第一節(jié)+原子結(jié)構(gòu) 原子核的組成（教學課件）-【中職專用】高中物理（高教版）

物理第一節(jié)

原子結(jié)構(gòu)

原子核的組成主題六

核能及其應用通用類高等教育出版社你知道這個三葉形圖標表示的是什么意思嗎？原子的核式結(jié)構(gòu)模型天然放射現(xiàn)象12主要內(nèi)容1

原子的核式結(jié)構(gòu)模型

1897年，英國物理學家湯姆孫通過對陰極射線的研究，發(fā)現(xiàn)了電子。后來他還發(fā)現(xiàn)用X射線使氣體電離以及在光電效應等現(xiàn)象中，都能從物質(zhì)的原子中擊出電子。這表明

一、電子的發(fā)現(xiàn)

（1）電子是帶負電的，而原子是中性的，那么原子里還存在著帶何種電的物質(zhì)？帶正電的物質(zhì)

思考：

（2）這些帶正電的物質(zhì)和帶負電的電子是怎樣構(gòu)成原子的？電子是原子的組成部分。

1903年湯姆孫綜合他的實驗結(jié)果，提出了原子棗糕模型假說：原子中的正電荷是均勻地分布在整個球體中，而電子卻像棗糕里的棗子那樣鑲嵌在原子中。

二、湯姆孫的棗糕模型1909—1911年，英國物理學家盧瑟福，做了用α粒子轟擊金箔的實驗，如下視頻所示。三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型盧瑟福α粒子散射實驗的結(jié)果使盧瑟福感到很驚奇，因為按照湯姆孫原子模型假說，電子的質(zhì)量比α粒子的質(zhì)量小得多，α粒子碰到金原子內(nèi)的電子，運動方向不會發(fā)生明顯的改變。此實驗說明，湯姆孫原子模型假說是不正確的。實驗發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔片后仍沿原來的方向前進，只有少數(shù)（約8000分之一）α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)角度幾乎達到180°。這個實驗被稱作

α粒子散射實驗。三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型盧瑟福在充分分析的基礎上，于1911年提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型假說：在原子的中心有一個很小的核叫做原子核;原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核,帶負電的電子在核外空間繞著原子核旋轉(zhuǎn)。

思考：

(1)“很小”是什么意思？

(2)原子核帶正電，電子帶負電，原子核應把電子吸到核上，為什么以沒吸上去呢？三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型如果把原子放大成一座能容納萬人的體育館，那么原子核就相當于一個乒乓球那么大。根據(jù)

α粒子散射實驗，估算出了原子核的半徑為10－15～10－14m，而原子的半徑約為10－10m，即原子核的半徑只相當于原子半徑的萬分之一，則原子核的體積只相當于原子體積的萬億分之一。三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1919年，盧瑟福又做了用鐳放射出的α粒子轟擊氮原子核的實驗，他發(fā)現(xiàn)某些α粒子鉆進了氮原子核里，并把氮核內(nèi)的一個粒子驅(qū)逐出來，使氮核變成一個新的原子核。三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型為了了解這個從氮原子核里被驅(qū)逐出來的新粒子的性質(zhì)，盧瑟福就在這個實驗裝置里加進電場和磁場，并根據(jù)它在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)，測出了它的質(zhì)量和電荷量，從而確定了這個新粒子就是氫原子核，盧瑟福把它稱為質(zhì)子。以后，人們利用同樣的方法從氟、鈉、鋁等原子核中都打出了質(zhì)子，都表明質(zhì)子確實是原子核的組成部分。三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1932年，英國物理學家查德威克（右圖）用α粒子轟擊鈹，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生了一種穿透力極強的射線。查德威克用這種射線轟擊氫、氮，結(jié)果打出了氫核和氮核。測量了被打出的氫核和氮核的速度，推算出這種射線粒子就是盧瑟福曾預言的質(zhì)量跟質(zhì)子差不多的中性粒子，并將其命名為中子。后來人們又從其他許多原子核里都打出了中子，從而表明中子也是原子核的組成部分。三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型自從質(zhì)子和中子被發(fā)現(xiàn)之后，德國的海森伯和蘇聯(lián)的伊萬年科各自提出了原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的假說，如右圖所示。由這種假說演繹出的一些結(jié)論與大量實驗結(jié)果相符合，因而這種假說很快被人們所公認，人們把質(zhì)子與中子統(tǒng)稱為核子。三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型

1.的核式結(jié)構(gòu)模型解釋α粒子散射實驗。3.以下關于盧瑟福α粒子散射實驗的幾種說法中，正確的是（）。

A.

