认识原子核-袁红军
高三物理 第二十二章 原子核
高三物理 第二十二章 原子核一、原子模型 原子核1．汤姆生模型（枣糕模型）汤姆生发现了电子，使人们认识到原子有复杂结构。
2．卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）α粒子散射实验：用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。
为解释这一现象必须假设原子中带正电荷的部分集中在一个很小的核上，由于电子质量很小，因此这个很小的核还应该占有原子的绝大多数质量。
卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，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可以估算出原子核大小的数量级是10-15m 。
3．玻尔模型（在核式结构模型基础上，将电子轨道和原子能量量子化） 4．原子核研究表明，原子核由质子和中子组成。
质子和中子的质量都非常接近一个原子质量单位（略大于一个原子质量单位），质子带正电，电荷量是一个元电荷；中子不带电。
质子和中子统称核子。
原子核的电荷数Z 等于质子数，等于原子序数，等于中性原子的核外电子数。
原子核的质量数A 等于核内的核子数。
用X AZ 表示质量数为A ，电荷数为Z 的某种元素X 的原子核，也可写成X A。
例如U 23592可写成U 235或写成铀235。
原子核的质子数决定了中性原子的核外电子数，也决定了核外电子的排布情况，因此决定了该元素的化学性质。
同种元素的原子核中，质子数相同，但中子数可能不同。
具有相同质子数而有不同中子数的原子，在元素周期表中处于同一位置，因此互称同位素。
同种元素的不同同位素一定具有相同的化学性质，但可以有不同的物理性质。
二、天然放射现象 衰变1．天然放射现象贝克勒尔发现铀和含铀矿物能够自发地发出看不见的射线。
这种性质叫放射性。
具有放射性的元素叫放射性元素。
这种现象叫天然放射现象。
原子序数大于82的所有元素都具有放射性，原子序数小于83的某些元素也具有放射性。
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。
高考物理第十五章原子核知识点
高考物理第十五章原子核知识点核能计算是高中物理重要的知识点,是高考考查的重点,高考命题经常与其他知识综合出题。
下面是店铺为大家精心推荐的原子核知识点总结归纳，希望能够对您有所帮助。
原子核必背知识点一、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;三、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;四、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)高中物理难点解析1.机械运动：一个物体相对于另一个物体的位置的改变叫做机械运动，简称运动，它包括平动、转动和振动等形式。
认识原子核 PPT课件1 苏教版
U 238 92
铀235 是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料
实
碳有三种同位素：
C 12
6
C 13
6
C 14
6
例 C 12 6
作为相对原子量标准
C 14
6
在考古学中测定生物死亡年代。
知识的延伸
实验证明，质子和中子是由更小的微粒 “夸克”构成。
1967年三位科学家用此 加速器进行实验最终证 明了夸克的存在.
•
5、心情就像衣服，脏了就拿去洗洗，晒晒，阳光自然就会蔓延开来。阳光那么好，何必自寻烦恼，过好每一个当下，一万个美丽的未来抵不过一个温暖的现在。
•
6、无论你正遭遇着什么，你都要从落魄中站起来重振旗鼓，要继续保持热忱，要继续保持微笑，就像从未受伤过一样。
•
7、生命的美丽，永远展现在她的进取之中;就像大树的美丽，是展现在它负势向上高耸入云的蓬勃生机中;像雄鹰的美丽，是展现在它搏风击雨如苍天之魂的翱翔中;像江河的美丽，是展现在它波涛汹涌一泻千里的奔流中。
美国斯坦福大学的直线加速器中心
1990年诺贝尔物理学奖获得者
弗里德曼
肯德尔
泰勒
美国科学家发现夸克相互距离很近时,相互作用力很小,但当距 离增大时相互作用力急剧增大.因此没有夸克可以从原子核中向 外迁移，获得真正的自由.
