C原子核的组成.ppt
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原子核的组成
• 放射性现象中放出的三种射线都是从放射 性元素的原子核内释放出来的，这表明原 子核也有内部结构.
• 原子核内究竟还有什么结构？
• 原子核又是由什么粒子组成的呢？
原子核的人工转变
用人工的方法使原子核发生转变的过程．
例如：用天然放射性元素放出的高速粒子轰击 原子核。
1、质子的发现：
⑴实验装置： α粒子轰击氮核
β衰变 核内的中子转化为质子和电子，产生的电子从核中
释放出来
1 0
n
1 1
H
＋
0 -1
e
核内放出电子原因：中子转化成质子和电子
原子核发生α衰变或β衰变时，产生的新核有的具有过多的
能量（核处于激发态），这时核就会以电磁波的形式辐射出γ射 线。 γ射线是伴随α射线或β射线产生的。
5、同位素 1、定义：质子数相同，中子数不同的原
基本粒子之间的相互转化是因为存在着 引力、电磁力、 弱力和强力四种自然力的 相互作用。
例、在核反应方程式
U 235
92
10
n
90 38
Sr
136 54
Xe kX
中(
B)
A．X是中子，k=9 B．X是中子，k=10
C．X是质子，k=9 D．X是质子，k=10
完成下列核反应方程
+ A、
B 10
5
4
问题：实际上绝大多数原子核的电荷数只是质量数的 一半或者还少一些。
⑸卢瑟福预言：原子核内应该还存在着质量跟质子差 不多的不带电的中性粒子，并将这种粒子称为中子。
2、中子的发现
⑴实验
？
现象：这种不可见的粒子在电场、磁场中不偏转， 贯穿本领极大。 小居里夫妇认为是能量很高的γ射线
思考：是否γ射线？怎样证明？
2 He
+ 13
7N
B、
+ 27 13
Al
+ 27
12
Mg
1H
1
C、
238 U
92
+ 234 Th 90
D、
+ 23
11 Na
+ 24
11 Na
1
H
1
1．某原子核的衰变过程如下（符号表示放 射一个粒子，表示放射一个粒子）：A B C则可知：
A． 核A的中子数减核C的中子数等于2
B ．核 A的质量数减核C的质量数等于5
A
B
C
思考与研讨
1.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原 子( BD)
A. γ射线探伤仪 B. 利用含有放射性碘131的油，检测地下输 油管漏油情况 C. 利用钴60治疗肿瘤等疾病 D. 把含有放射性元素的肥料施给农作物，用 以检测确定农作物吸收养分的规律
思考与研讨
2.用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变 ( D)
A 力的100倍；<0.8×10-15米，表现为斥力；
Z X 核电>荷2×数10-15米距离增大，急剧减小；
质核子只力数与本相质邻还核不子清作楚用。 核外电子数
• 解释发生α衰变和β衰变时原子核发生的变化。
α衰变在放射性元素中，2个中子和两个质子结合的比较紧密， 作为一个整体从较大的原子核中放射出来
Al + 27
13
4 2
He
30
P 15
+ 30
1P
1n
0
5
+ 30
14
Si
0
1e
4、电子，质子和中子是组成物质的基本粒子
电子
质子
电子：原子 质子：原子核 的组成部分，的组成部分， 位于原子的 带正电的小微 外围，带负 粒，一个质子 电的小微粒。带一个单位的
正电荷。
中子
原子核的 组成部分， 不带电的 小微粒。
9 4
Be
24He
12 6
C
＋
1 0
n
为什么说中子的发现是物理学史上的一件大事？
用α粒子轰击铍原子核发现了中子。
3、原子核的组成
⑴原子核由中子和质子组成，它们统称为核子．
⑵原于核的电荷数等于它的质子数，原子核的质量数 等于质子数和中子数之和．
⑶ 核子间存在核力作用
质短核量程力数力特。征： 质子数0.+8中×子10数-15米~2×10-15米，很强引力，约为库仑斥
C． 原子核为A的中性原子中的电子数比原子 核为B的中性原子的电子数多1
D ．核C的质子数比核A的质子数少1
２．α粒子轰击硼10生成氮13和X粒子；氮13 具有放射性，放出Y粒子并生成碳13，则X 粒子和Y粒子分别是 A．质子和中子 B．质子和电子 C．中子和电子 D．中子和正电子
Ｄ
３. 关于放射元素放出α、β、γ 三种射线的说法中正 确的是（ ）
A. 原子核每放出一个α粒子，就减少两个质子和 两个中子。
B. 原子核每放出一个β粒子，就增加一个质子， 减少一个中子。
C. 原子核每放出一个β粒子，就增加一个中子， 减少一个质子。
