3.1 原子核的组成与核力
教科版3.1 原子核的组成与核力
核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。
三.核反应
1.定义：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程。 2.卢瑟福发现质子的核反应方程。
14 7
N+ He O+ H
4 2 17 8 1 1
根据核反应方程，反应前后有什么规律 3遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。
查德威克发现中子的核反应
（2）. 核力是短程力。约在10-15m 数量级时起作用，距离大于 0.8×10-15m时为引力, 距离为10×10-15m 时核力几乎消失，距离小于 0.8×10-15m 时为斥力，因此核子不会融合在一起。 （3）. 核力与电荷无关。核力与核子电荷无关。
（4）. 核力具有饱和性。每个核子只跟相邻的
4 2
He+ Be C+ n
9 4 12 6 1 0
例1.已知镭的原子序数是88，原
子核质量数是226.试问：
【规范解答】(1)镭核中的质子数 等于其原子序数，故质子数为88， 中子数N等于原子核的质量数
(1)镭核中有几个质子？几个中
子？
A与质子数Z之差，
即N=A-Z=226-88=138.
B.质子 D.电子
课堂练习 1.三个原子核X、Y、Z，X核放出一
个正电子后变为Y核，Y核与质子发
b 设原子核X的符号为 a X ,则 b a b a 1 b 0 X a Y+ 1 1e
生核反应后生成Z核并放出一个氦核
(4 ).则下面说法正确的是(CD ) 2 He
A.X核比Z核多一个质子
威克用同样的方法，从硼、钠、铝的原子核中
1 打出了质子。 1
H ----质子是原子核的组成部分。
教案-选修3-5-3.1原子核的组成与核力 核反应
一、原子核的组成质子，中子二、原子核的表示质量数、电荷数三、原子核的结合核力：强大，短程，电荷无关四、原子核的变化核反应：质量数、电荷数守恒授课题目 3.1 原子核的组成与核力核反应第 1 课时授课时间年月日星期教学目标知识与技能1．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。
2. 能用原子核的表示方法来表示不同的原子核，记住质子和中子的表示方法。
3. 了解核力的概念，知道核力是强相互作用力。
4. 理解核反应中质量数守恒和电荷数守恒，并且能根据这两条守恒律补全核反应方程式。
过程与方法1. 通过探究核力的存在，培养学生的推理能力。
2. 通过了解质子和中子的发现过程，体会探索未知世界的方法。
情感态度与价值观1. 通过了解核力的成因现在还在探索之中，激发学生的探索热情。
2. 通过学习核反应中质量数和电荷数守恒，体会守恒律的普遍性。
教学重点原子核的组成，核反应方程式的书写教学难点探究核力的存在，理解为什么原子核要有中子来维持核的稳定教学方法讲授法，练习法教学手段多媒体教学设备，ppt板书或板图设计3.1原子核的组成与核力核反应“附中教师要做教育家，不要当教书匠。
”——陈元晖教学过程环节检测内容检测结果及补救措施针对教学重难点的当堂检测反馈教学反思“一课一得、逐点反馈、跟踪纠偏、即时跟进”——探索东师附中朝阳学校“优效”教学模式教学过程环节教师活动学生活动1.引入【提问】何谓玻尔的原子模型？玻尔原子模型建立后，科学家开始思考原子核是否能够再分？这节课我们学习原子核由什么组成，这些成分如何结合在一起，以及原子核如何发生变化？2. 原子核的组成1. 质子，中子，核子的概念质子由卢瑟福发现，他用α粒子轰击氮原子核，发现了氢原子核，即质子。
中子由查德威克（卢瑟福的学生）发现，他用α粒子轰击轻金属铍，然后用得到的射线轰击石蜡，打出了质子。
发现这种射线是一种中性粒子流。
质子和中子统称为核子3. 原子核的表示方法1. 原子核的表示主要由三部分组成：化学元素符号，核质量数（即核子数，位于左上角角标），核电荷数（即质子数，位于左下角角标）。
原子核的构成
原子核的构成一、引言原子核是构成物质的基本单位之一，它的结构和性质对于我们理解物质的本质和化学反应的机理有着重要的意义。
本文将介绍原子核的构成，包括核子、核力、核壳层等内容，以及对于原子核研究中所使用的一些实验技术进行简单介绍。
