上課第十九章 原子核

1、第十九章原子核19.1原子核的組成教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1、知識(shí)與技能、知識(shí)與技能 （1）了解天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律；（2）知道三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場(chǎng)區(qū)分它們；（3）知道原子核的組成，知道核子和同位素的概念。2、過(guò)程與方法、過(guò)程與方法 （1）通過(guò)觀察，思考，討論，初步學(xué)會(huì)探究的方法； （2）通過(guò)對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)自學(xué)和歸納能力。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）樹立正確的，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度； （2）樹立辨證唯物主義的科學(xué)觀和世界觀。 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律，原子核的組成。 教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：知道三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場(chǎng)區(qū)分它們 教學(xué)方法：教學(xué)方法

2、：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。 教學(xué)用具：教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備1.1.放射性和放射性元素放射性和放射性元素: :18961896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光，物質(zhì)發(fā)射線可以穿透黑紙使照相底片感光，物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為射線的性質(zhì)稱為放射性放射性具有發(fā)射性的元素具有發(fā)射性的元素稱為稱為放射性元素放射性元素2.2.天然放射性現(xiàn)象天然放射性現(xiàn)象: :放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫做放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫做天然天然放射現(xiàn)象放射現(xiàn)

3、象一、天然放射現(xiàn)象一、天然放射現(xiàn)象鋇鈾云母鋇鈾云母翠砷銅鈾礦翠砷銅鈾礦斜水鉬鈾礦斜水鉬鈾礦鈾鈣石礦鈾鈣石礦 放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于8282的所有元素，都的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于8383的元的元素，有的也具有放射性素，有的也具有放射性放大了放大了10001000倍的鈾礦石倍的鈾礦石 在放射性現(xiàn)象中放出的射線是什么東西呢？在放射性現(xiàn)象中放出的射線是什么東西呢？ 它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性質(zhì)以外，還有些什么性質(zhì)呢？質(zhì)以外，還

4、有些什么性質(zhì)呢？ 這些射線帶不帶電呢？這些射線帶不帶電呢？二、射線到底是什么二、射線到底是什么放射性由左手定則可得如下結(jié)論：由左手定則可得如下結(jié)論：放射性思考與討論思考與討論不加磁場(chǎng)，如何實(shí)現(xiàn)如下圖偏轉(zhuǎn)情況？不加磁場(chǎng)，如何實(shí)現(xiàn)如下圖偏轉(zhuǎn)情況？射線射線 根據(jù)射線的偏轉(zhuǎn)方向和磁場(chǎng)方向的關(guān)系可以根據(jù)射線的偏轉(zhuǎn)方向和磁場(chǎng)方向的關(guān)系可以確定，偏轉(zhuǎn)較小的一束由帶正電荷的粒子組成，確定，偏轉(zhuǎn)較小的一束由帶正電荷的粒子組成，我們把它叫做我們把它叫做射線，射線，射線由帶正電的射線由帶正電的粒子組粒子組成成.科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)每個(gè)科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)每個(gè)粒子帶的正電荷是電粒子帶的正電荷是電子電荷的子電荷的2倍，倍，粒子

5、質(zhì)量大約等于氦原子的質(zhì)量粒子質(zhì)量大約等于氦原子的質(zhì)量.進(jìn)一步研究表明進(jìn)一步研究表明粒子就是氦原子核粒子就是氦原子核. 由于由于粒子的質(zhì)量較大，所以粒子的質(zhì)量較大，所以射線的穿透本射線的穿透本領(lǐng)最小，我們用一張厚紙就能把它擋住領(lǐng)最小，我們用一張厚紙就能把它擋住.射線射線 與與射線偏轉(zhuǎn)方向相反的那束射線帶負(fù)射線偏轉(zhuǎn)方向相反的那束射線帶負(fù)電荷，我們把它叫做電荷，我們把它叫做射線射線.研究發(fā)現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)射線射線由帶負(fù)電的粒子（由帶負(fù)電的粒子（粒子）組成粒子）組成.進(jìn)一步研進(jìn)一步研究表明究表明粒子就是電子粒子就是電子. 射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，很容易穿透黑射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，還能穿透幾厘米厚的

6、鋁板紙，還能穿透幾厘米厚的鋁板. 射線射線 中間不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的那束射線叫做中間不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的那束射線叫做射線，射線，研究表明，研究表明，射線的實(shí)質(zhì)是一種波長(zhǎng)極短的射線的實(shí)質(zhì)是一種波長(zhǎng)極短的電磁波電磁波，它不帶電，是中性的，它不帶電，是中性的. 射線的穿透本領(lǐng)極強(qiáng)，一般薄金屬板射線的穿透本領(lǐng)極強(qiáng)，一般薄金屬板都擋不住它，它能穿透幾十厘米厚的水泥都擋不住它，它能穿透幾十厘米厚的水泥墻和幾厘米厚的鉛板墻和幾厘米厚的鉛板. 放射性由上圖所示實(shí)驗(yàn)可得如下結(jié)論由上圖所示實(shí)驗(yàn)可得如下結(jié)論經(jīng)過(guò)研究可得三種射線電離能力關(guān)系如下經(jīng)過(guò)研究可得三種射線電離能力關(guān)系如下 射線射線射線射線射線射線電離能力電離能力貫穿能力貫穿

7、能力速度速度成分成分氦原子核氦原子核高速高速電子流電子流高能量高能量電磁波電磁波1/101/10光速光速接近光速接近光速光速光速弱弱較強(qiáng)較強(qiáng)很強(qiáng)很強(qiáng)很容易很容易較弱較弱更小更小閱讀課文填寫表格：閱讀課文填寫表格：放射性三、原子核的組成三、原子核的組成 放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性元素的原子核內(nèi)釋放出來(lái)的，這表明原子核也有內(nèi)部結(jié)構(gòu). 原子核內(nèi)究竟還有什么結(jié)構(gòu)？ 原子核又是由什么粒子組成的呢？ 三三. .質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)（質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)（盧瑟福）盧瑟福） 1919年，年，盧瑟福盧瑟福用用粒子粒子轟擊轟擊氮核氮核，得到，得到了了質(zhì)子質(zhì)子。經(jīng)過(guò)研究證明，質(zhì)子帶正電荷

8、，經(jīng)過(guò)研究證明，質(zhì)子帶正電荷，其電量和一個(gè)電子的電量相同，它的質(zhì)量其電量和一個(gè)電子的電量相同，它的質(zhì)量等于一個(gè)電子質(zhì)量的等于一個(gè)電子質(zhì)量的1836倍倍.進(jìn)一步研究進(jìn)一步研究表明，質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全表明，質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全相同，所以相同，所以質(zhì)子就是氫原子核質(zhì)子就是氫原子核.Kgmp27106726231. 1 同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質(zhì)子。出了質(zhì)子。-質(zhì)子是原子核的組成部分。質(zhì)子是原子核的組成部分。原子核是否只是由質(zhì)子組成呢？原子核是否只是由質(zhì)子組成呢？核的質(zhì)量核的質(zhì)量核的電量核的電量質(zhì)子質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量質(zhì)子電量質(zhì)子電量？