D. 原子核在放出α射线、β射线的同时，常伴随着 放出γ射线。
答案ABD
４．请写出卢瑟福发现质子的核反应方程 ；下图 是查得威克发现中子的实验示意图，则图 中A是，B是，C是。
美国斯坦福大学的斯坦福直线加速器中心(Stanford Linear Accelerator Center，简称SLAC)所建造的粒子 加速器，用作研究物质与反物质的分别。
费米国立加速器实验室（Fermi National Accelerator Laboratory，缩 写：Fermilab或 FNAL，
⑵1932年，查得威克发现中子:
① 计算：使石蜡放出大能量质子，所需γ光子的能 量55MeV，而不可见的粒子的能量为7MeV
②测定其速度小于C/10 表明它不是γ射线
③通过与氢核的碰撞,测定其质量mX≈mH，即与氢 核(质子)质量相当．
n ⑶中子是原子核的组成部分． 中子符号：
1 0
⑷核反应方程：
人造放射性同位素和天然放射性物质的比较 类别 放射强度 制作难度 半衰期 废料处理
人造 易控制 按需所制 短
易
天然 难控制 不能
长
难
总结：原子核的人工转变
1.卢瑟福发现质子：
N+ 14
7
4 2
He
+ 17
1
OH
8
1
2.查德威克发现中子：
+ B 9
4e
4 2
He
12
1
+ 6 C
n
0
3.小居里夫妇发现放射性同位素和正电子
银
C氮气
箔
荧光屏 显微镜
放射源
现象: 容器里充有氮气时，从荧光屏上看到闪光．容器 里充有氧气或二氧化碳时，从荧光屏上看不到闪光．
推理: 闪光是由于α粒子击中氮核后产生的能量较 大的新粒子形成的．
⑵1919年．卢瑟福发现了质子：
测出新粒子的质量、电量，确认为氢原 子核，称为质子．符号：
11H 或MZ1142PY 24HMZe42Y
基本粒子不基本
• 对基本粒子的认识是随科学进步而发展的 • 现在已经发现的基本粒子超过了400多种， 分为：轻子，强子和媒介子 • 目前认为：夸克，轻子和媒介子是今日的
“基本粒子”
基本粒子不基本
一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成， 一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成
质子、中子、介子、轻子、光子等统称 为基本粒子。
⑶质子是原子核的组成部分．
问题: 质子是α粒子直接从氮核打出的？还是 α粒子进入氮核，形成一个复核，复核发生 衰变时放出的？
检验: 根据云室中的径迹．
质子是形成不稳定的复 核衰变时放出的
⑷核反应方程：
14 7
N
24He
18 9
F
17 8
O
＋
1 1
H
14 7
N
24He
17 8
O
＋
1 1
H
核反应方程两边总的质量数和电荷数守恒
子互称同位素．
2、放射性同位素 1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇 在用粒子轰击铝箔。
铝核被粒子击中后发生了下面的反应：
27 13
Al
4 2
He
30 15
P
01n
反应生成物是磷的一种同位素，它有放射性，像 天然放射性元素一样发生衰变。 定义：具有放射性的同位素，叫做放射性同位素。
磷的衰变反应可写为：
30 15
P
1340
Si 01e
v（
中微子 ）
30 15
P
1340
Βιβλιοθήκη Baidu
Si 01e
v（
中微子
衰变时放出正电子（电子的反物质），称为正β衰变。
1 1
H
n1
0
＋
0 1
e
质子转化成中子和正电子，
说明：用人工方法得到放射性同位素，这是一个 很重要的发现。后来用质子、氘核(21H)、中子和光 子轰击原子核，也得到了各种放射性同位素。天然放 射性同位素只不过六十几种，而今天人工制造的放射 性同位素已达一千多种，每种元素都有了放射性同位 素。放射性同位素在地质、冶金、石油工业、农业、 医学、考古等领域内得到了广泛的应用。
A. 把该元素放在低温处 B. 把该元素密封在很厚的铅盒里 C. 把该元素同其它的稳定元素结合成化合 物 D. 上述方法均不可以
思考与研讨
3. 下面关于放射性同位素的说法中正确的是 ( CD) （A）磷的放射性同位素原子核与一般磷原 子核中的中子数相同 （B）磷的放射性同位素原子核与一般磷原 子核中的核子数相同 （C）在医学上可以利用放射性同位素的射 线治疗某些疾病 （D）有的放射性同位素可以放出正电子， 而后变成另一种新元素
• 放射性现象中放出的三种射线都是从放射 性元素的原子核内释放出来的，这表明原 子核也有内部结构.