二、核子原子核是由质子和中子组成的，这些粒子被称为核子。
质子带正电荷，中子不带电荷。
在原子核中，质子和中子都被称为核粒子。
三、核力1. 核力概述原子核内部存在着一种特殊的相互作用力，被称为“核力”。
这种力只存在于极短距离内，并且只在原子核内部起作用。
它是保持原子核稳定的关键因素。
2. 核力类型目前已知存在两种类型的核力：强相互作用力和弱相互作用力。
强相互作用力是保持原子核稳定性最重要的因素之一，而弱相互作用力则在放射性衰变等过程中发挥作用。
四、壳层结构1. 壳层结构概述原子核内部的核子并不是随意排列的，它们遵循着一定的规律排列。
这种规律被称为“壳层结构”。
壳层结构类似于电子在原子中的排布。
2. 壳层结构特点原子核中，每个能级最多容纳2n^2个核子，其中n表示能级编号。
这意味着第一能级最多容纳2个核子，第二能级最多容纳8个核子，第三能级最多容纳18个核子，以此类推。
五、实验技术1. 质谱仪质谱仪是一种用于分离和测量原子或分子中各种粒子质量的仪器。
它可以通过对被测样品进行加速和分离来确定样品中各种粒子的质量。
2. 核磁共振核磁共振是一种通过对样品中原子核磁场进行测量来研究原子核性质的技术。
它可以用于确定原子核自旋、电荷分布等参数。
3. 中性粒子探测器中性粒子探测器是一种用于检测和测量中性粒子（如中子）的仪器。
它可以通过测量中性粒子与探测器之间的相互作用来确定中性粒子的能量、轨迹等参数。
六、结论原子核是构成物质的基本单位之一，它由质子和中子组成，并受到核力的作用保持稳定。
原子核内部存在着壳层结构，类似于电子在原子中的排布。
对于原子核研究中所使用的实验技术包括质谱仪、核磁共振和中性粒子探测器等。
原子核的组成与核力课件
试计算核子之间存在万有引力 及库仑斥力
质子间的距离r=1××10-19 c 引力常量G=6.7×10-11m3.kg-1.s-2 静电力常量k=9.0×109N.m2.C-2
原子核的组成与核力
14
核子靠什么力结合成原子核？
原 子 核 的 半 径 约 为 10-15m , 只相当原子半径的万分之一。在
原子核是否只是由质子组成呢？
？ 核的质量
质子质量
核的电量 质子电量
核的质量 质子质量
> 核的电量 质子电量
1920年，卢瑟福预言：可能有一种质量与质子相近 的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子。
原子核的组成与核力
5
中子的发现
1932年英国物理学家查德威克用 α粒子轰击铍发现了中子 n。
4 2
He
11
二、核反应
核反应：利用天然反射性的高速粒子或人工加速的粒子去轰 击原子核,以产生新的原子核的过程。
核反应方程：用原子核符号描述核反应过程的式子。
发现质子核反应 24He17N 4 187 O11H
发现中子核反应 2 4H e4 9Be 16 2C0 1n
温馨提示
遵循： 上标质量数原守子核恒的组成下与标核力电荷数守恒
这么小的空间里带正电的质子与
质子间的库仑斥力是很大，万有 引力太小，只有库仑力的10-36。 而通常原子核是稳定的,于是核内 还应有另一种力把各种核子紧紧 拉在一起, 此力称为核力。
库仑力
万有
mp
引力
核力
万有 引力
核力 mp
库仑力
原子核的组成与核力
15
使核子结合在一起的强相互 作用（引力）
质子
中子 原子核示意图
原子核的组成和核力
1931年，约里奥夫妇反复了玻特和贝克旳试验，并用这种未知射线去轰击石蜡。成果竟从中打出能量约5.7 MeV旳质子．这是异常惊人旳新发觉，因为其行为完全不同于γ射线，γ射线只能打出电子而打不出质子，γ光子旳质量近乎０，电子也很轻，光子撞击电子，使它动起来是合乎常理旳，但质子质量是电子旳1800倍，一颗子弹怎么能撞动一辆汽车呢？假如以为轰击石蜡旳射线是γ射线，那么光子旳能量应达55 MeV，这与实际测得旳射线能量10 MeV相去甚远．这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：我不是γ射线……！可惜旳是，他们擦肩而过，无缘相识。面对55eV与10eV旳矛盾 ，他们还是十分牵强地解释为其他旳原因，并于1932年１月11日向巴黎科学院提交了试验情况和对未知射线鉴定为γ射线旳结论。