9、 盧瑟福盧瑟福進(jìn)而進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這，這一猜想被他的學(xué)生一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并得到公，并得到公認(rèn)認(rèn)2.中子的發(fā)現(xiàn)中子的發(fā)現(xiàn)1.盧瑟福的預(yù)言盧瑟福的預(yù)言2.1932年英國(guó)物理學(xué)家年英國(guó)物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子子3.Kgmn27106749286.11.1.原子核的組成原子核的組成: :質(zhì)子和中子質(zhì)子和中子2.2.原子核中的三個(gè)整數(shù)原子核中的三個(gè)整數(shù): :(1)(1)核子數(shù)核子數(shù): :質(zhì)子和中子質(zhì)量相差很小質(zhì)子和中子質(zhì)量相差很小, ,統(tǒng)稱為核子統(tǒng)稱為核子. .質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù)和中子

10、數(shù)之和叫核子數(shù). .(2)(2)核電荷數(shù)核電荷數(shù)(z):(z):原子核所帶的電荷總是質(zhì)子數(shù)的整數(shù)倍原子核所帶的電荷總是質(zhì)子數(shù)的整數(shù)倍, ,用這個(gè)整數(shù)表示核電荷量用這個(gè)整數(shù)表示核電荷量. .(3)(3)核質(zhì)量數(shù)核質(zhì)量數(shù)(A):(A):原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量和原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量和, ,所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍, ,這個(gè)整這個(gè)整數(shù)數(shù), ,叫核質(zhì)量數(shù)叫核質(zhì)量數(shù). .3.3.原子核中的兩個(gè)等式原子核中的兩個(gè)等式: :(1)(1)核電荷數(shù)核電荷數(shù)= =質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)= =元素的原子序數(shù)元素的原子序數(shù)= =核外電子數(shù)核外電

11、子數(shù)(2)(2)核質(zhì)量數(shù)核質(zhì)量數(shù)= =核子數(shù)核子數(shù)= =質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)+ +中子數(shù)中子數(shù)原子核組成AZ 核電荷數(shù)：核電荷數(shù)：原子核所帶的電荷總原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，這個(gè)倍數(shù)是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，這個(gè)倍數(shù)叫電荷數(shù)叫電荷數(shù) 質(zhì)量數(shù)：質(zhì)量數(shù)：原子核的質(zhì)量幾乎等于原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個(gè)倍單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個(gè)倍數(shù)叫質(zhì)量數(shù)數(shù)叫質(zhì)量數(shù)例如：例如：XAzX表示表示元素符號(hào)元素符號(hào)Z表示表示質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)A表示表示質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù))2(, 4,242個(gè)中子即有質(zhì)量數(shù)為個(gè)質(zhì)子有表示氦原子核He)146(,238,9223892個(gè)中子即有質(zhì)量數(shù)為個(gè)質(zhì)子有表示鈾原子核U原子核的表示

12、：原子核組成課本課本68頁(yè)頁(yè) 思考與討論思考與討論鈾鈾235的核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)各為多少？的核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)各為多少？ 4.同位素同位素:若原子核若原子核質(zhì)子數(shù)相同質(zhì)子數(shù)相同，而中子，而中子數(shù)不同，（質(zhì)量數(shù)當(dāng)然不同），數(shù)不同，（質(zhì)量數(shù)當(dāng)然不同），在元素在元素周期表中的周期表中的位置相同位置相同, ,則互為同位素。則互為同位素。故故互稱同位素互稱同位素. .同位素具有同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)相同的化學(xué)性質(zhì). .),(11即通常說(shuō)的氫氕H)(21氘，也叫重氫H),(31也叫超重氫氚H原子核組成課本課本68頁(yè)頁(yè) 思考與討論思考與討論鈾鈾235的核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)各為多少？的核子數(shù)，質(zhì)子

13、數(shù)與中子數(shù)各為多少？原子核組成課本課本68頁(yè)頁(yè) 思考與討論思考與討論鈾鈾235的核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)各為多少？的核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)各為多少？氘和氚是氫的同位素，關(guān)于氕、氘、氚的原子，氘和氚是氫的同位素，關(guān)于氕、氘、氚的原子，下列說(shuō)法哪個(gè)正確？下列說(shuō)法哪個(gè)正確？ （1）具有相同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、相同）具有相同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、相同的電子數(shù)；的電子數(shù)；（2）具有不同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、相同）具有不同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、相同的電子數(shù)；的電子數(shù)；（3）具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同的中子數(shù)、相同）具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同的中子數(shù)、相同的電子數(shù)；的電子數(shù)；（4）具有相同的質(zhì)子數(shù)、相同的中

14、子數(shù)、不同）具有相同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、不同的電子數(shù)的電子數(shù)（3）小結(jié)小結(jié)小結(jié)小結(jié)問(wèn)題與練習(xí)問(wèn)題與練習(xí)課本課本P69 P69 第第3 3題題 第第4 4題題19.2放射性元素的衰變教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能、知識(shí)與技能 （1）知道放射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是原子核的衰變； （2）知道兩種衰變的基本性質(zhì)，并掌握原子核的衰變規(guī)律； （3）理解半衰期的概念。 2、過(guò)程與方法、過(guò)程與方法 （1）能夠熟練運(yùn)用核衰變的規(guī)律寫出核的衰變方程式； （2）能夠利用半衰期來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算（課后自學(xué)）。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：、情感、態(tài)度與價(jià)值觀： 通過(guò)傳說(shuō)的引入，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神與唯物史觀的教育，不斷的設(shè)疑培養(yǎng)學(xué)

15、生對(duì)科學(xué)孜孜不倦的追求，從而引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入一個(gè)美妙的微觀世界。 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：原子核的衰變規(guī)律及半衰期。 教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：半衰期描述的對(duì)象。 教學(xué)方法：教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。 教學(xué)用具：教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備?；仡櫍喝N放射性射線的性質(zhì)回顧：三種放射性射線的性質(zhì)三種射線 、三種射線的性質(zhì)：最弱最強(qiáng)c光子較弱較弱接近c(diǎn)電離本領(lǐng)貫穿本領(lǐng)速率組成物質(zhì)射線射線種類氦核He42電子e01最強(qiáng)最弱c101一、原子核的衰變一、原子核的衰變2.2.衰變遵循的原則：衰變遵循的原則：質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。守恒，電荷數(shù)守恒。 原子核放出原子核放出粒子或粒子或粒子，由

16、于粒子，由于核電荷數(shù)變了，它在周期表中的位置就核電荷數(shù)變了，它在周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。變了，變成另一種原子核。1.1.原子核的衰變：我們把原子核由于放出某原子核的衰變：我們把原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃シN粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儯ㄗ儯╠ecay） （1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做 衰變衰變 XAZHeThU422349023892 HeRnRa422228622688 ?23892U?23090ThHeRaTh422268823090 He42 YAZ42 3.3.原子核衰變的分類原子核衰變的

17、分類: :（1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做 衰變衰變 XAZHe42 YAZ42 3.3.原子核衰變的分類原子核衰變的分類: :（2 2）衰變衰變: :原子核放出原子核放出粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做衰變衰變 ePaTh012349123490 XAZeMgNa0124122411 ?2411Nae01 YAZ 1 思考與討論思考與討論原子核里沒有電子，原子核里沒有電子，衰變中的電子來(lái)自哪衰變中的電子來(lái)自哪里？里？11H10n01e（1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做 衰變衰變 XAZHe42 YAZ42 3.

