第一節(jié)+原子結(jié)構(gòu) 原子核的組成（教學(xué)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(yīng)用通用類高等教育出版社你知道這個(gè)三葉形圖標(biāo)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(guó)物理學(xué)家湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的研究，發(fā)現(xiàn)了電子。后來(lái)他還發(fā)現(xiàn)用X射線使氣體電離以及在光電效應(yīng)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(fù)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(fù)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(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子棗糕模型假說(shuō)：原子中的正電荷是均勻地分布在整個(gè)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(guó)物理學(xué)家盧瑟福，做了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)的結(jié)果使盧瑟福感到很驚奇，因?yàn)榘凑諟穼O原子模型假說(shuō)，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(yùn)動(dòng)方向不會(huì)發(fā)生明顯的改變。此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，湯姆孫原子模型假說(shuō)是不正確的。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔片后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，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(dá)到180°。這個(gè)實(shí)驗(yàn)被稱作

α粒子散射實(shí)驗(yàn)。三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型盧瑟福在充分分析的基礎(chǔ)上，于1911年提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型假說(shuō)：在原子的中心有一個(gè)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(fù)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(fù)電，原子核應(yīng)把電子吸到核上，為什么以沒(méi)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(wàn)人的體育館，那么原子核就相當(dāng)于一個(gè)乒乓球那么大。根據(jù)

α粒子散射實(shí)驗(yàn)，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(dāng)于原子半徑的萬(wàn)分之一，則原子核的體積只相當(dāng)于原子體積的萬(wàn)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(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)某些α粒子鉆進(jìn)了氮原子核里，并把氮核內(nèi)的一個(gè)粒子驅(qū)逐出來(lái)，使氮核變成一個(gè)新的原子核。三、原子的核式結(jié)構(gòu)模型為了了解這個(gè)從氮原子核里被驅(qū)逐出來(lái)的新粒子的性質(zhì)，盧瑟福就在這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置里加進(jìn)電場(chǎng)和磁場(chǎng)，并根據(jù)它在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)，測(cè)出了它的質(zhì)量和電荷量，從而確定了這個(gè)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(shí)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(guó)物理學(xué)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(qiáng)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(cè)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(yù)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(lái)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(guó)的海森伯和蘇聯(lián)的伊萬(wàn)年科各自提出了原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的假說(shuō)，如右圖所示。由這種假說(shuō)演繹出的一些結(jié)論與大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符合，因而這種假說(shuō)很快被人們所公認(rèn)，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?duì)亮Ｗ由⑸鋵?shí)驗(yàn)。3.以下關(guān)于盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的幾種說(shuō)法中，正確的是（）。

A.

α粒子全部穿過(guò)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(guò)金箔

D.

α粒子絕大多數(shù)沿直線穿過(guò)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(jí)大約是_____m，原子半徑的數(shù)量級(jí)大約是_____m。

練習(xí)2

天然放射現(xiàn)象1896年，貝可勒爾（法國(guó)物理學(xué)家）在實(shí)驗(yàn)中首先發(fā)現(xiàn)，鈾能放出肉眼看不見(jiàn)的卻能使照相底片感光的某種射線。法國(guó)科學(xué)家皮埃爾·居里和瑪麗·居里夫婦對(duì)此進(jìn)行了更加深入的研究，又發(fā)現(xiàn)兩種放射性更強(qiáng)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(guò)真空磁場(chǎng)時(shí)分成三束：

中間一束是不帶電的，另兩束分別帶正負(fù)電荷，這三種射線分別是

，

，

射線。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)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(lǐng)α射線氦原子核可達(dá)

0.1c很強(qiáng)很弱β射線電子可達(dá)

0.99c較弱較強(qiáng)γ射線電磁波c很弱很強(qiáng)

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(shí)產(chǎn)生的新核有的具有過(guò)多的能量，這時(shí)它就會(huì)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(shí)間，對(duì)于某種原子核來(lái)說(shuō)是一定的，這個(gè)時(shí)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(gè)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(wú)損探傷儀，其上的三葉形圖標(biāo)是國(guó)際通用的放射性輻射的傳統(tǒng)標(biāo)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(yuǎn)離該裝置。長(zhǎng)時(shí)間或高強(qiáng)度的射線能傷害生物的細(xì)胞和組織，形成放射性灼傷。另外，射線的電離作用會(huì)損害細(xì)胞中的DNA，使它們停止發(fā)揮作用或發(fā)生變異，從而導(dǎo)致惡性腫瘤的生長(zhǎng)。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織和國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)于2007年推出新的輻射標(biāo)志如右圖所示，該標(biāo)志更加醒目、通俗易懂，它正在逐步取代傳統(tǒng)輻射標(biāo)志。

如右圖所示，

人們利用放射線的貫穿本領(lǐng)跟物體的厚度和密度的關(guān)系，利用放射線來(lái)檢查密封容器中的液面高度、各種產(chǎn)品的厚度，從而自動(dòng)控制生產(chǎn)過(guò)程。

【應(yīng)用與拓展】

放射線在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中的應(yīng)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(yīng)用與拓展】

放射線在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中的應(yīng)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(huì)促使種子的遺傳基因發(fā)生變異，進(jìn)而培育出新的更優(yōu)良的品種。

【應(yīng)用與拓展】

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

、

、

、

。其實(shí)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