1932年１月底，查得威克得到这一论文，约里奥夫妇旳试验使他心跳，他以为约里奥夫妇旳结论肯定有误，违反能量守恒啊！他敏感到这很可能是导师卢瑟福预言、自己苦苦寻找了23年旳中子。他决定用云室旳措施探测射线旳速度和质量。
他先测出射线旳速度不到光速旳十分之一，排除了是γ射线旳可能，又用弹性碰撞动量守恒旳措施测出不带电粒子旳质量与质子质量差不多。他还根据自旋拟定不带电旳粒子不可能是由质子和电子组合而成，只能是另一种新旳独立粒子，他称之为中子。就这么，仅用了十天时间，成功地证明了这种中性射线就是中子流。他当之无愧地成为“中子之父”，并所以获1935年诺贝尔物理奖。
原子核旳表达:
原子核的组成与核力教案
原子核的组成与核力教案教学目标1．知道原子核的组成及质子和中子的发现情况,掌握原子核的表示方法及质量数、质子数（核电荷数）、中子数的关系,同位素的概念。
2．知道质子和中子统称为核子,并了解核子间存在核力及核力的性质3．掌握什么叫核反应并学会书写核反应方程重点难点重点：原子核的组成及表示方法、质量数、质子数（核电荷数）、中子数的关系难点：核反应方程的书写设计思想本节主要讲原子核的组成,是这一章的重点,虽然是微观世界的知识,但初中已有了一定的基础,要求也比较低,所以学生接收起来并不太难,难点主要在核反应方程的书写上。
所以这节课主要以识记的思想来设计教学,更多的让学知道是什么。
另外通过“实验事实—猜想（预言）—实验验证”的过程,让学生在情感上体验科学家科学探索的艰辛历程。
教学资源多媒体课件教学设计【课堂引入】问题1：前面我们学习了卢瑟福的原子的“核式结构学说”和玻尔的原子模型,知道原子是有结构的,那么组成原子的原子核有没有结构呢？【课堂学习】（一）原子核的组成1．原子核的组成（1）质子的发现：1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核,发现了质子。
后来又从许多轻元素中打出了质子,质子是原子核的组成部分。
★卢瑟福预言中子的存在：卢瑟福发现原子核的质量与质子质量不等,但电荷数相同,由此卢瑟福预言在原子核中还在一种中性的粒子。
（2）中子的发现：1932年,查德威克用α粒子轰击铍原子核得到中子（查德威克用实验验证）。
（3）核子：原子核是由质子和中子组成的,它们统称为核子。
（4）电荷数：原子核的电荷数等于核内的质子数。
（5）质量数：原子核的质量数就是核内的质子数和中子数之和。
★基本关系：核电荷数=质子数（Z）=元素的原子序数=核外电子数质量数（A）=核子数=质子数+中子数★原子核的表示方法：A Z X（X是元素符号；A是“核质量数”；Z是“核电荷数”）2．同位素（1）同位素：具有相同的质子数而中子数不同的原子核统称为同位素。
原子核的组成与核力
• 原子核只由质子组成吗？
•想 一 想
• 由于原子核的质量大体上是质子质量的 整数倍，如果原子核只由质子组成，则原 子核的质量数应该与质子数相等，因而也 与原子核的核电荷数相等。但任意考察两 种元素，就知它们的核质量数与核电荷数 不等。
• 核力存在于质子之间、中 子之间及中子与质子之间， 即核子之间。
• 核力是只在2.0×10－15米 距离内起作用的短程强相互 作用力。由于核子的大小约 为0.8×10－15米，故只有相邻 的核子之间才有核力作用。
• 核力的本质仍在研究中。
核反应
核反应（nuclear reaction）：是指原子核与原子核，或者 原子核与各种粒子（如质子，中子，光子或高能电子）之 间的相互作用引起的各种变化。
书写核反应方程应注意: 1、必须遵守质量数、电荷数守恒； 2、核反应方程中的箭头表示核反应进行的方向， 不能把箭头写成等号； 3、写核反应方程必须要有实验依据，绝不能毫 无根据的编造； 4、书写核反应方程式，应先由已知原子核和已 知粒子的质量数和电荷数确定出未知粒子（或者 未知核）的质量数和电荷数，然后确定未知粒子 （或者未知核）是哪种粒子（或哪种元素）。
1 0
n
表示中子。
α射线粒子轰击铍的核反应方程是：
9 4
Be
4 2
He
01
n
162
C
原子核的组成
原子核
质子 中子
1 1
H
质子和中子统称为
1 0
n
原子核的电荷数 =质子数
原子核的质量数 =质子数 +中子数
具从有放射相性同元的素质的子原数子和核不中同释的放中出子来数的的原α射子线互就称是两个质子 和两个中子结合在一起放出的.