18、3.原子核衰變的分類原子核衰變的分類: :（2 2）衰變衰變: :原子核放出原子核放出粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做衰變衰變 XAZe01 YAZ 1 （3 3）衰變衰變: :伴隨伴隨 射線或射線或 射線產(chǎn)生射線產(chǎn)生. .注意：注意： 1、 放射性元素衰變不可能有單獨(dú)的放射性元素衰變不可能有單獨(dú)的衰變！衰變！ 2、衰變后元素的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，即：、衰變后元素的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，即：生成了新的原子核！生成了新的原子核！例：例： 經(jīng)過(guò)一系列經(jīng)過(guò)一系列 衰變和衰變和 衰變后，可以衰變后，可以變成穩(wěn)定的元素鉛變成穩(wěn)定的元素鉛206 206 ，問(wèn)這一過(guò)程，問(wèn)這一過(guò)程 衰變和衰變和 衰變次數(shù)？衰變次數(shù)

19、？U23892解：設(shè)經(jīng)過(guò)解：設(shè)經(jīng)過(guò)x x次次 衰變，衰變，y y次次 衰變衰變eyHexPbU01422068223892 2382064x92 = 82 + 2x - yx8y6)(20682Pb釷釷232經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)6次次 衰變和衰變和4次次 衰變后變成一種衰變后變成一種穩(wěn)定的元素，這種元素是什么？它的質(zhì)量數(shù)穩(wěn)定的元素，這種元素是什么？它的質(zhì)量數(shù)是多少？它的原子序數(shù)是多少？是多少？它的原子序數(shù)是多少？練習(xí)：二、半衰期二、半衰期 1 1、半衰期、半衰期 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，叫做這種元素的半衰期。的時(shí)間，叫做這種元素的半衰期。 tmm)2

20、1(0 放射性元素的剩余質(zhì)量放射性元素的剩余質(zhì)量與原有質(zhì)量的關(guān)系：與原有質(zhì)量的關(guān)系： tNN)21(0 2 2、不同的放射性元素，半衰期、不同的放射性元素，半衰期不同不同 例如：例如： 氡氡222222衰變?yōu)獒曀プ優(yōu)獒?18218的半衰期為的半衰期為3.83.8天天 鐳鐳226226衰變?yōu)殡彼プ優(yōu)殡?22222的半衰期為的半衰期為16201620年年 鈾鈾238238衰變?yōu)殁Q衰變?yōu)殁Q234234的半衰期長(zhǎng)達(dá)的半衰期長(zhǎng)達(dá)4.54.510109 9年年3 3、半衰期的計(jì)算、半衰期的計(jì)算 例：已知釷例：已知釷234234的半衰期是的半衰期是2424天，天，1g1g釷經(jīng)過(guò)釷經(jīng)過(guò)120120天后還剩多少

21、？天后還剩多少？計(jì)算表達(dá)式計(jì)算表達(dá)式: : tmm)21(0 放射性元素的剩余質(zhì)量放射性元素的剩余質(zhì)量與原有質(zhì)量的關(guān)系：與原有質(zhì)量的關(guān)系：練習(xí)練習(xí)1.1.鉍鉍210210的半衰期是的半衰期是5 5天，經(jīng)過(guò)多少天后，天，經(jīng)過(guò)多少天后，20g20g鉍還剩鉍還剩1.25g?1.25g?2. 10克鐳克鐳226變?yōu)殡弊優(yōu)殡?22的半衰期為的半衰期為1620年，有年，有人說(shuō)：經(jīng)過(guò)人說(shuō)：經(jīng)過(guò)1620年有一半鐳發(fā)生衰變，還有鐳年有一半鐳發(fā)生衰變，還有鐳（226）5克，再經(jīng)過(guò)克，再經(jīng)過(guò)1620年另一半鐳也發(fā)生了年另一半鐳也發(fā)生了衰變，鐳衰變，鐳226就沒有了，對(duì)嗎？為什么？就沒有了，對(duì)嗎？為什么？ (1)“單

22、個(gè)的微觀事件是不可預(yù)測(cè)的單個(gè)的微觀事件是不可預(yù)測(cè)的”，所以，放，所以，放射性元素的半衰期，描述的是射性元素的半衰期，描述的是統(tǒng)計(jì)規(guī)律統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 (2)半衰期的長(zhǎng)短由半衰期的長(zhǎng)短由核內(nèi)部自身核內(nèi)部自身的因素決定，跟所的因素決定，跟所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件都沒有關(guān)系。處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件都沒有關(guān)系。4 4、注意：、注意：五、應(yīng)用五、應(yīng)用 1 1、人們利用地殼巖石中存在的微量的放射性元素、人們利用地殼巖石中存在的微量的放射性元素的衰變規(guī)律，測(cè)定地球的年齡為的衰變規(guī)律，測(cè)定地球的年齡為4646億年。地殼有一億年。地殼有一部漫長(zhǎng)的演變歷史，一部不斷變化、不斷發(fā)展的歷部漫長(zhǎng)的演變歷史，一部不斷變化、不斷

23、發(fā)展的歷史。史。 2 2、碳、碳1414測(cè)年技術(shù)，測(cè)年技術(shù)，1414C C是具有放射性的碳的同位素，是具有放射性的碳的同位素，能夠自發(fā)的進(jìn)行能夠自發(fā)的進(jìn)行 衰變，變成氮。衰變，變成氮。一、原子核的衰變一、原子核的衰變2.2.衰變?cè)瓌t：衰變?cè)瓌t：質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。守恒，電荷數(shù)守恒。1.1.原子核的衰變：我們把原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樵雍说乃プ儯何覀儼言雍擞捎诜懦瞿撤N粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儯ㄐ潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儯╠ecay） （1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做 衰變衰變 （2 2）衰變衰變: :原子核放出原子核放

24、出粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做衰變衰變 （3 3）衰變衰變: :總是伴隨總是伴隨 射線或射線或 射線產(chǎn)生射線產(chǎn)生. .二、半衰期二、半衰期 1 1、半衰期、半衰期: :放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，叫做這種元素的半衰期。生衰變所需的時(shí)間，叫做這種元素的半衰期。2 2、不同的放射性元素，半衰期不同、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰變的快慢是核內(nèi)部自身因素放射性元素衰變的快慢是核內(nèi)部自身因素決定。決定。課堂總結(jié)課堂總結(jié) tmm)21(0 放射性元素半衰變是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。放射性元素半衰變是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。判斷古生物年代常用判斷古生物年代常用14C定年法。

