说

α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。

卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，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运动。

由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10m。

2．玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数)玻尔补充三条假设

⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。(本假设是针对原子稳定性提出的)

⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出)(hE初E终)辐射(吸收)光子的能量为hf＝E

初

5子轰击氮核,并预言中子的存在41

219(发现中子的核反应)(查德威克)钋产4Be2He6C0n

生的α射线轰击铍

430127

13Al2He15P0n

3015(人工制造放射P30i014S1e

性同位素)

正电子的发现(约里奥居里和伊丽芙居里夫妇)α粒子轰击铝箔

1141921⑶重核的裂变： 235

92U0n56Ba36Kr30n

在一定条件下(超过临界体积)，裂变反应会连续不断

地进行下去，这就是链式反应。

341（需要几百万度高温，⑷轻核的聚变：2

1H1H2He0n

所以又叫热核反应）

所有核反应的反应前后都遵守：质量数守恒、电荷数守恒。（注意：质量并不守恒。）6.核力与核能

(1)核力：原子核的半径很小，其中的质子之间的库仑力很大，受到这么大的库仑斥力却能是稳定状态，一定还有另外一种力把各核子紧紧地拉在一起，这种力叫做 核力.①核力是很强的力.－

②核力作用范围小，只在2.0×1015 m短距离内起作用.③每个核子只跟它相邻的核子间才有核力作用.(2)核能

①结合能：核子结合成原子核时放出一定的能量，原子核分解成核子时吸收一定能量，这种能量叫 结合能.②质量亏损：核子结合生成原子核，所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些，这种现象叫做 质量亏损.也可以认为在核反应中，参加核反应的总质量m和核反应后生成的核总质量m′之差：Δm＝m－m′.③爱因斯坦质能方程：爱因斯坦的相对论指出：物体的能量和质量之间存在着密切的联系，它们的关系是：E＝mc2，这就是爱因斯坦的质能方程.2质能方程的另一个表达形式是：ΔE＝Δmc.(2)核能计算方法有三：①用E

mc2(△m单位为“kg”)；

②用△E=931.5△m(△m 单位为“u”)； ③借助动量守恒和能量守恒计算； 7.放射性同位素的应用

⑴利用其射线：α射线电离性强,用于使空气电离,将静电泄出,从而消除有害静电。γ射线贯穿性强,可用于金属探伤,也可用于治疗恶性肿瘤。各种射线均可使DNA发生突变,可用于生物工程，基因工程。

⑵作为示踪原子。用于研究农作物化肥需求情况，诊断甲状腺疾病的类型，研究生物大分子结构及其功能。

⑶进行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木质文物的产生年代。

一般都使用人工制造的放射性同位素（种类齐全，各种元素都有人工制造的放射性同位。半衰期短，废料容易处理。可制成各种形状，强度容易控制）。

要求：①会完成方程、判断类型；②记住人物方程； ③核反应能量的计算；④记住几种粒子的元素符号。

-E末

⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续;(即原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道分布也是不连续的)3.天然放射现象

①天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构 核变化从贝克勒耳发现天然放射现象开始衰变(用电磁场研究)：

②各种放射线的性质比较（略）4.半衰期

①半衰期是一个统计概念，只有对大量的原子核才成立，对几个原子核，则不存在半衰期的概念.半衰期的长短与所处的物理状态和化学状态无关．

1②公式：N余＝N原

2tT

tT

M余＝M原()

25.四种核反应类型(衰变,人工核转变,重核裂变,轻核骤变)

23414⑴衰变： α衰变：238(实质：核内21)492U90Th2He1H20n2He

α衰变形成外切(同方向旋)，0(实质：核内的中子转变成了质子和β衰变：23423490Th91Pa1e

10)β衰变形成内切(相反方向旋)，且大圆为α、中子0n11H1e

β粒子径迹。

1030+β衰变：30（核内1）i01H0n1e15P14S1e

练习：

1．卢瑟福粒子散射实验的结果 A、证明了质子的存在B、证明了原子核是由质子和中子组成的C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上

