1对3春季-物理-高二-第07讲-原子与原子核-刘静
原子和原子核
原子和原子核1.α粒子散射实验1909～1911年，英国物理学家卢琴福和他的助手们进行了α粒子散射实验.（1）实验装置如图所示：如图所示，用α粒子轰击金箔，由于金原子中的带电微粒对α粒子有库仓力作用，一些α粒子穿过金箔后改变了运动方向，这种现象叫做α粒子散射.汤姆生发现电子汤姆生枣糕模型卢瑟福α粒子散射实验卢瑟福原子核式结构模型经典电磁场理论量子化理玻尔原子理论天然放射现象的发现原子可分原子核可分衰变（α、β衰变）原子核人工转变裂变聚变爱因斯坦质能方程E=mC能量氢原子能级半衰期2荧光屏可以沿着图中虚线转动，用来统计向不同方向散射的粒子数目.全部设备装在真空中.（2）实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转.（3）现象解释：认为原子中的全部正电荷和几乎所有质量都集中到一个很小的核上，由于核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的库仑力很小，它们的运动几乎不受影响.只有少数α粒子从原子核附近飞过，明显受到原子核的库仑力而发生大角度偏转.2.原子的核式结构模型内容：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外的空间运动.[说明] 核式结构模型的实验基础是α粒子散射实验，从α粒子散射的实验数据，估计原子核半径的数量级为10-14m ～10-15m ，而原子半径的数量级是10-10m.3.玻尔的原子模型内容：玻尔认为，围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，这种现象叫轨道量子化；不同的轨道对应着不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的；原子在不同的状态中具有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的.理解要点：玻尔的原子模型是以假说的形式提出来的，包括以下三方面的内容：○1轨道假设：即轨道是量子化的，只能是某些分立的值. ○2定态假设：即不同的轨道对应着不同的能量状态，这些状态中原子是稳定的，不向外辐射能量.○3跃迁假设：原子在不同的状态具有不同的能量，从一个定态向另一个定态跃迁时要辐射或吸收一定频率的光子，该光子的能量，等于这两个状态的能级差.n m E E hv -=4.三种射线的比较○1α射线：是氦核（42He ）流，速度约为光速的十分之一，在空气中射程几厘米，贯穿本领小，电离作用强.○2β射线：是高速的电子流，穿透本领较大，能穿透几毫米的铝板，电离作用较弱.○3γ射线：是高能光子流，贯穿本领强，能穿透几厘米铅板，电离作用小. [说明] 放射性元素有的原子核放出α射线，有的放出β射线，多余的能量以γ光子的形式射出.5.衰变定义：放射性元素的原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变. 衰变规律：电荷数和质量数都守恒.○1α衰变：M Z X →42--M Z Y+42He ，α衰变的实质是某元素的原子核放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）.○2β衰变：M Z X →M Z 1+Y+01-e ，β衰变的实质是某元素的原子核内的一个中子变为一个质子时放射出一个电子.○3γ衰变：γ衰变是伴随α衰变或β衰变同时发生的.γ衰变不改变原子核的电荷数和质量数.其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子.[例3] 23892U 衰变后22286Rn 共发生了 次α衰变和 次β衰变.[解析] 根据衰变规律，Rn 的质量数比U 的质量数减少了238-222＝16，而天然放射只有α衰变才能使质量数减少，且每次α衰变减少质量数为4，故发生了16÷4＝4次α衰变.因每次α衰变核的电荷数减少2，故由于α衰变核 的电荷数应减少4×2＝8.而Rn 核的电荷数仅比U 核少了92-86＝6，故说明发生了2次β衰变（即92-8+2＝86）.[答案] 发生了4次α衰变，2次β衰变.[评价] 在分析有关α、β衰变的问题时，应抓住每次α衰变质量数减4，电荷数减2和每次β衰变时质量数不变，电荷数加1这一衰变规律进行分析.6.半衰期定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，叫这种元素的半衰期. [说明] （1）半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定的，跟原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关.（2）半衰期只对大量原子核衰变才有意义，因为放射性元素的衰变规律是统计规律，对少数原子核衰变不再起作用.（3）确定衰变次数的方法：设放射性元素AZ X 经过n 次α衰变m 次β衰变后，变成稳定的新元素A Z ''Y ，则表示核反应的方程为：A Z X →A Z ''Y+n 42He +m 01-e.