人教版高中物理选修3-5导学课件：第十九章 原子核 第7、8节
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人教版高中物理选修3-5课件第十九章7-8粒子和宇宙
（1）计算释放出的结合能； （2）若反应前两氘核的动能均为 Ek0＝0.35 MeV， 它们正撞发生聚变，且反应后释放的核能全部转变为动 能，则反应产生的氦核和中子的动能各为多大？
解析：（1）核反应方程为21H＋21H→10n＋32He. 该反应质量亏损Δm＝2mD－mHe－mn＝0.003 5 u. 由质能方程得释放出的核能ΔE＝Δm×931.5 MeV ＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV. （2）将两氘核作为一个系统，由动量守恒有 0＝mHevHe＋mnvn，① 由动能守恒有：12mHev2He＋12mnv2n＝ΔE＋2Ek0.② 由①②代入数据得 EkHe＝0.99 MeV，Ekn＝2.97 MeV. 答案：（1）3.26 MeV （2）0.99 MeV 2.97 MeV
小试身手 2.关于粒子，下列说法中不正确的是（ ） A.质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒 子 B.质子、中子本身也有复杂的结构 C.质子是带电的强子 D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
解析：质子和中子是由不同夸克组成的，B对；不同的夸克组
答案：ABC
知识点二 粒子和宇宙
提炼知识 1．“基本粒子”不基本． (1)直到 19 世纪末，人们都认为光子、电子、质子和 中子是基本粒子． (2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子 并不是由以上基本粒子组成的，并发现质子、中子等本 身也有复杂结构．
2．发现新粒子． (1)新粒子：1932 年发现了正电子，1937 年发现了μ 子，1947 年发现了 K 介子和π介子及以后的超子等． (2)粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系， 可将粒子分为三大类：强子、轻子和媒介子． 3．夸克模型的提出：1964 年美国物理学家盖尔曼提 出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的．
解析：（1）核反应方程为21H＋21H→10n＋32He. 该反应质量亏损Δm＝2mD－mHe－mn＝0.003 5 u. 由质能方程得释放出的核能ΔE＝Δm×931.5 MeV ＝0.003 5×931.5 MeV＝3.26 MeV. （2）将两氘核作为一个系统，由动量守恒有 0＝mHevHe＋mnvn，① 由动能守恒有：12mHev2He＋12mnv2n＝ΔE＋2Ek0.② 由①②代入数据得 EkHe＝0.99 MeV，Ekn＝2.97 MeV. 答案：（1）3.26 MeV （2）0.99 MeV 2.97 MeV
小试身手 2.关于粒子，下列说法中不正确的是（ ） A.质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒 子 B.质子、中子本身也有复杂的结构 C.质子是带电的强子 D.夸克模型说明电子电荷不再是电荷的最小单位
解析：质子和中子是由不同夸克组成的，B对；不同的夸克组
答案：ABC
知识点二 粒子和宇宙
提炼知识 1．“基本粒子”不基本． (1)直到 19 世纪末，人们都认为光子、电子、质子和 中子是基本粒子． (2)随着科学的发展，科学家们发现了很多的新粒子 并不是由以上基本粒子组成的，并发现质子、中子等本 身也有复杂结构．
2．发现新粒子． (1)新粒子：1932 年发现了正电子，1937 年发现了μ 子，1947 年发现了 K 介子和π介子及以后的超子等． (2)粒子的分类：按照粒子与各种相互作用的关系， 可将粒子分为三大类：强子、轻子和媒介子． 3．夸克模型的提出：1964 年美国物理学家盖尔曼提 出了强子的夸克模型，认为强子是由夸克构成的．
选修3-5 第十九章 原子核(全章教案上课ppt)
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研 究发现，原子序数大于82的所有元素，都 能自发的放出射线，原子序数小于83的元 素，有的也具有放射性．
放大了1000倍的铀矿石
二、天然放射现象中的三种射线
• α射线 • β射线 • γ射线 • 根据图判断 这三种射线都 带何种电荷？
不带电
正电
负电
三种射线的特点
核的质量 质子质量
>
核的电量 质子电量
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这 一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认 ．
2、中子的发现
• 1932年英国物理学家查德威克又发 现了中子 ，通过研究证明中子的 质量和质子的质量基本相同，但是 不带电.是中性粒子.在对各种原子 核进行的实验中，发现质子和中子 是组成原子核的两种基本粒子.