α粒子全部穿過金箔

B.

α粒子全部發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)

C.α粒子絕大多數(shù)發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)；只有極少數(shù)穿過金箔

D.

α粒子絕大多數(shù)沿直線穿過金箔，只有極少數(shù)發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)，甚至被彈回。2.原子核半徑的數(shù)量級大約是_____m，原子半徑的數(shù)量級大約是_____m。

練習2

天然放射現(xiàn)象1896年，貝可勒爾（法國物理學家）在實驗中首先發(fā)現(xiàn)，鈾能放出肉眼看不見的卻能使照相底片感光的某種射線。法國科學家皮埃爾·居里和瑪麗·居里夫婦對此進行了更加深入的研究，又發(fā)現(xiàn)兩種放射性更強的新元素釙和鐳。

1.天然放射性

物質(zhì)能自發(fā)地放射出射線的性質(zhì)，叫做天然放射性。

一、天然放射性

具有天然放射性的元素叫做放射性元素，像鈾、釙、鐳等都具有放射性，都是放射性元素。

2.

放射性元素發(fā)出的三種射線如圖所示，放射性元素發(fā)出的射線，在垂直穿過真空磁場時分成三束：

中間一束是不帶電的，另兩束分別帶正負電荷，這三種射線分別是

，

，

射線。經(jīng)過實驗分析和比較，人們發(fā)現(xiàn)α、β、γ這三種射線具有不同的性質(zhì)：名稱本質(zhì)速度電離作用貫穿本領α射線氦原子核可達

0.1c很強很弱β射線電子可達

0.99c較弱較強γ射線電磁波c很弱很強

1.原子核的衰變

放射性元素的原子核，在自發(fā)地放出射線后就轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N原子核的變化，叫做原子核的衰變。

二、放射性元素的衰變

在衰變中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的。

2.

α衰變

放出α粒子的衰變，叫α衰變。

3.

β衰變

放出β

粒子的衰變，叫β衰變。

放射性元素的原子核在發(fā)生α衰變或β衰變時產(chǎn)生的新核有的具有過多的能量，這時它就會輻射γ射線。

放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間，對于某種原子核來說是一定的，這個時間叫做該放射性元素的半衰期。

三、

半衰期

放射性元素的衰變有一個重要的規(guī)律：222Rn218Po，半衰期3.8天。

衰變226Ra222Rn，半衰期1.62×103

年。238U234Th，半衰期4.5×109

年。右圖所示的儀器是銥192無損探傷儀，其上的三葉形圖標是國際通用的放射性輻射的傳統(tǒng)標志，提醒該裝置內(nèi)有射線，人們要注意防范輻射，盡可能地遠離該裝置。長時間或高強度的射線能傷害生物的細胞和組織，形成放射性灼傷。另外，射線的電離作用會損害細胞中的DNA，使它們停止發(fā)揮作用或發(fā)生變異，從而導致惡性腫瘤的生長。國際標準組織和國際原子能機構(gòu)于2007年推出新的輻射標志如右圖所示，該標志更加醒目、通俗易懂，它正在逐步取代傳統(tǒng)輻射標志。

如右圖所示，

人們利用放射線的貫穿本領跟物體的厚度和密度的關系，利用放射線來檢查密封容器中的液面高度、各種產(chǎn)品的厚度，從而自動控制生產(chǎn)過程。

【應用與拓展】

放射線在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中的應用

如右圖所示，在醫(yī)療方面，癌癥患者可以接受鈷60的放射治療。

【應用與拓展】

放射線在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中的應用

如右圖所示，利用

γ射線照射植物比如棉花、白菜、蘿卜的種子，會促使種子的遺傳基因發(fā)生變異，進而培育出新的更優(yōu)良的品種。

【應用與拓展】

放射線在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中的應用1.放射性物質(zhì)產(chǎn)生的射線通常有三種，分別是

、

、

、

。其實質(zhì)分別是

、

、

。

A.

α

，β，γB.

γ

，β，α

C.

β

，α，γD.

β，γ，α

A.

α

，β，γB.

γ

，β