25、若干萬(wàn)年定年法。若干萬(wàn)年以前，始祖鳥通過(guò)攝食，吸收了植物中含有以前，始祖鳥通過(guò)攝食，吸收了植物中含有14C的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，死亡后不再吸收。隨著年代的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，死亡后不再吸收。隨著年代的推移，其體內(nèi)的推移，其體內(nèi)14C的含量為現(xiàn)代鳥的的含量為現(xiàn)代鳥的 ，已知地表中已知地表中14C的含量基本不變，的含量基本不變，14C的半衰的半衰期為期為T年，試判斷始祖鳥距今年代為：年，試判斷始祖鳥距今年代為： A B C D 2高考題回顧：高考題回顧： 1圖中圖中P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，其放出的射線其放出的射線 在電在電 場(chǎng)的作用下分成場(chǎng)的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確

26、的是三束，以下判斷正確的是 Aa為為射線、射線、b為為射線射線 Ba為為射線、射線、b為為射線射線 Cb為為射線、射線、C為為射線射線 Db為為射線、射線、C為為射線射線BC2002年 上海 10完成核反應(yīng)方程：完成核反應(yīng)方程： Th Pa 。 衰變?yōu)樗プ優(yōu)?的半衰期是的半衰期是1.2分鐘，則分鐘，則64克克 經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)6分鐘還有分鐘還有 克尚未衰變?？松形此プ儭?349023491Th23490Pa23491Th23490 2 e01 高考題回顧：例題分析為測(cè)定某水庫(kù)的存水量，將一瓶放射性同位素溶液為測(cè)定某水庫(kù)的存水量，將一瓶放射性同位素溶液倒入水庫(kù)中，已知這杯溶液每分鐘衰變倒入水庫(kù)中，已知這

27、杯溶液每分鐘衰變8 107次，次，這種同位素半衰期為這種同位素半衰期為2天，該放射性同位素溶液在天，該放射性同位素溶液在較短時(shí)間內(nèi)與水庫(kù)中水混合均勻較短時(shí)間內(nèi)與水庫(kù)中水混合均勻. . 10天后從水庫(kù)取天后從水庫(kù)取出出1m3的水，并測(cè)得每分鐘衰變的水，并測(cè)得每分鐘衰變10次，求水庫(kù)的存次，求水庫(kù)的存水量為多少？水量為多少？2.5 105m3例題分析例題：本題中用大寫字母代表原子核，例題：本題中用大寫字母代表原子核，E經(jīng)經(jīng)衰變衰變成為成為F，再經(jīng)，再經(jīng)衰變成為衰變成為G，再經(jīng)，再經(jīng)衰變成為衰變成為H。上述。上述系列衰變可記為下式：系列衰變可記為下式：另一系列衰變?nèi)缦拢毫硪幌盗兴プ內(nèi)缦拢阂阎阎狿和

28、和F是同位素，則（是同位素，則（ ）A.Q和和G是同位素，是同位素，R和和H是同位素是同位素B.R和和E是同位素，是同位素，S和和F是同位素是同位素C.R和和G是同位素，是同位素，S和和H是同位素是同位素D.Q和和E是同位素，是同位素，R和和F是同位素是同位素BHGFE SRQP 例題分析例題：在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原例題：在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原來(lái)靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電來(lái)靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖中粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖中a、b所所示，由圖可以知（示，由圖可以知（ ）A.該核發(fā)生的該核發(fā)生的衰變衰變B.該核發(fā)生的該

29、核發(fā)生的衰變衰變C.磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向里磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向里D.磁場(chǎng)方向向里還是向外不能判定磁場(chǎng)方向向里還是向外不能判定BDab19.3探測(cè)射線的方法教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能、知識(shí)與技能 （1）知道放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的一些現(xiàn)象； （2）知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當(dāng)?shù)膬x器探測(cè)到； （3）了解云室、氣泡室和計(jì)數(shù)器的簡(jiǎn)單構(gòu)造和基本原理。 2、過(guò)程與方法、過(guò)程與方法 （1）能分析探測(cè)射線過(guò)程中的現(xiàn)象； （2）培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已知結(jié)論正確類比推理的能力。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)分析問(wèn)題的品質(zhì)； （2）從知識(shí)是相互關(guān)聯(lián)

30、、相互補(bǔ)充的思想中，培養(yǎng)學(xué)生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點(diǎn)； （3）培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物理知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：根據(jù)探測(cè)器探測(cè)到的現(xiàn)象分析、探知各種運(yùn)動(dòng)粒子。 教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn) （1）探測(cè)器的結(jié)構(gòu)與基本原理。 （2）如何觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,并根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分析粒子的帶電、動(dòng)量、能量等特性，從而判斷是何種射線，區(qū)分射線的本質(zhì)是何種粒子。 教學(xué)方法：教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。 教學(xué)用具：教學(xué)用具： （1）掛圖，實(shí)驗(yàn)器材模型，課件等； （2）多媒體教學(xué)設(shè)備一套：可供實(shí)物投影、放像、課件播放等。射線射線射線射線射線射線電離能力電離能力貫穿能力貫穿能力速度速度成分成分氦原子

31、核氦原子核高速高速電子流電子流高能量高能量電磁波電磁波1/101/10光速光速接近光速接近光速光速光速弱弱較強(qiáng)較強(qiáng)很強(qiáng)很強(qiáng)很容易很容易較弱較弱更小更小1、粒子使氣體或液體電離，以這些、粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過(guò)飽和汽會(huì)產(chǎn)生云霧，離子為核心，過(guò)飽和汽會(huì)產(chǎn)生云霧，過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡2、使照相底片感光、使照相底片感光3、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光射線中的粒子與其它物質(zhì)作用會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象：射線中的粒子與其它物質(zhì)作用會(huì)產(chǎn)生的現(xiàn)象：一、威爾遜云室：一、威爾遜云室：構(gòu)造：一個(gè)圓筒狀容器，構(gòu)造：一個(gè)圓筒狀容器，低部可以上下移動(dòng)，上低部可以上下移動(dòng)，上蓋是透明的，內(nèi)有

32、干凈蓋是透明的，內(nèi)有干凈空氣空氣實(shí)驗(yàn)時(shí)，加入少量酒精，實(shí)驗(yàn)時(shí)，加入少量酒精，使酒精蒸汽達(dá)到過(guò)飽和使酒精蒸汽達(dá)到過(guò)飽和狀態(tài)。狀態(tài)。利用射線的電離本領(lǐng)利用射線的電離本領(lǐng)a射線在云室中的徑跡：直而粗射線在云室中的徑跡：直而粗原因：原因：a粒子質(zhì)量大，不易改變方向，電離粒子質(zhì)量大，不易改變方向，電離本領(lǐng)大，沿涂產(chǎn)生的粒子多本領(lǐng)大，沿涂產(chǎn)生的粒子多射線在云室中的徑跡：比較細(xì)，而且常射線在云室中的徑跡：比較細(xì)，而且常常彎曲常彎曲原因：粒子質(zhì)量小，跟氣體碰撞易改變?cè)颍毫Ｗ淤|(zhì)量小，跟氣體碰撞易改變方向，電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少方向，電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少二、氣泡室二、氣泡室-高能物理實(shí)驗(yàn)的最風(fēng)行的