中科院物理研究所吴岳良研究员认为，假如我们能够把自由夸 克打开，就可以合理的利用夸克里面的强作用能，而那个能量 比我们的核能可能还要大得多。
一个月后,查德威克看了居里夫妇的论文并用钋加 铍作为放射源，使用这种新射线去轰击氢原子时 发现，氢原子核被弹射出去，这说明这种射线是 具有一定质量的粒子流。他把这种射线的粒子称 为“中子”
苏教版高中化学《认识原子核》教学PPT课件1
46、有志者自有千计万计，无志者只 感千难 万难。 47、苟利国家生死以，岂因祸福避趋 之。 48、不要等待机会，而要创造机会。
中子的发现史
1930年，德国物理学家博特用α粒子轰击铍元素时，发 现从铍中发射一种射线。这种射线在电场中不发生偏 转说明它不带电，他错误地认为发现的是γ射线 .
1932年1月 ，居里夫妇重复了博特实验,也得到了相同的 结果,然而，居里夫妇还是沿着博特的错误思路思考， 他们把这一现象解释为光子的散射。由于他们对理论 的轻视，使他们白白失去了一次发现中子的机会。
U 238 92
铀235 是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料
实碳有三种同位素：C来自126C 13
6
C 14
6
例 C 12 6
作为相对原子量标准
C 14
6
在考古学中测定生物死亡年代。
知识的延伸
实验证明，质子和中子是由更小的微粒 “夸克”构成。
1967年三位科学家用此 加速器进行实验最终证 明了夸克的存在.
A、是四种氢元素 B、是氢元素的四中同位素 C、是氢元素的四种不同微粒 D、它们的中子数均相同。
3
、某微粒用
A Z
Xn-表示。下列关于该粒子
的叙述中正确的是（B ）
A 所含的质子数=A-n
B 所含中子数=A-Z
C 所含电子数=Z-n
D 质量数=A+Z
4、某二价阴离子，核外有18个电子，
高中物理原子核知识点高中物理原子核必背知识点
高中物理原子核知识点高中物理原子核必背知识点高中物理原子核知识点高中物理原子核知识点高中物理原子核知识点一:原子核的组成1、1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子即氢原子核。
2、卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子相等的不带电的中性粒子，即中子。
查德威克经过研究，证明：用天α射线轰击铍时，会产生一种看不见的贯穿能力很强(10-20厘米的铅板)的不带电粒子，用其轰击石蜡时，竟能从石蜡中打出质子，此贯穿能力极强的射线即为设想中的中子。
3、质子和中子统称核子，原子核的电荷数等于其质子数，原子核的质量数等于其质子数与中子数的和。
具有相同质子数的原子属于同一种元素;具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。
高中物理原子核知识点二:放射性元素的衰变1、天然放射现象(1)人类认识原子核有复杂结构和它的变化规律，是从天然放射现象开始的。
(2)1896年贝克勒耳发现放射性，在他的建议下，玛丽·居里和皮埃尔· 居里经过研究发现了新元素钋和镭。
(3)用磁场来研究放射线的性质(图见3-5第74页)：①α射线带正电，偏转较小，α粒子就是氦原子核，贯穿本领很小，电离作用很强，使底片感光作用很强;②β射线带负电，偏转较大，是高速电子流，贯穿本领很强(几毫米的铝板)，电离作用较弱;③γ射线中电中性的，无偏转，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强(几厘米的铅板)，电离作用很小。
2、原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。
在衰变中电荷数和质量数都是守恒的(注意：质量并不守恒。
)。
γ射线是伴随α射线或β射线产生的，没有单独的γ衰变(γ衰变：原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。
)。
2、半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。
放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，它是对大量原子的统计规律。
N= ，m= 。
高中物理原子核知识点三:放射性的应用与防护1、放射性同位素的应用：a、利用它的射线(贯穿本领、电离作用、物理和化学效应);b、做示踪原子。
课件1：13.3 原子与原子核
第三节 原子与原子核
(1) 能 级 图 中 的 横 线 表 示 氢 原 子 可 能 的 能 量 状 态 ——定态． (2)横线左端的数字“1,2,3…”表示量子数，右端的 数字“－13.6，－3.40…”表示氢原子的能级． (3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数 越大，相邻的能级差越小． (4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级 跃迁，原子跃迁条件为：hν＝Em－En.
②因为 E1＝Ek1＋Ep1， 所以 Ep1＝E1－Ek1 ＝－13.6 eV－13.6 eV＝－27.2 eV. ③设用波长 λ 的光照射可使基态氢原子电离： hλc＝0－E1. 所以 λ＝－hEc1＝－－6.6133×.6×101－.364××130×－11908 m ＝0.914×10－7 m.