根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程mn Z Z n A A -+'=+'=24，两式联立得：ZZ A A m A A n -'+'-='-=24由此可见确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组. 7.放射性同位素的应用 （1）利用它的射线如利用钴60放出的很强的γ射线来检查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫γ射线探伤，利用放射线的贯穿本领了解物体的厚度和密度的关系，可以用放射性同位素来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度，从而自动控制生产过程，再如利用α射线的电离作用，可以消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电，利用射线杀死体内的癌细胞等.（2）做示踪原子如在生物科学研究方面，同位素示踪技术起着十分重要的作用，在人工方法合成牛胰岛素的研制、验证方向、示踪原子起着重要的作用.在输油管线漏的检查和对植物生长的检测方面，示踪原子都起着重要作用.[例4] 如图18-6是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图.图18-6（1）请你简述自动控制的原理；（2）如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β和γ三种射线中，你认为哪一种射线在铝板的厚度控制中起主要作用，为什么？[解析] （1）放射线具有穿透本领，如果向前运动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化，这种变化被转变为电信号输入到相应的装置，进而自动控制如上图中右侧的两个轮间的距离，使铝板的厚度恢复正常.（2）β射线起主要作用，因为α射线的贯穿本领很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1毫米的铝板；γ射线的贯穿本领非常强，能穿过几厘米的铅板，1毫米左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化不大；β射线的贯穿本领较强，能穿过几毫米的铝板，当铝板的厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化较大，探测器可明显地反应出这种变化，使自动化系统做出相应的反应.8.核能的计算（1）质能方程：爱因斯担的相对论指出，物体的质量和能量存在着密切联系，即E=mc2.这就是爱因斯坦的质能方程.[说明] 质能方程告诉我们质量和能量之间存在着简单的正比关系.物体的能量增大了，质量也增大了；能量减小了，质量也减小.且核反应中释放的能量与质量亏损成正比：2∆=E∆mc（2）核能：核反应中放出的能量称为核能.（3）核能的计算∆）的千克数乘以真根据爱因斯坦质能方程，用核子结合成原子核时质量亏损（m空中光速的平方.即2∆=mcE∆根据1原子质量单位（u ）相当于931.5MeV 能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5MeV.即5.931⨯∆=∆m E MeV[例5] 已知氮核质量m N =14.00753u ，氧核质量m 0=17.00454u ，氦核质量m He =4.00387u ，质子质量00815.1=H m u ，试判断核反应：141N+42He →178O+11H是吸能反应，还是放能反应，能量变化多少？[解析] 先计算出质量亏损m ∆，然后由1u 相当于931.5MeV 能量代入计算即可. 反应前总质量01140.18=+He N m m u 反应后总质量01269.180=+H m m u因为反应中质量增加，所以此反应为吸能反应，所吸收能量为：2mc E ∆=∆=(18.01269-18.01140)×931.5 MeV =1.2 MeV[例6] 一个静止的23292U （原子质量为232.0372u ），放出一个α粒子（原子质量为4.00260u ）后，衰变成22890Th （原子质量为228.0287u ）.假设放出的结合能完全变成Th 核和α粒子的动能，试计算α粒子的动能.[剖析] 由质能方程可计算释放的核能，然后结合动量守恒和能量关系可求解. [解析] 反应中产生的质量亏损0059.0)(=+-=∆αm m m m Th U u反应中释放的核能：5.931⨯∆=∆m E MeV=5.5MeV在U 核衰变过程中的动量守恒、能量守恒，则2221210ThTh ThTh v m v m E v m v m +=∆-=αααα 解以上两式得：ThTh Th m v m m v m E 2)(2)(22+=∆ααα ThTh m m m m v m αααα2)(2+=则α粒子的动能221αααv m E =E m m m Th Th∆+=α5.54228228⨯+=MeV=5.41MeV9.