• 原子核内究竟还有什么结构？
• 原子核又是由什么粒子组成的呢？
原子核的人工转变
用人工的方法使原子核发生转变的过程．
例如：用天然放射性元素放出的高速粒子轰击 原子核。
1、质子的发现：
⑴实验装置： α粒子轰击氮核
β衰变 核内的中子转化为质子和电子，产生的电子从核中
释放出来
1 0
n
1 1
H
＋
0 -1
e
核内放出电子原因：中子转化成质子和电子
原子核发生α衰变或β衰变时，产生的新核有的具有过多的
能量（核处于激发态），这时核就会以电磁波的形式辐射出γ射 线。 γ射线是伴随α射线或β射线产生的。
5、同位素 1、定义：质子数相同，中子数不同的原
基本粒子之间的相互转化是因为存在着 引力、电磁力、 弱力和强力四种自然力的 相互作用。
例、在核反应方程式
U 235
92
10
n
90 38
Sr
136 54
Xe kX
中(
B)
A．X是中子，k=9 B．X是中子，k=10
C．X是质子，k=9 D．X是质子，k=10
完成下列核反应方程
+ A、
B 10
5
4
问题：实际上绝大多数原子核的电荷数只是质量数的 一半或者还少一些。
⑸卢瑟福预言：原子核内应该还存在着质量跟质子差 不多的不带电的中性粒子，并将这种粒子称为中子。
2、中子的发现
⑴实验
？
现象：这种不可见的粒子在电场、磁场中不偏转， 贯穿本领极大。 小居里夫妇认为是能量很高的γ射线
思考：是否γ射线？怎样证明？
2 He
+ 13
7N
B、
+ 27 13
Al
+ 27
12
Mg
1H
1
C、
238 U
92
+ 234 Th 90
D、
+ 23
11 Na
+ 24
11 Na
1
H
1
1．某原子核的衰变过程如下（符号表示放 射一个粒子，表示放射一个粒子）：A B C则可知：
A． 核A的中子数减核C的中子数等于2
B ．核 A的质量数减核C的质量数等于5
A
B
C
思考与研讨
1.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原 子( BD)
A. γ射线探伤仪 B. 利用含有放射性碘131的油，检测地下输 油管漏油情况 C. 利用钴60治疗肿瘤等疾病 D. 把含有放射性元素的肥料施给农作物，用 以检测确定农作物吸收养分的规律
思考与研讨
2.用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变 ( D)
A 力的100倍；<0.8×10-15米，表现为斥力；
Z X 核电>荷2×数10-15米距离增大，急剧减小；
质核子只力数与本相质邻还核不子清作楚用。 核外电子数
• 解释发生α衰变和β衰变时原子核发生的变化。
α衰变在放射性元素中，2个中子和两个质子结合的比较紧密， 作为一个整体从较大的原子核中放射出来
Al + 27
13
4 2
He
30
P 15
+ 30
1P
1n
0
5
+ 30
14
Si
0
1e
4、电子，质子和中子是组成物质的基本粒子
电子
质子
电子：原子 质子：原子核 的组成部分，的组成部分， 位于原子的 带正电的小微 外围，带负 粒，一个质子 电的小微粒。带一个单位的
正电荷。
中子
原子核的 组成部分， 不带电的 小微粒。
9 4
Be
24He
12 6
C
＋
1 0
n
为什么说中子的发现是物理学史上的一件大事？
用α粒子轰击铍原子核发现了中子。
3、原子核的组成
⑴原子核由中子和质子组成，它们统称为核子．
⑵原于核的电荷数等于它的质子数，原子核的质量数 等于质子数和中子数之和．
⑶ 核子间存在核力作用
质短核量程力数力特。征： 质子数0.+8中×子10数-15米~2×10-15米，很强引力，约为库仑斥
C． 原子核为A的中性原子中的电子数比原子 核为B的中性原子的电子数多1
D ．核C的质子数比核A的质子数少1
２．α粒子轰击硼10生成氮13和X粒子；氮13 具有放射性，放出Y粒子并生成碳13，则X 粒子和Y粒子分别是 A．质子和中子 B．质子和电子 C．中子和电子 D．中子和正电子
Ｄ
３. 关于放射元素放出α、β、γ 三种射线的说法中正 确的是（ ）
A. 原子核每放出一个α粒子，就减少两个质子和 两个中子。
B. 原子核每放出一个β粒子，就增加一个质子， 减少一个中子。
C. 原子核每放出一个β粒子，就增加一个中子， 减少一个质子。
D. 原子核在放出α射线、β射线的同时，常伴随着 放出γ射线。