33、探測(cè)設(shè)備 氣泡室是由一密閉容器氣泡室是由一密閉容器組成，容器中盛有工作組成，容器中盛有工作液體液體 液體在特定的溫度和壓力下進(jìn)行絕熱膨脹，由于在液體在特定的溫度和壓力下進(jìn)行絕熱膨脹，由于在一定的時(shí)間間隔內(nèi)（例如一定的時(shí)間間隔內(nèi)（例如50ms）處于過(guò)熱狀態(tài)，液）處于過(guò)熱狀態(tài)，液體不會(huì)馬上沸騰，這時(shí)如果有高速帶電粒子通過(guò)液體不會(huì)馬上沸騰，這時(shí)如果有高速帶電粒子通過(guò)液體，在帶電粒子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰體，在帶電粒子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生低能電子，因而形成離子對(duì)，這些離子在撞而產(chǎn)生低能電子，因而形成離子對(duì)，這些離子在復(fù)合時(shí)會(huì)引起局部發(fā)熱，從而以這些離子為核心形復(fù)合時(shí)會(huì)引起局部

34、發(fā)熱，從而以這些離子為核心形成胚胎氣泡，經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間后，胚胎氣泡逐漸長(zhǎng)成胚胎氣泡，經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間后，胚胎氣泡逐漸長(zhǎng)大，就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時(shí)對(duì)其進(jìn)大，就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時(shí)對(duì)其進(jìn)行拍照，就可以把一連串的氣泡拍攝下來(lái)，從而得行拍照，就可以把一連串的氣泡拍攝下來(lái)，從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的底片。到記錄有高能帶電粒子軌跡的底片。 照相結(jié)束后，在液體沸騰之前，立即壓縮工作液照相結(jié)束后，在液體沸騰之前，立即壓縮工作液體，氣泡隨之消失，整個(gè)系統(tǒng)就很快回到初始狀體，氣泡隨之消失，整個(gè)系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài)，準(zhǔn)備作下一次探測(cè)。態(tài)，準(zhǔn)備作下一次探測(cè)。 氣泡室中帶電粒子的徑跡氣泡室

35、中帶電粒子的徑跡氣泡室的優(yōu)點(diǎn)：氣泡室的優(yōu)點(diǎn)：它的空間和時(shí)間分它的空間和時(shí)間分辨率高；辨率高；工作循環(huán)周期短，工作循環(huán)周期短，本底干凈、徑跡清本底干凈、徑跡清晰，可反復(fù)操作。晰，可反復(fù)操作。但也有不足之處：但也有不足之處：那就是掃描和測(cè)量那就是掃描和測(cè)量時(shí)間還嫌太長(zhǎng)；時(shí)間還嫌太長(zhǎng)；體積有限，而且甚體積有限，而且甚為昂貴，為昂貴， 三、蓋革三、蓋革- -米勒計(jì)數(shù)器米勒計(jì)數(shù)器一種能自動(dòng)把放一種能自動(dòng)把放射微粒計(jì)數(shù)出來(lái)射微粒計(jì)數(shù)出來(lái)的儀器，利用了的儀器，利用了射線的電離本領(lǐng)射線的電離本領(lǐng)19.4放射性的應(yīng)用與防護(hù)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能、知識(shí)與技能（1）知道什么是核反應(yīng)，會(huì)寫出人工轉(zhuǎn)變方程；（

36、2）知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物質(zhì)的主要不同點(diǎn)；（3）了解放射性在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用；（4）知道放射性污染及其對(duì)人類和自然產(chǎn)生的嚴(yán)重危害，了解防范放射線的措施，建立防范意識(shí)。 2、過(guò)程與方法：、過(guò)程與方法：滲透和安全地開發(fā)利用自然資源的教育。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生收集信息、應(yīng)用已有知識(shí)、處理加工信息、探求新知識(shí)的能力。 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：人工轉(zhuǎn)變的兩個(gè)核反應(yīng)方程及反應(yīng)過(guò)程中遵循的規(guī)律。 教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：人工轉(zhuǎn)變的兩個(gè)核反應(yīng)方程及反應(yīng)過(guò)程中遵循的規(guī)律 教學(xué)方法：教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。 教學(xué)用具：教學(xué)用具：（1）掛圖，實(shí)驗(yàn)

37、器材模型，課件等；（2）多媒體教學(xué)設(shè)備一套：可供實(shí)物投影、放像、課件播放等。探測(cè)射線的方法威耳孫云室 射線徑跡 徑跡的長(zhǎng)短和粗細(xì)可以知道粒子的性質(zhì)；粒子軌跡的彎曲方向可以知道粒子帶電的正負(fù) 射線徑跡氣泡室蓋革彌勒計(jì)數(shù)器窗口陰極陽(yáng)極接放大器粒子蓋革彌勒計(jì)數(shù)器四、放射性的應(yīng)用與防護(hù) 1932年，居里夫婦用年，居里夫婦用粒子轟擊鈹，粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素，發(fā)現(xiàn)了前所未有的穿透性鋁，硼等元素，發(fā)現(xiàn)了前所未有的穿透性強(qiáng)的輻射，后來(lái)被確定為中子流。強(qiáng)的輻射，后來(lái)被確定為中子流。 1934年，查德威克在用年，查德威克在用粒子轟擊鈹，鋁，硼等元粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素，除了測(cè)到中子流外，還探測(cè)到了正電子。素

38、，除了測(cè)到中子流外，還探測(cè)到了正電子。nPHeAl103015422713eSiP0130143015放2、3 3、可以用人工的方法得到、可以用人工的方法得到4、( (二二) )、放射性、放射性的應(yīng)用的應(yīng)用放射性的應(yīng)用射線應(yīng)用示蹤原子探傷儀培育新種保存食物消除有害靜電消滅害蟲治療惡性腫瘤農(nóng)作物檢測(cè)診斷器質(zhì)性和功能性疾病生物大分子結(jié)構(gòu)及功能研究食品保鮮棉花育種放射性同位素造影術(shù)糧食保存“放療”治療放射線測(cè)厚儀放射性污染和防護(hù) 20世紀(jì)人們?cè)诤翢o(wú)防備的情況下研究放射性遭原子彈炸后的廣島放射性污染和防護(hù)檢測(cè)輻射裝置全身污染檢測(cè)儀輻射檢測(cè)系統(tǒng)輻射源的存放鈾放射性污染和防護(hù)1：下列關(guān)于放射線的說(shuō)法中不正