原子核的人工转变及其三大发现原子核的人工转变：用人工方法使一种原子核变成另一种原子核的变化. 原子核人工转变的三大发现： ○11919年卢瑟夫发现质子的核反应： 141N+42He →178O+11H○21932年查德威克发现中子的核反应： 94Be+42He →126C+10n○31934年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应： 2713Al+42He →3015P+10n3015P →3014Si+01+e练习题 一、α粒子散射实验 原子的核式结构 原子核的组成1、（1997全国）卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是AA 、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B.正电荷在原子中是均匀分布的C 、原子中存在带负电的电子 D.原子只能处在一系列不连续的能量状态中２、(2005年上海物理)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为H O N He 1117812742+→+．下列说法正确的是（ ）A C（原子核的组成，写出发现中子的核反应方程） Ａ、通过此实验发现了质子 B ．实验中利用了放射源放出的γ射线 Ｃ、实验中利用了放射源放出的α射线D ．原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒二、玻尔的原子模型 能级３．如图所示为氢原子能级图，A 、B 、C 分别表示电子三种不同能级跃迁时放出的光子，以下叙述正确的是 ( )ＡＢＡ、频率最大的是Ｂ Ｂ、波长最长的是Ｃ Ｃ、频率最大的是Ａ Ｄ、波长最长的是Ｂ４、(2005年理综②)图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E . 处在n =4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22eV. 在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有 CA ．二种B ．三种C ．四种D ．五种三、天然放射现象 衰变、原子核人工转变、裂变和聚变５、（2001年高考试题）在下列四个方程中，x 1、x 2、x 3和x 4各代表某种粒子，以下判断中正确的是 AC①113854953810235923x Xe Sr n U ++→+ ②n He x H 1032221+→+ ③32349023892x Th U +→ ④42713422412x Al He Mg +→+A ．x 1是中子B ．x 2是质子C ．x 3是α粒子D ．x 4是氘核６．(2005年广东物理)下列说法不正确的是 D （原子核的几种核反应）A ．n He H H 10421111+→+是聚变B ．n 2Sr Xe n U 109438140541023592++→+是裂变 C ．He Rn Ra 422248623688+→是α衰变 D ．e Mg Na 0124122411-+→是裂变７、如图，在匀强磁场中的A 点，有一个静止的原子核，当它发生哪一种衰变时，射出的粒子以及新核的轨道才作如图的圆周运动，并确定它们环绕的方向，若两圆的半径之比是45∶1，这个放射性元素原子核的原子序数是多少？解：由动量守恒定律 MV+mv = 0 两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切，所以是 α衰变。
2022高三物理高考二轮复习详解详析：原子和原子核
2022 高考物理二轮复习详解详析：原子和原子核教课过程：构造α粒子散射实验卢瑟福玻尔一、原子模型1． J．J 汤姆生模型（枣糕模型）——1897年发现电子，认识到原子有复杂构造。
2．卢瑟福的核式构造模型（行星式模型）α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果：绝大多半α粒子穿过金箔后基本上仍沿本来的方向行进，但是有少量α粒子发生了较大的偏转。
这说明原子的正电荷和质量必定集中在一个很小的核上。
α粒子卢瑟福由α粒子散射实验提出模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。
由α粒子散射实验的实验数据还能够估量出原子核大小的数目级是10-15 m。
3．玻尔模型（引入量子理论）（1）玻尔的三条假定（量子化）①轨道量子化：原子只好处于不连续的可能轨道中，n即原子的可能轨道是不连续的∞4②能量量子化：一个轨道对应一个能级，轨道不连续，3所以能量值也是不连续的，这些不连续的能量值叫做能E级。
在这些能量状态是稳固的，其实不向外界辐射能量，叫22定态E31E③原子能够从一个能级跃迁到另一个能级。
原子由高能级向低能级跃迁时，放出光子，在汲取一个光子或经过其余1门路获取能量时，则由低能级向高能级跃迁。
