2022年《走進(jìn)原子核》與《放射性元素的衰變》教案

1、第四章 原子核 第一節(jié) 走進(jìn)原子核一. 回顧引入大家早上好， 我們已經(jīng)學(xué)習(xí)完了第三章原子結(jié)構(gòu)，知道原子由核外電子和原子核組成。 那么，原子核內(nèi)部會不會有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)呢？這節(jié)課開始，我們新的一章原子核?，F(xiàn)在，就讓我們一起來走進(jìn)原子核。大家還記不記得科學(xué)家對原子結(jié)構(gòu)的研究是從什么開始的？陰極射線！科學(xué)上偉大的發(fā)現(xiàn)往往驚人的相似，對原子核的研究也是從某些射線開始的。二放射性的發(fā)現(xiàn)1896 年，法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物質(zhì)都能發(fā)出看不見的射線，揭開了探索原子核結(jié)構(gòu)的序幕。貝克勒爾這個人要記住， 他是第一個發(fā)現(xiàn)放射現(xiàn)象的科學(xué)家。放射線雖然看不到，但是我們可以通過一些現(xiàn)象來探知放射線的存在，

2、比如：使氣體電離、 使照相底片感光、 使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。 我們把物質(zhì)放射出射線的性質(zhì)，叫做 放射性 ，具有放射性的元素叫 放射性元素 。1898 年，我們所熟悉的科學(xué)學(xué)家居里夫人發(fā)現(xiàn)了比鈾強(qiáng)200 萬倍的放射性元素鐳和釙，并因此獲得了1903 年的諾貝爾獎。放射性并不是少數(shù)幾種元素所特有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于 83 的所有元素都具有放射性，原子序數(shù)小于83 的元素，有一些也具有放射性。我們把這些能 自發(fā) 地放射出射線的元素叫做 天然放射性元素 。放射線是從原子核中發(fā)射出來的。 原子核為什么會放出射線呢？原子核內(nèi)部 是不是有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)呢？三原子核的組成1919 年，盧瑟福用 粒子轟擊氮核

3、，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的存在，并且預(yù)言了中子 的存在； 1932 年，盧瑟福的學(xué)生，查德威克在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了中子，證實(shí)了中子的存在。很快，科學(xué)家們達(dá)成了共識：原子核是由質(zhì)子和中子組成的。接下來請大家閱讀課本第 69 頁最后一段課文，并思考這樣的問題：什么是核子？核子數(shù)和質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)的關(guān)系是怎樣的？和質(zhì)量數(shù)的關(guān)系是怎樣的？電荷數(shù)、原子序數(shù)、質(zhì)子數(shù)的關(guān)系是怎樣的？原子核用符號如何表示？原子核的這種符號表示方法我們要掌握，在接下來 的學(xué)習(xí)中，我們經(jīng)常要用到。由于這部分內(nèi)容我們在化學(xué)中已經(jīng)學(xué)過，來學(xué)習(xí)第二節(jié)的內(nèi)容：放射性元素的衰變。所以講得比較快。 接下來我們重點(diǎn)第二節(jié) 放射性元素的衰變 一.復(fù)習(xí)引入 通過剛才

4、的學(xué)習(xí)，我們對原子核已經(jīng)有了一個初步的了解，知道原子核是由 中子和質(zhì)子組成的。我們還知道，有些物質(zhì)具有放射性，會發(fā)射出某種射線。那 么，這些射線究竟是什么呢？二.三種射線的實(shí)質(zhì)大量的實(shí)驗(yàn)表明，放射性物質(zhì)放出的射線常見的有三種： 射線、 射線和 射線。為了研究這三種射線， 我們可以將發(fā)射源放在鉛盒中，讓發(fā)出的射線通過電場，在電場的另一側(cè)放一感光片。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在感光片的中間、 左邊和右邊一共有三個位置發(fā)生了感光。 這說明有一種射線向右發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，一種射線向左發(fā) 生了偏轉(zhuǎn)，還有一種射線沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)。那么請問大家，向右發(fā)生偏轉(zhuǎn)的射線帶的是什么性質(zhì)的電荷呢？很好，射線向負(fù)極板偏轉(zhuǎn)，說明它帶的是正電荷，我們

5、把這種射線叫做 射 線。經(jīng)過進(jìn)一步的研究， 科學(xué)家們發(fā)現(xiàn) 射線是高速運(yùn)動的 粒子流， 粒子的 主板書 ）。電荷數(shù)是 2，質(zhì)量數(shù)是 4，實(shí)際上就是氦原子核（同樣的道理，向左偏轉(zhuǎn)的說明它帶有負(fù)電荷，我們把它叫做 射線。 射線 實(shí)際上是高速運(yùn)動的電子流，帶有一個單位的負(fù)電荷（主板書 ）。而中間的 射線沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明它不帶電，是電中性的。它實(shí)際上是頻 率很高的電磁波，也就是光子流（主板書 ）。結(jié)論： 射線：2He 射線：1e 射線：光子三.三種射線的特性 接下來，我們來討論一下這三種射線的特性，主要從電離能力和貫穿本領(lǐng)兩 個方面進(jìn)行討論（ 主板書 ）。順便解釋一下什么是電離。 物理上的電離和化學(xué)中

6、電解質(zhì)在溶液中的電離不 同。電離電離，顧名思義，就是電子脫離。我們知道，穩(wěn)定狀態(tài)下電子是處于基 態(tài)的。將電子從基態(tài)激發(fā)到脫離原子，叫做電離。簡單的說，電離能力就是使電 子脫離原子的本領(lǐng)。接下來請大家用兩分鐘的時間閱讀一下課本71 下面那段課文，并思考這樣的問題：三種射線電離能力強(qiáng)弱的順序是怎樣的？貫穿本領(lǐng)強(qiáng)弱的順序又是怎樣 的？等會讓一位同學(xué)來回答一下。我們來分析一下。 粒子具有較大的質(zhì)量數(shù)，高速運(yùn)動的 粒子流具有很高 的動能，很容易奪取其他原子的核外電子，所以有很強(qiáng)的電離能力。但是，它在 碰撞時很容易損失能量，所以貫穿本領(lǐng)很小。而 光子不帶電，質(zhì)量幾乎為0，只有激發(fā)核外電子躍遷時才有可能將原子電離，所以電離能力最弱，能量損失最少，貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)。 射線介于兩者之間，電離能力較弱，貫穿本領(lǐng)較強(qiáng)。三種射線的貫穿本領(lǐng)可以用這個圖來形象的表示： 射線用一張厚紙就可以擋住， 射線要用一定厚度的鋁板才能擋住，而 射線通常要用鉛板才能擋住。總結(jié)一下，我們可以得到（主板書 ）：在電離能力上， 射線 射線 射線；在貫穿本領(lǐng)上，正好相反的， 射線 四.分開和鑒別三種射線的方法 射線 貫穿本領(lǐng)： 3.原子核的衰變 衰變 衰變4.衰變方程：衰變前后電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒 A