D、说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动 2．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是： A、原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内 B、原子中的质量均匀分布在整个原子范围内

C、原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内 D、原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内

3．在卢瑟福的粒子散射实验中，有少数粒子发生大角度偏转，其原因是

A、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B、正电荷在原子中是均匀分布的 C、原子中存在着带负电的电子

D、原子只能处于一系列不连续的能量状态中

4．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后

A、原子的能量增加，电子的动能减少 B、原子的能量增加，电子的动能增加 C、原子的能量减少，电子的动能减少 D、原子的能量减少，电子的动能增加

5．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，ra>rb，在此过程中

A、原子要发出一系列频率的光子 B、原子要吸收一系列频率的光子 C、原子要发出某一频率的光子 D、原子要吸收某一频率的光子

6．用光子能量为E的光束照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后，能发射频率为ν

1、ν

2、ν3的三种光子，且ν1<ν2<ν3．入射光束中光子的能量应是：

A．hv1B．h(v1+ν2)C．h(v2+v3)D．h(v1+v2+v3)7．按照玻尔理论，氢原子若能从能级A跃迁到能级B时，吸收频率为v1的光子，若从能级A跃迁到能级C时，释放频率为v2的光子．己知v2>v1，而氢原子从能级C跃迁到能级B时，则： A．释放频率为v2-v1的光子 B．释放频率为V2+ν1的光子 C．吸收频率为v2-ν1的光子D．吸收频率为V2+V1的光子

8、下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A．粒子散射现象B．天然放射现象C．光电效应现象D．原子发光现象

9、放射性元素衰变时放出三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是（）

B、射线，射线，射线，D、射线，射线，射线

A、射线，射线，射线C、射线，射线，射线

同频率的光波。已知金属钾的逸出功为2.22eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有（）A.二种B.三种C.四种D.五种

12、铀裂变的产物之—氦90(90Kr)是不稳定的，它经过一系列36衰变最终成为稳定的锆90(90Zr)，这些衰变是()． 40A．1次α衰变，6次β衰变B．4次β衰变C．2次α衰变D．2次α衰变．2次β衰变 13．关于放射性元素原子核的衰变，下列叙述中哪些是不正确的[]

A．γ射线是伴随α射线或β射线而发射出来的 B．半衰期的大小不随化学状态、温度等变化而变。C．某核放出一个β粒子或α粒子后，都变成一种新元素的原子核。

D．若原来有某种放射性元素的原子核10个，则经一个半衰期后，一定有5个原子核发生了衰变。

14、原子序数大于92的所有元素，都能自发地放出射线，这些射线共有三种α射线、β射线和γ射线．下列说法中正确的是

A．原予核每放出一个α粒子，原子序数减少4B．原予核每放出一个α粒子，原于序数增加4 C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少lD．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1

15、下列现象中，与原子核内部变化有关的是()． A．α粒子散射B．光电效应C．天然放射现象D．原子发光现象

16、天然放射现象的发现揭示了()．

A．原子不可再分B．原子的核式结构C，原子核还可再分D．原子核由质子和中子组成

17、A、B两种放射性元素，它们的半衰期分别为tA=10天，tB＝30天，经60天后，测得两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比为[]

A．3∶1B．48∶63C．1∶16D．16∶1

18、下面列出的是一些核反应方程：

3030 P→14Si+X、1

594Be+2H→105B +Y、1He+42He→72

3Li+Z其中()．

A．X是质子，Y是中子，Z是正电子B，X是正电子，Y是质子，Z是中子 C．X是中子，Y是正电子，Z是质子D．K是正电于，Y是中子，Z是正质子

19、卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应

4161方程为：2下列说法错误的是（）He147N8O1H10、一个氢原子从n=4的激发态向基态跃迁的过程中最多能产生几种频率的光

Ａ、１种；Ｂ、２种；Ｃ、３种；Ｄ、６种；11.图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E.处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不

A.通过该实验发现了质子 B.实验中是用α粒子轰击氮核的C.原子核在人工转变的过程中，核电荷数一定守恒 D.原子核的人工转变是指物质自发地放出射线的现象

20、在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图16-2所示中a、b，由图可以判定()． A．该核反生的是α衰变B．该核发生的是β衰变