原子在两个氢原子的能级图E/eV 0能级间跃迁时辐射或汲取光子的能量h E2 E1（量子化就是不连续性， n 叫量子数。
）（2）从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是汲取光子，也可能是因为碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的互相碰撞能够传达能量）。
原子从低能级向高能级跃迁时只好汲取必定频次的光子；而从某一能级到被电离能够汲取能量大于或等于电离能的任何频次的光子。
（如在基态，能够汲取 E ≥的任何光子，所汲取的能量除用于电离外，都转变为电离出去的电子的动能）。
（ 3）玻尔理论的限制性。
因为引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解说了氢光谱的规律。
原子与原子核——知识介绍
原子和原子核 ——知识介绍一．原子结构（一）原子的核式结构人们认识原子有复杂结构是从1897年汤姆生发现电子开始的。
汤姆生通过研究对阴极射线的分析发现了电子，从而知道，电子是原子的组成部分，为了保持原子的电中性，除了带负电的电子外，还必须有等量的正电荷。
因此汤姆生提出了“葡萄干面包”模型：正电荷部分连续分布于整个原子，电子镶在其中。
1909年卢瑟福在α粒子散射实验中，以α粒子轰击重金属箔发现：大多数α粒子穿过薄膜后的散射角很小，但还有八千分之一的α粒子，散射角超过了900，有些甚至被弹回来，散射角几乎达到1800。
1911年卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核称为原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核高速旋转。
从α粒子散射实验的数据可以估计出原子核的大小约为10-15——10-14米，原子半径大约为10-10米。
原子核式结构模型较好的解释了α粒子散射实验现象，也说明了汤姆生的“葡萄干面包”模型是错误的。
（二）玻尔的氢原子理论1．1．巴耳末公式1885年，瑞士物理学家巴耳末首先发现氢原子光谱中可见光区的四条谱线的波长，可用一经验公式来表示：)121(122n R -=λ n =3，4，5……式中λ为波长，R =×10 7米-1称为里德伯恒量，上式称为巴耳末公式。
2．2．里德伯公式1889年，里德伯发现氢原子光谱德所有谱线波长可用一个普通的经验公式表示出来：)11(122n m R -=λ式中n=m+1，m+2，m+3……，上式称为里德伯公式。
对于每一个m ，上式可构成一个光谱系： m=1，n=2，3，4……赖曼系（紫外区）m=2，n=3，4，5……巴尔末系（可见光区）m=3，n=4，5，6……帕邢系（红外区）m=4，n=5，6，7……布喇开系（远红外区）3．3．玻尔的氢原子理论卢瑟福的原子核式结构模型能成功地解释α粒子散射实验，但无法解释原子的稳定性和原子光谱是明线光谱等问题。
《高三物理原子核》课件
总结
通过学习本课件，你将深入了解原子核的基本知识和性质，掌握放射性现象、核反应、核能利用等方面的知识。 希望这些内容能够对你的高考物理考试有所帮助。让我们一起探索原子核的神秘世界！
探索核素与同位素的概念，了解它们之间的关系和特点。
原子核基本性质
介绍原子核的质量数、原子序数、核电荷数、核自旋等基本性质。
章节二：放射性现象和核反应
1
放射性现象
解释放射性现象的基本概念，探讨放射性衰变及其特征。
2
核反应
详细介绍核反应和核能的概念，并提供计算核能的方法。
核裂变和核聚变
定义核裂变和核聚变，并通过实例深入了解这两种核反应。
《高三物理原子核》PPT 课件
欢迎来到《高三物理原子核》的PPT课件。通过本课件，我们将深入探讨原 子核的基本结构和性质，放射性现象与核反应，以及核能利用与环境控制。 准备好与我们一同探索原子核的奥秘吧！
章节一：原子核的基本结构和性质
原子核组成
了解原子核的组成和成分，揭开其神秘的内部结构。
核素和同位素
章节三：核辐射与核能利用
核辐射的本质和危害
探讨核辐射的本质以及它对人体和环境的危害。
辐射防护与措施
介绍辐射防护的方法和措施，保护人们免受核辐射 伤害。
核能利用的方法和设备
深入了解核能利用的主要方法和设备，探索它们在 现代社会中的重要作用。
核能与环境的关系和控制
探讨核能与环境的关系，并提供相关的环境控制措 施。
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第十八章 原子和原子核第一节 玻尔的原子模型 能级【原子核式结构】 卢瑟福的原子核式模型：在原子的中心有一个很小的核叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。
【玻尔的原子模型】由丹麦的物理学家玻尔于1913年提出的原子结构假说，主要包括下列几个方面：1．轨道量子化。
围绕原子核运动的电子轨道半径只能是某些分立的数值，电子的可能轨道分布是不连续的，这种现象叫做轨道量子化。
2． 能量的量子化。