39、確的是( )A、放射線可以用來(lái)進(jìn)行工業(yè)探傷B、放射線可以使細(xì)胞發(fā)生變異C、放射同位素可以用來(lái)做示蹤原子D、放射線對(duì)人體無(wú)害19.5核力與結(jié)合能教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能、知識(shí)與技能 （1）知道核力的概念、特點(diǎn)及自然界存在的四種基本相互作用； （2）知道穩(wěn)定原子核中質(zhì)子與中子的比例隨著原子序數(shù)的增大而減小； （3）理解結(jié)合能的概念，知道核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損； （4）知道愛因斯坦的質(zhì)能方程，理解質(zhì)量與能量的關(guān)系。 2、過(guò)程與方法、過(guò)程與方法 （1）會(huì)根據(jù)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的概念計(jì)算核反應(yīng)中釋放的核能； （2）培養(yǎng)學(xué)生的理解能力、推理能力、及數(shù)學(xué)計(jì)算能力。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀、情感、態(tài)度與價(jià)

40、值觀 （1）使學(xué)生樹立起實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)理論對(duì)實(shí)踐有著指導(dǎo)和預(yù)見作用的能力； （2）認(rèn)識(shí)開發(fā)和利用核能對(duì)解決人類能源危機(jī)的重要意義。 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：質(zhì)量虧損及愛因斯坦的質(zhì)能方程的理解。 教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：結(jié)合能的概念、愛因斯坦的質(zhì)能方程、質(zhì)量與能量的關(guān)系。 教學(xué)方法：教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。 教學(xué)用具：教學(xué)用具：多媒體教學(xué)設(shè)備一套：可供實(shí)物投影、放像、課件播放等。原子核的組成原子核的組成 原子核是由質(zhì)子和中子原子核是由質(zhì)子和中子組成組成的，質(zhì)子和中子的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為核子核子電荷數(shù)電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)中子數(shù)=核子數(shù)核

41、子數(shù) 原子核的半徑約為原子核的半徑約為10-15m , 只只相當(dāng)原子半徑的萬(wàn)分之一。在這相當(dāng)原子半徑的萬(wàn)分之一。在這么小的空間里帶正電的質(zhì)子與質(zhì)么小的空間里帶正電的質(zhì)子與質(zhì)子間的庫(kù)侖斥力是很大，萬(wàn)有引子間的庫(kù)侖斥力是很大，萬(wàn)有引力太小，只有庫(kù)侖力的力太小，只有庫(kù)侖力的10-36。而。而通常原子核是穩(wěn)定的通常原子核是穩(wěn)定的,原子核中的原子核中的質(zhì)子要靠自身的質(zhì)子要靠自身的萬(wàn)有引力萬(wàn)有引力來(lái)抗衡來(lái)抗衡相互間的相互間的庫(kù)侖力庫(kù)侖力是不可能的。是不可能的。于于是核內(nèi)還應(yīng)有另一種力把各種核是核內(nèi)還應(yīng)有另一種力把各種核子緊緊拉在一起子緊緊拉在一起, 此力稱為核力。此力稱為核力。核力核力mpmp庫(kù)侖力庫(kù)侖力

42、庫(kù)侖力庫(kù)侖力萬(wàn)有萬(wàn)有引力引力萬(wàn)有萬(wàn)有引力引力核力核力 核子靠什么力結(jié)合成原子核？核子靠什么力結(jié)合成原子核？核力：核力：能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做強(qiáng)大的力叫做核力核力核力具有怎樣的特點(diǎn)呢？核力具有怎樣的特點(diǎn)呢？一、核力：一、核力： 2. 核力是短程力核力是短程力。約在。約在 10-15m量級(jí)時(shí)起作用，距離量級(jí)時(shí)起作用，距離大于大于0.810-15m時(shí)為引力時(shí)為引力, 距離為距離為1010-15m時(shí)核力幾乎時(shí)核力幾乎消失，距離消失，距離小于小于0.810-15m時(shí)為斥力時(shí)為斥力。 3. 核力具有飽和性核力具有飽和性。核子只對(duì)相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)。核子只

43、對(duì)相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強(qiáng)的引力，而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。生較強(qiáng)的引力，而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。 4. 核力具有電荷無(wú)關(guān)性核力具有電荷無(wú)關(guān)性。對(duì)給定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，。對(duì)給定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，核力與核子電荷無(wú)關(guān)。核力與核子電荷無(wú)關(guān)。 要真正了解核子間的相互作用還要考慮核子的組要真正了解核子間的相互作用還要考慮核子的組成物成物夸克夸克的相互作用。的相互作用。 1. 核力是四種相互作用中的核力是四種相互作用中的強(qiáng)相互作用（強(qiáng)力）強(qiáng)相互作用（強(qiáng)力）的的一種表現(xiàn)。一種表現(xiàn)。除核力外原子核內(nèi)還存在除核力外原子核內(nèi)還存在 弱相互作用（弱力）弱相互作用（弱力）弱力是引起弱力是引起中子質(zhì)子中子質(zhì)子轉(zhuǎn)變的

44、原因轉(zhuǎn)變的原因弱相互作用也是弱相互作用也是短程力短程力，力程比強(qiáng)力更短，為，力程比強(qiáng)力更短，為1018m，作用強(qiáng)度則比電磁力小。，作用強(qiáng)度則比電磁力小。四種相互作用力：四種相互作用力：萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力核力弱相互作用：弱相互作用：弱相互作用是引起原子核弱相互作用是引起原子核衰變的原因，即引起衰變的原因，即引起中子質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)中子質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)力更短，為力更短，為10101818m m，作用強(qiáng)度則比電磁力小。，作用強(qiáng)度則比電磁力小。除核力外原子中還存在著弱相

45、互作用力除核力外原子中還存在著弱相互作用力四種相互作用力：四種相互作用力：萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力萬(wàn)有引力、電磁力、強(qiáng)相互作用力、弱相互作用力長(zhǎng)程力長(zhǎng)程力短程力短程力二、原子核中質(zhì)子與中子的比例二、原子核中質(zhì)子與中子的比例二、原子核中質(zhì)子與中子的比例二、原子核中質(zhì)子與中子的比例自然界中較輕的原子自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對(duì)于較大致相等，但對(duì)于較重的原子核，中子數(shù)重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多。元素，兩者相差越多。為什么會(huì)這樣呢？為什么會(huì)這樣呢？核越來(lái)越大，有些核子間的距離越來(lái)越遠(yuǎn)。核越來(lái)越大，

46、有些核子間的距離越來(lái)越遠(yuǎn)。隨著距離的增加，核力與電磁力都會(huì)減小，隨著距離的增加，核力與電磁力都會(huì)減小，但核力減小得更快。所以，原子核大到一定但核力減小得更快。所以，原子核大到一定程度時(shí)，相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力不足以平程度時(shí)，相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫(kù)侖力，這個(gè)原子核就不穩(wěn)定衡它們之間的庫(kù)侖力，這個(gè)原子核就不穩(wěn)定了。這時(shí)，如果不再成對(duì)地增加核子，而只了。這時(shí)，如果不再成對(duì)地增加核子，而只增加中子，增加中子，中子與其他核子沒有庫(kù)侖斥力，中子與其他核子沒有庫(kù)侖斥力，但有相互吸引的核力，有助于維系原子核的但有相互吸引的核力，有助于維系原子核的穩(wěn)定。穩(wěn)定。由于這個(gè)原因，穩(wěn)定的重原子核里