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第三节 原子与原子核
2．(1)能级越高，量子数越大，轨道半径越大，电子 的动能越小，但原子的能量肯定随能级的升高而变 大．(2)原子跃迁发出的光谱线条数 N＝C2n＝nn2－1， 是一群氢原子，而不是一个．
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第三节 原子与原子核
(2012·四川卷)如右图所示为氢原 子能级图示意图的一部分，则氢原子( )
v＝
2hνm－Ei.
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第三节 原子与原子核
(2)①设处于基态的氢原子核外电子速度为 v1， 则： ker212＝mrv1 21. 所以电子动能 Ek1＝12mv21＝k2er12 ＝2×90×.531×09×10－11.06××11.60×－19102 －19 eV＝13.6 eV
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第三节 原子与原子核
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第三节 原子与原子核
考向二 与能级相关的能量问题 一般解题步骤
1．分析已知量，根据库仑力提供核外电子做圆周 运动的向心力列圆周运动动力学方程． 2．根据处于某定态原子的能量等于电子动能与电 子电势能之和列方程，求电势能． 3．原子发生能级跃迁时能量与吸收或放出光子(或 实物粒子)的能量相等，可列方程求光子的频率或 相关物理量．
新课标高中物理人教版选择性必修123册教材解读〖原子核〗
第五章原子核一、课标要求1了解原子核的组成和核力的性质。
知道四种基本相互作用。
能根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。
2了解放射性和原子核衰变。
知道半衰期及其统计意义。
了解放射性同位素的应用，知道射线的危害与防护。
3认识原子核的结合能，了解核裂变反应和核聚变反应。
关注核技术应用对人类生活和社会发展的影响。
4了解人类对物质结构的探索历程。
二、教材概述本章内容主要涉及两个方面，一是有关原子核的知识；二是有关核能的开发与利用的知识。
前者包括原子核的组成、核力与结合能、核反应、衰变和半衰期、核裂变和核聚变、“基本”粒子等，并对现代物理最活跃而又紧密联系的领域——微观世界粒子物理的初步知识加以说明；后者则包括放射性同位素和核能的开发与利用。
本章是依循人类探索原子核内部奥秘的历程展开的。
在结构设计方面可划分为以下三个单元。
第一单元由第1节“原子核的组成”和第2节“放射性元素的衰变”组成。
教科书介绍了贝克勒尔、居里夫妇对天然放射现象的研究和射线的本质，以及质子和中子的发现、原子核的组成。
指出了天然放射现象产生的机理，即原子核的衰变，以及用半衰期描述衰变遵从的规律。
介绍了核反应、放射性同位素及其应用，特别强调了辐射与安全的相关问题。
第二单元由第3节“核力与结合能”和第4节“核裂变与核聚变”组成。
教科书介绍了四种基本相互作用、结合能和比结合能等概念，针对重核裂变和轻核聚变，不仅介绍了利用核裂变的反应堆、核电站，还介绍了磁约束和惯性约束可控核聚变。
第三单元由第5节“‘基本’粒子”构成。
教科书介绍了粒子物理中的一些基本知识，例如，粒子分为强子、轻子、规范玻色子、希格斯玻色子几种类别，还拓展介绍了夸克与粒子物理标准模型。
具体来说，在编写本章内容时有以下一些思考。
1．关注探索原子核的组成的科学历程和科学方法在了解人类对物质结构的探索历程中，上一章完成了对“原子的核式结构模型”的学习。
本章开篇就对“原子核的组成”展开讨论，引导学生认识人们怎样从天然放射现象一步一步揭开原子核秘密的科学过程。
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1 1
H
2 1
H
3 1
H
C C C 12
13 14
6
6
6
O O 16 18
8
8
练习
• 请同学们判断下列说法正确与否。
C 12 6
是核素
13 6
C是同位素
•
O O O 、 16
17
8
8
和 188