在原子中，不同的轨道对应着不同的状态，原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外辐射能量，这些状态叫做定态。
3． 能级的跃迁：原子从一种定态（能量为E n ）跃迁到另一种定态（能量为E m ），它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，光子的能量为n m E E h -=ν。
【量子数】原子的各状态用标号1，2，3等来表示，这些状态标号叫做量子数，通常用n 来表示。
【能级】原子的各个定态的能量值叫做它的能级。
【基态】在正常状态下，原子处于最低能级，这时电子在离核最近的轨道上运动，量子数为n =1，这种定态叫做基态。
【激发态】 通过加热或光照的方法使物体中的某些原子从相互碰撞或入射光子中吸收一定的能量，从基态跃迁到较高的能级，量子数大于1，这时电子在离核较远的轨道上运动，这些定态叫做激发态。
【跃迁】原子从一种能量状态向另一种能量状态的变化叫做能级的跃迁。
当原子从高能量状态向低能量状态跃迁时，放出一定频率的光子；当原子从低能量状态向高能量状态跃迁时，需吸收一定频率的光子。
【能量的量子化】原子的各个能级的能量是不连续的，这种现象叫做能量的量子化。
【轨道的量子化】电子的可能轨道分布是不连续的，这种现象叫做轨道的量子化。
注意点(1) 玻尔原子结构假说提出的背景。
卢瑟福的原子的核式模型很好地解释了 粒子的大角度散射，但该核式模型与经典的电磁理论发生了矛盾。
高二上物理原子核知识点总结
高二上物理原子核知识点总结高二上物理原子核知识点总结原子核是一个由中子与质子组成的复杂体系，在高二物理教材中会讲到相关内容。
下面小编给大家带来高二上物理原子核知识点，希望对你有帮助。
高二物理原子核知识点一、原子的核式结构：1、α粒子的散射实验：(1)绝大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进;(2)少数α粒子穿过金箔后发生了较大偏转;(3)极少数α粒子击中金箔后几乎沿原方向反回;二、原子的核式结构模型：原子中心有个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，带负电的电子绕核做高速的圆周运动;1、原子核又可分为质子和中子;(原子核的全部正电荷都集中在质子内)质子的质量约等于中子的质量;2、质子数等于原子的核电荷数(Z);质子数加中子数等于质量数(A)三、波尔理论：1、原子处于一系列不连续的能量状态中，每个状态原子的能量都是确定的，这些能量值叫做能级;2、原子从一能级向另一能级跃迁时要吸收或放出光子;(1)从高能级向低能级跃迁放出光子;(2)从低能级向高能级跃迁要吸收光子;(3)吸收或放出光子的能量等于两个能级的能量差;hγ=E2-E1;四、天然放射现象衰变1、α射线：高速的氦核流，符号：42He;2、β射线：高速的电子流，符号：0-1e;3、γ射线：高速的光子流;符号：γ4、衰变：原子核向外放出α射线、β射线后生成新的原子核，这种现象叫衰变;(衰变前后原子的核电荷数和质量数守恒)(1)α衰变：放出α射线的衰变：ZX=Z-2Y+2He;(2)β衰变：放出β射线的衰变：AZX=AZ+1Y+0-1e;五、核反应、核能、裂变、聚变：1、所有核反应前后都遵守：核电荷数、质量数分别守恒;(1)卢瑟福发现质子：147N+42He→178 O+11H;(2)查德威克发现中子：94Be+42He→126C+10n;2、核反应放出的能量较核能;(1)核能与质量间的关系：E=mc2(2)爱因斯坦的质能亏损方程：△E=△mc2;3、重核的裂变：质量较大和分裂成两个质量较小的核的反应;(原子弹、核反应堆)4、轻核的聚变：两个质量较小的核变成质量较大的核的反应;(氢弹)高二物理选修3-5知识点1.黑体能全部吸收各种波长的电磁波而不发生反射的物体称为绝对黑体,简称黑体.不透明的材料制成带小孔空腔，可近似地看作黑体，研究黑体辐射的规律是了解一般物体热辐射性质的基础。
高考一轮物理总复习第章《原子与原子核》章末总结ppt课件
2.关于核反应 原子核的变化叫核反应，常见的核反应有：衰变、 人工转变、裂变和聚变等几种类型.不论是哪种类型的 核反应，都遵守质量数守恒和电荷数守恒，这是写核 反应方程的重要依据.但是，写核反应方程时，应以实 验事实为依据，而不能仅仅根据这两个守恒随意去写 实际上不存在的核反应. 需要特别注意的是，核反应通常是不可逆的，方 程中只能用箭头符号“→”来连接，并指示反应的方 向，而不能用“＝”连接核反应方程. 核反应过程通常伴有巨大的能量转化.释放核能 的主要途径有：重核的裂变和轻核的聚变.
D.改用频率大于 ν 的光照射，光电子的最大初动 能变大
【解析】增大入射光强度，单位时间内照射到单 位面积的光电子数增加，则光电流将增大，故选项 A 正确；光电效应是否发生取决于照射光的频率，而与 照射强度无关，故选项 B 错误.用频率为 ν 的光照射光 电管阴极，发生光电效应，用频率较小的光照射时， 若光的频率仍大于极限频率，则仍会发生光电效应， 选项 C 错误；根据 hν－W 逸＝12mv2 可知，增加照射光 频率，光电子的最大初动能也增大，故选项 D 正确.