答案ABD
４．请写出卢瑟福发现质子的核反应方程 ；下图 是查得威克发现中子的实验示意图，则图 中A是，B是，C是。
美国斯坦福大学的斯坦福直线加速器中心(Stanford Linear Accelerator Center，简称SLAC)所建造的粒子 加速器，用作研究物质与反物质的分别。
费米国立加速器实验室（Fermi National Accelerator Laboratory，缩 写：Fermilab或 FNAL，
⑵1932年，查得威克发现中子:
① 计算：使石蜡放出大能量质子，所需γ光子的能 量55MeV，而不可见的粒子的能量为7MeV
②测定其速度小于C/10 表明它不是γ射线
③通过与氢核的碰撞,测定其质量mX≈mH，即与氢 核(质子)质量相当．
n ⑶中子是原子核的组成部分． 中子符号：
1 0
⑷核反应方程：
人造放射性同位素和天然放射性物质的比较 类别 放射强度 制作难度 半衰期 废料处理
人造 易控制 按需所制 短
易
天然 难控制 不能
长
难
总结：原子核的人工转变
1.卢瑟福发现质子：
N+ 14
7
4 2
He
+ 17
1
OH
8
1
2.查德威克发现中子：
+ B 9
4e
4 2
He
12
1
+ 6 C
n
0
3.小居里夫妇发现放射性同位素和正电子
银
C氮气
箔
荧光屏 显微镜
放射源
现象: 容器里充有氮气时，从荧光屏上看到闪光．容器 里充有氧气或二氧化碳时，从荧光屏上看不到闪光．
推理: 闪光是由于α粒子击中氮核后产生的能量较 大的新粒子形成的．
⑵1919年．卢瑟福发现了质子：
测出新粒子的质量、电量，确认为氢原 子核，称为质子．符号：
11H 或MZ1142PY 24HMZe42Y
基本粒子不基本
• 对基本粒子的认识是随科学进步而发展的 • 现在已经发现的基本粒子超过了400多种， 分为：轻子，强子和媒介子 • 目前认为：夸克，轻子和媒介子是今日的
“基本粒子”
基本粒子不基本
一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成， 一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成
质子、中子、介子、轻子、光子等统称 为基本粒子。
⑶质子是原子核的组成部分．
问题: 质子是α粒子直接从氮核打出的？还是 α粒子进入氮核，形成一个复核，复核发生 衰变时放出的？
检验: 根据云室中的径迹．
质子是形成不稳定的复 核衰变时放出的
⑷核反应方程：
14 7
N
24He
18 9
F
17 8
O
＋
1 1
H
14 7
N
24He
17 8
O
＋
1 1
H
核反应方程两边总的质量数和电荷数守恒
子互称同位素．
2、放射性同位素 1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇 在用粒子轰击铝箔。
铝核被粒子击中后发生了下面的反应：
27 13
Al
4 2
He
30 15
P
01n
反应生成物是磷的一种同位素，它有放射性，像 天然放射性元素一样发生衰变。 定义：具有放射性的同位素，叫做放射性同位素。
磷的衰变反应可写为：
30 15
P
1340
Si 01e
v（
中微子 ）
30 15
P
1340
Βιβλιοθήκη Baidu
Si 01e
v（
中微子
衰变时放出正电子（电子的反物质），称为正β衰变。
1 1
H
n1
0
＋
0 1
e
质子转化成中子和正电子，
说明：用人工方法得到放射性同位素，这是一个 很重要的发现。后来用质子、氘核(21H)、中子和光 子轰击原子核，也得到了各种放射性同位素。天然放 射性同位素只不过六十几种，而今天人工制造的放射 性同位素已达一千多种，每种元素都有了放射性同位 素。放射性同位素在地质、冶金、石油工业、农业、 医学、考古等领域内得到了广泛的应用。
A. 把该元素放在低温处 B. 把该元素密封在很厚的铅盒里 C. 把该元素同其它的稳定元素结合成化合 物 D. 上述方法均不可以
思考与研讨
3. 下面关于放射性同位素的说法中正确的是 ( CD) （A）磷的放射性同位素原子核与一般磷原 子核中的中子数相同 （B）磷的放射性同位素原子核与一般磷原 子核中的核子数相同 （C）在医学上可以利用放射性同位素的射 线治疗某些疾病 （D）有的放射性同位素可以放出正电子， 而后变成另一种新元素