高中物理 3.1原子核的组成与核力课件 教科版选修3-5
H
1 1
p
1 0
n
-
0 1e
4 2
H
e
1 1
H
2 1
H
3 1
H
三：核子与核力 1、质子、中子统称为核子。
2、将核子结合在一起的力叫核力。
3、核力特点： 近程、强大、与电荷无关
四、核反应 核反应：原子核在其它粒子的轰击下产 生新原子核的过程。 规律：质量数守恒；电荷数守恒
例如：用a粒子轰击氮核：
17 4N+2 4He 18 7O1 1H
例如：用a粒子轰击铍核
9 4Be+2 4He 16 2C0 1n
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第三章
原子核
第一节：原子核的组成和核力
回顾： 电子的发现证明原子是可分的 α粒子散射实验证明了原子具有核式结构 为了解释氢原子光谱玻尔提出了玻尔理论
这章开始我们探究原子核的微观结构以 及核反应的规律
学习目标
• 1、知道原子核的组成 • 2、知道核符号概念，记住常见核符号 • 3、知道核子概念，核力概念，核力特点 • 4、知道核反应概念及存在的规律
4 2
H
e
一：原子核的组成组 1、卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子 2、查德威克用α粒子轰击铍原子核发现了中子
原子核是由种子和中子组成的
二：核符号
X A核质量数；Z核电荷数，质子数； A
X化学元素符号 用N表示中子数： A= Z+ N
Z
例:质子;中子;电子;正电子;α粒子;氕; 氘; 氚
1 1
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三、核反应
3.实验结论 闪光点不是α粒子，而是产生的新粒子穿透F而产生的. 测定表明，该新粒子是氢原子核即质子. 4.核反应方程 在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新 原子核的过程，称为核反应． 用原子核的符号来表示核反应过程的式子称为核反 应方程. 第一次实现原子核的人工核转变
O N He H 注意： (1)核反应过程一般是不可逆的，不能用等号连接，只 能用单向箭头表示反应方向． (2)核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反 应过程中，一般会发生质量的变化．
原子核是由中子和质子组成
4、原子核的表示方法
质量数 质子数
235 92
U
元素 符号
5.同位素：质子数相同而中子不同的原子互称为 同位素。 如: 1 3 2
1
H
1
H
1
H
例1.已知镭的原子序数是88，原子核质量数是 226.试问： 镭核中质子数、中子数、核电荷数、原子核外电 子数分别是多少？
答案：138 88
197 79
Au
238 92
U
• 【例2】下列关于原子核中质子和中子的说法， 正确的是 ( D ) • A．原子核中质子数和中子数一定相等 • B．稳定的重原子核里，质子数比中子数多 • C．原子核都是非常稳定的 • D．对于较重的原子核，由于核力的作用范 围是有限的，以及核力的饱和性，如果继续增 大原子核，形成的核也一定是不稳定的
思考：原子核内有大量的质子，它们 之间的距离很小，因此库仑力很大， 那为什么它们能够稳定的结合在一起 呢？是彼此之间的万有引力吗？
二、核力
1、定义： 原子核里的核子间有一种相互作用力，把核子紧紧地 束缚在核内，形成稳定的原子核，这个力叫做核力，也 叫强力（核子是强子） 2、特点 （1）核力是强相互作用（强力）的一种表现。 在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多。 （2）核力是短程力，作用范围在1.5X10-15m之内. 超过1.5X10-15m时，核力急剧下降几乎消失。