【答案】ABC
4.(2014 北京)质子、中子和氘核的质量分别为 m1、 m2 和 m3，当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放 的能量是(c 表示真空中的光速)( )
A.(m1＋m2－m3)c B.(m1－m2－m3)c C.(m1＋m2－m3)c2 D.(m1－m2－m3)c2
【解析】本题考查质能方程，对于Δm 的计算是 关键.
1.对原子核的认识 认识原子当中有个核是从α粒子散射实验开始的，卢 瑟福从α粒子散射现象中提出了原子的核式结构学说，指 出在原子中存在一个很小的核；卢瑟福利用α粒子轰击氮 核得到了质子，查德威克用实验证实在原子核中除了质子 外，还有中子，从而确定了原子核是由质子和中子组成的； 天然放射现象的发现又说明了原子核也有复杂的结构，而 且原子核还能够按照一定的规律发生变化.
高中物理课件-原子核
气泡室利用了射线的电离本领
粒子通过液体通过液体时在它周围就有气泡形成， 可分析粒子的动量、能量和带电情况。
带电粒子的径迹呈曲线是由于在磁场中受到了洛伦兹力
三、盖革——米勒计数器
德国物理学家盖革在1928年与米勒合作研制 出的计数器用来检测放射性是非常方便的，盖革 管的结构如图所示：
【思考与讨论】
原子核里没有电子，β衰变中的电子来自哪里？
01n
H 1
1
0 1
e
4．规律：原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数 和质量数都守恒。
说明：1. 中间用单箭头，不用等号； 2. 是质量数守恒，不是质量守恒; 3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。
5. 本质： α衰变：原子核内少两个质子和两个中子。
思考：放射性元素放出的射线到底是什么?
二、射线到底是什么
利用什么方法可以将天然放射线加以鉴别？
方法一：利用磁场 方法二：利用电场
γ射线
×××××
α 射× × × × × 线× × × × ×
+×××××
β射线 -
α射线
根据射线的偏转情况确定：偏转较小的一束射线由带 正电荷的粒子组成，我们把它叫做α射线，
箔
显微镜
2、查德威克用α粒子轰击铍核发现中子 n：
9 4
Be
+
4 2
He
162C
+
1 0
n
用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素 的原子核，也都产生类似的转变。
3、核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生 新原子核的过程。
在核反应中，质量数和电荷数都守恒。
二、人工放射性同位素
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精锐教育1对3辅导教案学员姓名：学科教师：年级：高二辅导科目：物理授课日期××年××月××日时间 A / B / C / D / E / F段主题原子与原子核教学内容1、了解原子的各种结构模型与依据，了解散射实验并能进行分析相关问题2、了解天然放射现象及几种射线的特点与本质和应用3、知道原子核的组成的历史发展过程及对应的实验与装置特点4、理解几种常见的核反应方程及其书写与应用教法指导：本环节采用回忆初中原子方面的基本知识的方式进行，并尽量能让学生在头脑中有枣糕模型的存在和得出此模型的依据。
建议时间10分钟。
讲述：汤姆孙发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的“枣糕模型”。
学生活动：师生共同得出汤姆孙的“枣糕模型”。
J.J.汤姆孙，1857-1940，英国物理学家，电子的发现者。
因通过气体电传导性的研究，测出电子的电荷与质量的比值，1906年获诺贝尔物理学奖。
汤姆孙认为原子是一个球体，里面充满了均匀分布的带正电的流体，电子镶嵌在正电荷液体中，就象枣点缀在一块蛋糕里一样，所以又被人们称为“枣糕模型”。
以汤姆孙为首的英国剑桥学派，在原子物理学上所取得的这些惊人成就，使欧洲大陆上的物理学家都拜倒在他们的脚下。
他的学生卢瑟福也接受了汤姆孙的原子模型，1909年卢瑟福建议其学生兼助手盖革和罗斯顿用α粒子轰击金箔去验证汤姆孙原子模型。
教法指导：以历史实验为主，尽量让学生思考与分析实验的特点和依据，并得出实验结论。
A、原子的核式结构模型1、α粒子散射实验放射源——放射性元素钋（Po）放出α粒子，α粒子是氦核，带2e正电荷，质量是氢原子的4倍，具有较大的动能。
金箔——作为靶子，厚度1μm, 重叠了3000层左右的金原子。
荧光屏——α粒子打在上面发出闪光。
显微镜——通过显微镜观察闪光，且可360°转动观察不同角度α粒子的到达情况。
2、实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进，少数α粒子（约占8000分之一）发生了较大的偏转，极少数α粒子的偏转超过了90°，有的甚至几乎被撞了回来。