47、，由于這個(gè)原因，穩(wěn)定的重原子核里，中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。 由于核力的作用范圍是有限的，如果繼由于核力的作用范圍是有限的，如果繼續(xù)增大原子核，一些核子間的距離會(huì)大到其續(xù)增大原子核，一些核子間的距離會(huì)大到其間根本沒有核力的作用，這時(shí)即使再增加中間根本沒有核力的作用，這時(shí)即使再增加中子也無(wú)濟(jì)于事，這樣的核必然是不穩(wěn)定的。子也無(wú)濟(jì)于事，這樣的核必然是不穩(wěn)定的。 在宇宙演化的進(jìn)程中，各種粒子有機(jī)會(huì)在宇宙演化的進(jìn)程中，各種粒子有機(jī)會(huì)進(jìn)行各種組合，但那些不穩(wěn)定的組合很快就進(jìn)行各種組合，但那些不穩(wěn)定的組合很快就瓦解了，只有瓦解了，只有200多種穩(wěn)定的原子核長(zhǎng)久地多種穩(wěn)定的原子核長(zhǎng)久地留了下來(lái)

48、?，F(xiàn)在觀察到的天然放射性元素，留了下來(lái)。現(xiàn)在觀察到的天然放射性元素，則正在瓦解之中。則正在瓦解之中。宏觀模型：宏觀模型：相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)物體，由于萬(wàn)有引力而相互接近，相距很遠(yuǎn)的兩個(gè)物體，由于萬(wàn)有引力而相互接近，運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大，引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能最后撞在一起，動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大，引力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能最后撞在一起，動(dòng)能變成它們的內(nèi)能散失掉了。兩個(gè)物體為了結(jié)合而付出了代能變成它們的內(nèi)能散失掉了。兩個(gè)物體為了結(jié)合而付出了代價(jià)失去了一些能量，如果要把它們分開，還要重新賦予價(jià)失去了一些能量，如果要把它們分開，還要重新賦予它們這份能量。它們這份能量。 微觀模型：微觀模型：原子核是核子結(jié)合在一起構(gòu)成的，結(jié)合時(shí)也

49、失去了原子核是核子結(jié)合在一起構(gòu)成的，結(jié)合時(shí)也失去了一些能量，要把它們一些能量，要把它們分開分開，同樣也需要能量。，同樣也需要能量。 某一數(shù)值時(shí)某一數(shù)值時(shí)某一數(shù)值時(shí)某一數(shù)值時(shí)相同相同 由于核子間存在著強(qiáng)大的核力，所以核子由于核子間存在著強(qiáng)大的核力，所以核子結(jié)合結(jié)合成原子核或原子核成原子核或原子核分解分解為核子時(shí)，都伴隨著巨大的為核子時(shí)，都伴隨著巨大的能量變化能量變化 nHHHHn101121211110例如：可見，當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量；可見，當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量；原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣的能量這個(gè)原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣的能量這個(gè)能量能量叫做原子核的結(jié)合能

50、叫做原子核的結(jié)合能三、結(jié)合能三、結(jié)合能從實(shí)驗(yàn)知道只有當(dāng)光子能量等于或大于從實(shí)驗(yàn)知道只有當(dāng)光子能量等于或大于2.22MeV2.22MeV時(shí)，這個(gè)反應(yīng)才會(huì)發(fā)生時(shí)，這個(gè)反應(yīng)才會(huì)發(fā)生. .相反的過(guò)程一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核，要放出相反的過(guò)程一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核，要放出2.22MeV2.22MeV的能量。的能量。結(jié)合能結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有具有的的能量，而是為把核子分開而能量，而是為把核子分開而需要需要的能量。的能量。比結(jié)合能比結(jié)合能：結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做為比：結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做為比結(jié)合能結(jié)合能。也叫平均結(jié)合能。也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越

51、大，表示原子核中核子結(jié)合得越比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。牢固，原子核越穩(wěn)定。三、結(jié)合能三、結(jié)合能四、質(zhì)量虧損四、質(zhì)量虧損1、例題：、例題：中子的質(zhì)量中子的質(zhì)量 =1.6749=1.6749 10102727Kg Kg 質(zhì)子的質(zhì)量質(zhì)子的質(zhì)量 = = 1.67261027Kg 中子和質(zhì)子的質(zhì)量和中子和質(zhì)子的質(zhì)量和 = = 3.34751027Kg 氘核的質(zhì)量氘核的質(zhì)量 = = 3.34361027Kg 質(zhì)量差質(zhì)量差 = = 0.00391027Kg HHn211110四、質(zhì)量虧損四、質(zhì)量虧損2、質(zhì)量虧損：原子分解為核子時(shí)，質(zhì)量增加；核子、質(zhì)量虧損：原子分解為核子時(shí)，質(zhì)

52、量增加；核子結(jié)合成原子核時(shí)，質(zhì)量減少。結(jié)合成原子核時(shí)，質(zhì)量減少。原子核的質(zhì)量小于組原子核的質(zhì)量小于組成原子核的核子的質(zhì)量之和，叫做質(zhì)量虧損成原子核的核子的質(zhì)量之和，叫做質(zhì)量虧損。1、例題：、例題：愛因斯坦質(zhì)能方程愛因斯坦質(zhì)能方程 E=mc2 式中式中c是真空中的光速，是真空中的光速，m是是物體的質(zhì)量，物體的質(zhì)量，E是物體的能量。是物體的能量。核子核子在在結(jié)合成原子核結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)的時(shí)出現(xiàn)的質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損 mm，正表明它們?cè)诨ハ嘟Y(jié)合過(guò)程中正表明它們?cè)诨ハ嘟Y(jié)合過(guò)程中放出了能量放出了能量 E=E= mm c c2 23、有關(guān)問(wèn)題的理解和注、有關(guān)問(wèn)題的理解和注意事項(xiàng)意事項(xiàng)第一第一.核反應(yīng)過(guò)程中核

53、反應(yīng)過(guò)程中: 核子結(jié)合成原子核時(shí)核子結(jié)合成原子核時(shí),新核質(zhì)量新核質(zhì)量小于小于核子的質(zhì)核子的質(zhì)量量(質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損),同時(shí)以同時(shí)以 光子形式光子形式釋放核能釋放核能; 原子核分解為核子時(shí)原子核分解為核子時(shí),需要需要吸收一定能量吸收一定能量,核子核子的總質(zhì)量的總質(zhì)量大于大于原原子核的質(zhì)量原原子核的質(zhì)量.第二第二.核反應(yīng)過(guò)程中核反應(yīng)過(guò)程中,質(zhì)量虧損時(shí)質(zhì)量虧損時(shí),核子個(gè)數(shù)不虧損核子個(gè)數(shù)不虧損(即質(zhì)即質(zhì)量數(shù)守恒量數(shù)守恒),可理解為組成原子核后可理解為組成原子核后,核內(nèi)每個(gè)核子仿佛核內(nèi)每個(gè)核子仿佛“瘦了瘦了”一些一些.第三第三.質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失,而是減少的質(zhì)量而是減少的質(zhì)量 m以