互为同位素
•
12 6
C
是一种元素
核素就是原子
17 8
O是氧的同位素
比较
名称 概念
存在范围 联系
元素
具有相同 质子数 的同一 类原子 的总称
C、氢的5种核素
D、氢元素的5种不同微粒
3、氢有H、D、T三种核素，氧有16O和18O两种 核素，它们能形成几种不同的水分子？
12种
·····················
数，A表示原子的质量数，N表示原子的
中子数。请用
XA
Z
表示原子的组成
F Na Al 19
23
27
9
11
13
思考
C 12 6
表示什么样含义？
质量数 ——
核电荷数 —— （核内质子数）
C 12 ——元素符号6ຫໍສະໝຸດ 那么X AZ
的含义是什么？
XA
Z
表示了一种质子数为Ｚ，中子
数为Ａ－Ｚ，质量数为Ａ的Ｘ原子
各种粒子间的关系
是多少？
（1）3种，不相等。（2）都约是5NA
练习
1、据报道,月球上有大量的3He存在，以下关于3He的说法正确的
是（ C ）
A、与4He是同种核素 B、比4He多1个中子
C、是4He的同位素
D、比4He少1个质子
2、关于
1 1
确的是（
DH、） 21
H、31
H、H+
、H2
五种微粒，下列说法正
A、氢的5中同位素 B、五种氢元素
认识原子核
2013.10.18
原子结构
核外电子 （负电）
原子
质子 （正电）
原子核
中子 （不带电）
提示
相对质量是指微粒的质量与C-12原子质量的1/12相 比较所得的数值
构成原子的微粒
电子
原子核
质子
中子
质量/kg
9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27
相对质量
电性和电量 （C）
在同一类原 子间
核素
具有一定 质子数和 一定中子 数的一种 原子称为 一种核素
在原子之间
同位素
我们把质子 数相同、质 量数（或中 子数）不同 的核素互称
为同位素
在原子之间
元素是几种质子数相同的核素的总称，这几 种核素中子数不同，是同位素的关系
同位素的应用
考古利用C-14判断年代
氢弹爆炸
练习
• 许多元素有多种核素，而且在自然界中各种核素
质子数+ 中子数 （A）
相对原子 质量
F
9
10
19 ≈ 18.998
Na
11
12
Al
13
14
23 ≈ 22.990 27 ≈ 26.982
小结
原子的质子数与中子数相加所得的整数和相对 原子质量近似相等
质量数：将原子核内所有质子和中子的相对质 量取整数，加起来所得到的数值，通常用A表 示
如果用X表示元素符号，Z表示原子的质子
• 原子的质子数=原子核外电子数=Z • 质量数(Ａ)=质子数(Ｚ)+中子数(Ｎ)
拓展
X A ±b n±
Zm
中各个字母的含义：
A：质量数 Z：质子数
m：原子个数 n：电荷数 b: 化合价 ±：代表电性
拓展
Rn- 核外电子数为H，中子数为N，
求该粒子的质量数 H-n+N 质子数= H - n
质量数=质子数 + 中子数 阳离子质子数=核外电子数+所带电荷数 阴离子质子数=核外电子数-所带电荷数
探究
质子 中子 电子
氕
氘
氚
1、根据原子结构模型，用原子符号表示
1 1
H
(H)
2 1
H
重氢(D)
H 3
1
超重氢(T)
2、比较氢元素三种原子有何异同？
原子核内质子数相同，都为1
中子数不同，分别为0、1、2
看一看，找一找 核素（原具子有）一：定质子数和一定中子数的一种原子
核素是原子还是元素 ？ 原子
同位素质：子数相同而中子数不同的核素互称为同位素。
都有固定的原子个数比。如氧元素存在
O 16 8
O、 17
18
核8 素。8
O三种核素，氢元素有
1 1
H、12
H和
3 1
H三种
•
1、请估计
O H 、 16
1
8
1
、12 H 三种核素最多可以组
成几种水分子？这些水分子的相对分子质量都相
等吗？
•
2、现在有10.0g由2 H
和18 8
O
组成的水分子（重
水），其中含有的质子数、电子数和中子数分别
1/1836
1.007
-1.602×10-19 1.602×10-19
1.008 0
小结 • 质子和中子的质量近似相等，相比较而言电子的质量
可以忽略不计 • 质子和中子的质量约等于1
原子核外所有电子的质量总和只占原子 质量的极小一部分，原子质量主要集中 在原子核上
问题解决
原子
质子数 （Z）
中子数 （N）