3.实验分析卢瑟福根据他的导师汤姆生模型计算的结果：电子质量很小，对α粒子的运动方向不会发生明显影响；由于正电荷均匀分布，α粒子所受库仑力也很小，散射角不超过零点几度，发生大角度偏转的几率几乎是零．实验结果却是有八千分之一的粒子发生了大角度偏转！！！实验结果与之前预测完全不一致，所以原子结构模型必须重新构思!4.原子的核式结构的提出(1). 原子的核式结构模型a.在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核．b.原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里．c.带负电的电子在核外空间绕着核旋转．(2). 对α粒子散射实验现象解释α粒子穿过原子时，电子对α粒子运动的影响很小，影响α粒子运动的主要是带正电的原子核。
而绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数α粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转。
5.原子核的电荷与尺度根据卢瑟福的原子核式模型和α粒子散射的实验数据，可以推算出各种元素原子核的电荷数，还可以估计出原子核的大小。
（1）原子的半径约为10-10m、原子核半径约是10-15m，原子核的体积只占原子的体积的万亿分之一。
（2）原子核所带正电荷数与核外电子数以及该元素在周期表内的原子序数相等。
B、天然放射现象与应用1、天然放射性现象：原子核自发地放出射线的现象叫天然放射现象，物质自发地放出射线的性质称为放射性，能放射出放射线的元素称为放射性元素。
α、β、γ射线的本质和性质①、放射性和元素的形态（单质或化合物）无关。
②、α、β、γ射线都是从原子核里放射出来的。
③、放射性物质有的放射α射线，有的放射β射线，同时伴随γ射线放射；还有的同时放射α、β、γ射线。
2.探测射线的方法虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来探知放射线的存在，这些现象主要是：1)、使气体电离2)、使照相底片感光3)、使荧光物质产生荧光3、放射性的应用4、放射性污染和防护沾上放射性物质后，要用肥皂和大量清水冲洗金属对射线有屏蔽作用放射源要保存完好，严禁拆封放射源要远离食品、饮水及日常起居环境C 、原子核的组成1、质子（proton ）的发现1919年英国物理学家卢瑟福在实验室里第一次成功地实现了原子核的人工转变，并且用高速α粒子轰击原子核，使原子核放出了质子。
实验步骤及结果：１、适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好不出现闪光 ２、充入氮气后，荧光屏出现了闪光发现质子的核反应方程式：H O He N 1117842147+→+布拉凯特实验证实发生了核反应上述实验以及后来用α粒子轰击氟、钠、铝等元素的原子核都发生了类似的反应，并且都产生了质子。
这些实验表明，由于从不同元素的原子核中都能打出质子来，因此质子应该是原子核的组成部分。
原子核只由质子组成吗？至真空室氮气铝箔荧光粉放射线A B显微镜氮气2、中子（neutron ）的发现在上一世纪的二十年代，卢瑟福依据原子核的电荷数与质量数的差别，预见到原子核中应该存在质量与质子相等的、不带电的粒子，卢瑟福称其为中子。
直到上一世纪的三十年代，另一个人工核反应，即用放射性元素钋发出的α射线轰击铍，证实了中子的存在。
查德威克对实验结果的分析查德威克用碰撞中的动量守恒和能量守恒分析得到不可见粒子是质量与质子几乎相等的、不带电的粒子，它正是卢瑟福预见的中子。
中子的质量数与质子的相等，都是1，中子不带电，其电荷数为零。
物理学中用符号10n表示中子。
1932年，英国物理学家查德威克发现了中子。
发现中子的核反应方程式原子核的组成3、原子核的衰变不稳定的原子核会放出辐射，失去部分粒子（能量）。
C n He Be 126104294+→+4、半衰期⑴放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间不同的放射性元素的半衰期是不同的，放射性元素的半衰期长短是由核内部本身的因素决定的，跟原子所处的物理状态或化学状态无关。
⑵衰变规律：D 、重核的裂变，链式反应1、核能（nuclear energy ）原子核的结构发生变化时放出的能量，叫做核能。
物理学中把重核分裂成两个较轻的核时，释放出核能的反应叫做核裂变． 把两个轻核聚合成较重的核时，释放出核能的反应叫做核聚变． 2、裂变重核受到其他粒子（如中子）轰击时分裂成两块或两块以上中等质量的核过程称为核裂变．核裂变的几个特点： ①裂变过程中能放出巨大的能量。
②裂变的同时能放出2～3个(或更多个)中子。
③裂变的产物不是唯一的。
铀核裂变（核反应方程）n 3Kr Ba n U 109236141561023592++→+一般来说，一个铀核裂变要放出2~3个中子。
这些中子又会引起新的裂变、释放更多的能量3、链式反应（chaireaction）：①、重核裂变时放出的中子引起其他重核的裂变，可以使裂变不断进行下去，这就是链式反应。
链式反应使核能的大规模利用称为可能。