(一) 质子的发现 1919年 粒子轰击氮核→质子 卢瑟福（第一次实现原子核的人工转变） 1.实验装置介绍 T T A—放射性物质 C—容器 C S α F—铝箔 S—荧光屏 F A M M—显微镜 T—阀门 2. 实验步骤 1) 将C抽成真空，适当选取铝箔的厚 度，使α粒子恰好被F吸收而不能透 过，M看不到闪光. 2) 通过阀门T，向C中充入氮气，通过M看到闪光. 3）把氮气换成氧气或二氧化碳，又观察不到闪光
的a粒子散射实验说明原子可再分，并 提出原子的核式结构。
那么，原子核可否再分呢？
人们怎么发现原子核是由更小的微粒构成的？ 认识原子核的结构就是从天然放射性开始的。 1896年,法国物理学家 发 现，铀和含铀的矿物能够发出看不见 的射线，这种射线可以穿透黑纸使照 相底片感光。
后经证实有三种射线：ɑ、β、 ， 分别是氦核He、电子e、光子。 居里夫妇发现钋Po和镭Ra.
n
1 1
H
H
书写核反应方程四条重要原则 (1)质量数守恒和电荷数守恒； (2)中间用箭头，不能写成等号； (3)能量守恒(中学阶段不做要求)； (4)核反应必须是实验中能够发生的．
（3）核力与电荷无关，质子间、中子间、质子和中 子间核力相等。
【说明】原子核中质子和中子的比例 1．核子比例关系：较轻的原子核质子数与中子数大 致相等。但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重 的元素，两者相差越多． 2．形成原因 质子间存在库仑力，而中子与质子之间只有核力，没 有库仑斥力。 质子数越多的原子，就需要更多的中子来维持核的稳 定。
88
235 例2.试问铀 核中质子数、中子数、 92 核电荷数、原子核外电子数分别是多少？
U
答案： 92
143 92
92
3、氘和氚是氢的同位素，关于氢、氘、氚的原 子，下列说法哪个正确？
（1）具有相同的质子数、相同的中子数、相同 的电子数； （2）具有不同的质子数、相同的中子数、相同 的电子数； （3）具有相同的质子数、不同的中子数、相同 的电子数；
（4）具有相同的质子数、相同的中子数、不同 的电子数．
例2. 1998年9月23日，铱卫星通讯系统在美国和欧洲正 式投入商业运行．原计划的铱卫星系统是在距地球表面 780 km 的太空轨道上建立的一个由77颗小卫星组成的星 座，这些小卫星均匀分布在覆盖全球的 7条轨道上，每条 轨道上有11颗卫星．由于这一方案的卫星排列与化学元 素铱原子核外77个电子围绕原子核运动的图景类似，所 以简称为铱星系统．自然界中有两种铱的同位素，质量 数分别为191和193.则 ( ) BD A．这两种同位素的原子核内的中子数之比为191∶193 B．这两种同位素的原子核内的中子数之比为57∶58 C．这两种同位素的质子数之比为191∶193 D．这两种同位素的质子数之比为1∶1
14 7
+
4 2
→
17 8
+
1 1
(二) 中子的发现
1932年 查德威克发现证实中子存在
卢瑟福预言中子存在
中子
石蜡
?
粒子轰击铍核→中子
核反应方程
9 4
1 + 0
Be +
4 2
He
12 → 6
C
n
例3.完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次 发现质子和中子的．
1 0
n
4 2
He
1 0
2 1
第三章 3.1
原子核
原子核的组成与核力
一、原子核的组成 1、质子的发现 1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核，打出了质子。 预言了中子的存在. 2、中子的发现 1935年查得威克用α粒子轰击铍核，打出了中子. 3.原子核由质子和中子组成。 质子和中子统称为核子. 质子数=核电荷数 =核外电子数 =元素的原子序数 质子数+中子数=质量数