54、以以以 光子光子形式輻射釋放核能形式輻射釋放核能 (動(dòng)質(zhì)量動(dòng)質(zhì)量),因此因此質(zhì)量守恒定律不質(zhì)量守恒定律不被破壞被破壞. 沒有違反能量守恒定律；減小的這部分能量以光子釋放出去。 沒有違反質(zhì)量守恒定律；減小的那部分質(zhì)量等于光子的動(dòng)質(zhì)量。質(zhì)能方程第四第四.公式公式 E=E= mm c c2 2 的單位的單位問(wèn)題問(wèn)題國(guó)際單位國(guó)際單位: m用用“kg” C用用“m/s” E E用用“ “J”J”常用單位常用單位: m用用“u(原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位)” 1u=1.66056610-27kg E E用用“ “ucuc2 2” ” 1uc1uc2 2=931MeV =931MeV ( (表示表示1u 1u

55、 的質(zhì)量變化相當(dāng)于的質(zhì)量變化相當(dāng)于931MeV931MeV的能量改變的能量改變) )P82問(wèn)題與練習(xí)問(wèn)題與練習(xí) 3.當(dāng)然，當(dāng)然，2.19MeV2.19MeV的能量的絕對(duì)數(shù)量并不算大，的能量的絕對(duì)數(shù)量并不算大，但這只是組成但這只是組成1 1個(gè)氘核所放出的能量如果個(gè)氘核所放出的能量如果組成的是組成的是6.026.0210102323個(gè)氘核時(shí)，放出的能量個(gè)氘核時(shí)，放出的能量就十分可觀了與之相對(duì)照的是，使就十分可觀了與之相對(duì)照的是，使1 1摩的摩的碳完全燃燒放出的能量為碳完全燃燒放出的能量為393.5393.510103 3J J折折合為每個(gè)碳原子在完全燃燒時(shí)放出的能量只合為每個(gè)碳原子在完全燃燒時(shí)放出

56、的能量只不過(guò)不過(guò)4eV4eV若跟上述核反應(yīng)中每個(gè)原子可能若跟上述核反應(yīng)中每個(gè)原子可能放出的能量相比，兩者相差數(shù)十萬(wàn)倍放出的能量相比，兩者相差數(shù)十萬(wàn)倍第五第五.核反應(yīng)中釋放或吸收的能量比化學(xué)反核反應(yīng)中釋放或吸收的能量比化學(xué)反應(yīng)中釋放或吸收的能量大好幾個(gè)數(shù)量級(jí)應(yīng)中釋放或吸收的能量大好幾個(gè)數(shù)量級(jí). 反應(yīng)后氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和反應(yīng)后氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量和中子的質(zhì)量和 反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)不變，因而質(zhì)量不變反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)不變，因而質(zhì)量不變 核子結(jié)合成核時(shí)，一定釋放核能核子結(jié)合成核時(shí)，一定釋放核能 光子具有的能量為光子具有的能量為2mcm.中子和質(zhì)子結(jié)合成氘核，同時(shí)釋放中子和質(zhì)子結(jié)

57、合成氘核，同時(shí)釋放光子，核光子，核反應(yīng)方程是反應(yīng)方程是 ,下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是（ ） 為核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損102111HH+n ACD 質(zhì)能方程課堂練習(xí)課堂練習(xí):(1)試證明，試證明，1原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位u相當(dāng)于相當(dāng)于931.50 MeV的能的能量量1u=1.6606-27kg，光速，光速c=2.9979108m/s，1eV=1.602210-19J (2)碳原子的質(zhì)量是碳原子的質(zhì)量是12.000 000 u12.000 000 u，可以看做是由，可以看做是由6 6個(gè)氫原子個(gè)氫原子( (質(zhì)量是質(zhì)量是1.007 825u)1.007 825u)和和6 6個(gè)中

58、子組成的求個(gè)中子組成的求核子結(jié)合成碳原子核時(shí)釋放的能量核子結(jié)合成碳原子核時(shí)釋放的能量( (在計(jì)算中可以在計(jì)算中可以用碳原子的質(zhì)量代替碳原子核的質(zhì)量，用氫原子的用碳原子的質(zhì)量代替碳原子核的質(zhì)量，用氫原子的質(zhì)量代替質(zhì)子的質(zhì)量，因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量可以在相減質(zhì)量代替質(zhì)子的質(zhì)量，因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量可以在相減過(guò)程中消去過(guò)程中消去) )出出多多少少能能量量？并并求求出出衰衰變變過(guò)過(guò)程程中中釋釋放放）。寫寫出出核核反反應(yīng)應(yīng)方方程程，的的原原子子量量為為（粒粒子子）時(shí)時(shí)，釋釋放放出出（原原子子量量為為）衰衰變變?yōu)闉椋ㄔ幼恿苛繛闉?026. 4He0287.228Th0372.232U. 3422289023592

59、質(zhì)能方程對(duì)于質(zhì)能方程我們主要應(yīng)用在各種核反應(yīng)中對(duì)于質(zhì)能方程我們主要應(yīng)用在各種核反應(yīng)中輕核聚變輕核聚變重核裂變重核裂變19.6重核的裂變教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能、知識(shí)與技能 （1）知道核裂變的概念，知道重核裂變中能釋放出巨大的能量； （2）知道什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)； （3）會(huì)計(jì)算重核裂變過(guò)程中釋放出的能量； （4）知道什么是核反應(yīng)堆。了解常用裂變反應(yīng)堆的類型，了解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)。 2、過(guò)程與方法、過(guò)程與方法 （1）通過(guò)對(duì)核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)關(guān)系的理解，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力及應(yīng)用教學(xué)圖像處理物理問(wèn)題的能力； （2）通過(guò)讓學(xué)生自己閱讀課本，查閱資料，培養(yǎng)學(xué)生歸納與概括知識(shí)的能力和提出

60、問(wèn)題的能力。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 （1）激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、探求真理的激情，樹立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)素養(yǎng)，通過(guò)核能的利用，思考科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系； （2）通過(guò)教學(xué)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到和平利用核能及開發(fā)新能源的重要性； （3）確立世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)變化的，而變化過(guò)程必然遵循能量守恒的觀點(diǎn)。 教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及其釋放核能的計(jì)算；重核裂變的核反應(yīng)方程式的書寫。 教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：通過(guò)核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)的關(guān)系，推理得出由質(zhì)量數(shù)較大的原子核分裂成質(zhì)量數(shù)較小的原子核釋放能量這一結(jié)論。 教學(xué)方法：教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。 教學(xué)用具：教