C．磁场方向一定垂直纸面向里D．磁场方向向里还是向外无法判定 21．下列说法正确的是

1124A．15是α衰变方程。7N1H6C2He27、关于质能方程，下列哪种说法是正确的()A．质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加 C．某一定量的质量总是与一定量的能量相联系

D．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系

28．关于原子反应堆，下面哪种说法是错误的()A．铀棒是核燃料，裂变时释放核能B．镉棒的作用是控制反应堆的功率 C．石墨的作用是吸收中子

D．冷却剂的作用是控制反应堆的温度和输出内能

29．原子反应堆是实现可控制的重核裂变链式反应的一种装置，它主要有哪四部分组成?()

A．原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统B．原子燃料、减速剂、冷热系统和传热系统

C．原子燃料，调速剂、碰撞系统和传热系统D．原子燃料，中子源、原子能聚存系统和输送系统 30、太阳辐射能量主要来自太阳内部的：

A.化学反应B.放射性衰变C.裂变反应D.热核反应 31．从静止的镭核226 88Ra中射出的α粒子垂直进入正交的匀强

电场E和匀强磁场B，在电磁场中做直线运动，已知E＝

－

3.72×104N/C，B＝2.0×103T.(1)写出核反应式.(2)放出α粒子后，反冲核速度多大？

(3)若静止的镭核放出α粒子是在匀强磁场中进行的，而且衰变后它们的速度均垂直于匀强磁场B，求α粒子与反冲核做圆周运动的半径之比，并定性地画出α粒子和反冲核运动的完整轨迹.32、太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为2.013 6 u，氦核质量为3.015 0 u，中子质量为1.008 7 u，1 u的质量相当于931.5 MeV的能量则：

21(1)完成核反应方程：21H＋1H→________＋0n.(2)求核反应中释放的核能．

(3)在两氘核以相等的动能0.35 MeV进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能．

答案：

3B．1H1H2He是核聚变反应方程

C．

238

UThHe是核裂变反应方程

2349

427301是原子核的人工转变方程 D．2He13Al15P0n22、天然放射性元素232(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，90Th变成208，下列论断中正确的是()． 82PbA．铅核比钍核少24个中子

B．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变 C．铅核比钍核少8个质子

D．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变

23、在下列四个方程中，x1、x2、x3和ｘ4，各代表某种粒子： ①

19523

5192U+0n→38

Sr+13654Xe+3x1②1H+ｘ2→2He+0n

2723424③23892U→90Th+ x3④12Mg+2He→13A1+ｘ

4以下判断中正确的是()．

A．x1是中子B．x2是质子C．x3是α粒子D．x4是氘核

24、下面是一核反应方程式：2→41H＋1H―2He＋X，用c表示光速，则()

A.X是质子，核反应放出的能量等于质子质量乘c2 B.X是中子，核反应放出的能量等于中子质量乘c

2C.X是质子，核反应放出的能量等于氘核与氘核的质量和减去氦核与质子的质量和，再乘c2

D.X是中子，核反应放出的能量等于氘核与氘核的质量和减去

氦核与中子的质量和，再乘c

25．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（222），由于衰变86Rn

它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42：1，如图6所 示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个（）

2220A．222

86Rn87Fr1e2184B．222 86Rn84Po2He

2220

C．22286Rn85At1e

2222D．222 86Rn85At1H

26．下列说法中正确的是()

A．射线比射线更容易使气体电离B．核反应堆产生的能量来自轻核的聚变 C.卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子

D．太阳辐射的能量主要来源于太阳内部重核的裂变

88862

5(2)3.4×10 m/s(3)43∶1轨迹如图

32、(1)2He(2)3.26 MeV

(3)0.99 MeV 2.97 MeV

第五篇：原子核结构的教案设计

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

1、原子核的组成问提：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，中子(nucleon)不带电，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。

提问：列举一些元素的同位素?

提示：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：。

碳有两种同位素，符号分别是。