②、铀块产生链式反应的条件：中子的“再生率”大于1——体积大于临界体积，保持足够数量的慢中子。
③、核燃料：铀235和钚239。
④、原子弹：1kg铀全部裂变，它放出的能量超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量．原子弹是不可控制的链式反应。
4、反应堆核反应堆是人工控制链式反应的装置5、核电站与核能利用利用反应堆工作时释放的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站。
【一、原子的核式结构】【例题1】卢瑟福利用 粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是【答案】D【解析】实验结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来。
D正确。
【例题2】在α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，这是因为（）。
A．α粒子和电子根本无相互作用B．α粒子碰撞不到电子，是因为电子体积极小C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的【答案】C【解析】α粒子和电子间作用力较小，且电子质量远小于α粒子，若发生碰撞时对α粒子的影响极小，可以忽略不计。
【变式训练1】．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
下图表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景。
图中实线表示α粒子的运动轨迹。
其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中（α粒子在b点时距原子核最近），下列判断正确的是A．α粒子的动能先增大后减小B．α粒子的电势能先增大后减小C．α粒子的加速度先变小后变大D ．电场力对α粒子先做正功后做负功【答案】B【变式训练2】.在a 粒子散射实验中，不考虑电子和a 粒子碰撞的影响，这是因为A a 粒子和电子根本无相互作用B a 粒子受电子作用的合力为零C a 粒子在和电子的碰撞过程中动量的改变量极小，可忽略不计D a 粒子碰撞不到电子【答案】C【二、放射性、半衰期】【例题3】.一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ 射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。
进入电场后，射线变为a 、b 两束，射线a 沿原来方向行进，射线b 发生了偏转，如图所示，则图中的射线a 为__________射线，射线b 为_______________射线。
放射源带电极板射线a照相底铅盒铝箔带电极板射线b 片【答案】γ，β，【解析】三种射线中α射线的穿透本领最弱，不能穿透铝箔，因此射线ab 为β射线和γ射线，其中γ射线是光子流，在电场中不会发生偏转，β射线是电子流在电场中会发生偏转【例题4】.（★★★）如图所示为研究物质放射性的示意图。
铅盒底部装有微量放射性元素，放射源放出的射线在图示水平方向的电场E 中分成了c b a 、、三束。
由图可知射线a 是 粒子。
射线a 在电场中的偏转角明显比射线c 的偏转角大，出现这种现象的原因 。
【答案】β，β粒子在水平方向的加速度比较大【解析】注意三种射线的实质，α粒子带正电 ，β粒子带负电，偏转角度还要考虑粒子的质量关系。
【例题5】放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往会同时伴随 辐射。
已知A 、B 两种放射性元素的半衰期分别为T 1和T 2，经过t ＝T 1·T 2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比m A ：m B ＝ 。
【答案】γ，22T ：12T【解析】在发生α衰变或是β衰变时总是会伴随着γ衰变，根据半衰期公式分别写出两种元素的剩余质量列出等式，可求出原质量之比。
【变式训练3】在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元 素结合成化合物．则(A)措施①可减缓放射性元素衰变 (B)措施②可减缓放射性元素衰变(C)措施③可减缓放射性元素衰变 (D)上述措施均无法减缓放射性元素衰变【答案】D【变式训练4】关于天然放射现象，下列说法中正确的是A ．β衰变说明原子核里有电子B ．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个C ．放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短D ．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电【答案】B【变式训练5】放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。