小居里夫妇是处于二三十年代之交的核物理“危机”时代，自从卢瑟福发现人工核嬗变后，由 于物理学家的注意力多集中于量子力学上，在二十年代初期，对原子核物理的研究进展十分缓 慢。1926年量子力学建立，原子物理学中的困难基本解决。于是，人们开始把注意力集中到原 子核内。使物理学家们感到惊讶的是：量子力学在原子核中的应用导致了许多困难。量子力学 在核物理领域遇到了严峻的挑战，但与通过放弃量子论建立量子力学来解决量子论的危机不同 ，量子力学在核物理领域的危机是以通过三个新粒子：中子、正电子和中微子的发现解决的。 一般认为，中子的概念最早是由卢瑟福于1920年提出的，他在那年6月的一次演讲中指出：“ 在某些条件下，一个电子有可能更紧密地与氢核相结合，从而形成一个中性偶极子。”第一个 显示出存在于中子迹象的实验是玻特和贝克进行的，他们用α粒子轰击铍，发现从铍中发射出 一种贯穿力很强的中性辐射，其辐射能量几乎是入射α射线能量的十倍。玻特和贝克的工作引 起了许多物理学家的兴趣。1931年，约里奥•居里与我国杰出的科学家、教育家严济慈教授同 时被法国物理学会选为理事，在此期间，约里奥夫妇重复了玻特的实验，并用这种从铍中放出 的新射线轰击石腊，结果竟从石腊中打出速度为3×107m／s的质子束来，如果认为这些质子的 产生是由于原子核受到γ光子碰撞的结果，那么计算表明，这种γ光子的能量至少应该具有50百 万电子伏，否则就不可能给质子那么大的速度，然而，这跟实际测得的数据10百万电子伏有矛 盾，遗憾的是这一矛盾并没有引起约里奥•居里夫妇的深思，他们仍然勉强地承认这种新射线 就是γ射线，把这一矛盾解释为γ光子同质子的康普顿散射。在1932年1月11日，他们向巴黎科 院提交了反映这一结果的论文。1月底，查德威克知道了约里奥夫妇的实验马上意识到：光子 不可能打出这么大能量的质子，这很可能是自己寻找了十二年之久的中子，经过反复实验，正 式命名为中子，于1932年2月发表了实验结果，仅半个月的时间就获得了成功。查德威克也因 此获得了1935年的诺贝尔物理学奖。1937年到1947年我国著名的物理学家钱三强在约里奥夫妇 身边工作，谈及此事，约里奥说：“当我的文章发表以后，卢瑟福的学生查德威克立即意识到 ，也就是卢瑟福预言的新粒子，于是，他马上进行实验，一个月后就发表了论文，点出了中子 的存在，哎，我真笨呀！中子存在的证据80％已经被我们得到了。但就没有把它点明白。当我 看了查德威克的论文，懊悔得用拳头打自己的脑袋。”
2018-2019人教版高中物理选修3-5课件：第十九章 原子核 19-7、8
A．一个带正电荷的质子和一个带负电荷的电子构成 B．一个带负电荷的质子和一个带正电荷的中子构成 C．由一个不带电荷的中子和一个带负电荷的电子构成 D．由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成
解析 氢原子由质子和电子组成，它们的反粒子分别是 反质子和正电子，选项 D 正确。A、B、C 错误。
易错点排查 易错点⊳核反应方程的分类 [示例] (多选)下列说法正确的是( ) A.175N＋11H→162C＋42He 是 α 衰变方程 B.11H＋21H→32He＋γ 是核聚变反应方程 C.29328U→29304Th＋42He 是核裂变反应方程 D.42He＋2173Al→3105P＋10n 是原子核的人工转变方程
(3)由质能方程，ΔE＝Δmc2 得每秒减少的质量 Δm＝ΔcE2 ＝33.8××11008226 kg＝4.2×109 kg。
要点 新粒子的发现和夸克模型 1．新粒子的发现及特点
2．粒子的分类
3．夸克的分类：夸克有 6 种，它们是上夸克、下夸克、 奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克，它们带的电荷量分别 为元电荷的＋2或－1。每种夸克都有对应的反夸克。
[解析] 本题考查了核反应的相关知识，意在考查同学 们对天然放射现象、重核裂变、轻核聚变、原子核的人工 转变等相关知识的记忆及分析判断能力。选项 A、D 为原子 核的人工转变，选项 B 为轻核聚变，选项 C 为原子核的衰 变，故选项 B、D 正确。
要正确判断聚变、裂变、衰变及人工转变的方程，对以 上四种方程的理解要到位。这四种方程在形式上很相近，因 此判断时容易混淆出错，要想正确判断必须抓住它们的实 质：核聚变是轻核结合成质量较大的核，也可能放出中子； 重核裂变时铀核捕获中子裂变为两个或更多个中等质量的 核，并放出几个中子；人工转变常用 α 粒子或中子等去轰 击原子核，产生新原子核并放出一个或几个粒子；衰变是原
解析 氢原子由质子和电子组成，它们的反粒子分别是 反质子和正电子，选项 D 正确。A、B、C 错误。
易错点排查 易错点⊳核反应方程的分类 [示例] (多选)下列说法正确的是( ) A.175N＋11H→162C＋42He 是 α 衰变方程 B.11H＋21H→32He＋γ 是核聚变反应方程 C.29328U→29304Th＋42He 是核裂变反应方程 D.42He＋2173Al→3105P＋10n 是原子核的人工转变方程
(3)由质能方程，ΔE＝Δmc2 得每秒减少的质量 Δm＝ΔcE2 ＝33.8××11008226 kg＝4.2×109 kg。
要点 新粒子的发现和夸克模型 1．新粒子的发现及特点
2．粒子的分类
3．夸克的分类：夸克有 6 种，它们是上夸克、下夸克、 奇异夸克、粲夸克、底夸克、顶夸克，它们带的电荷量分别 为元电荷的＋2或－1。每种夸克都有对应的反夸克。
[解析] 本题考查了核反应的相关知识，意在考查同学 们对天然放射现象、重核裂变、轻核聚变、原子核的人工 转变等相关知识的记忆及分析判断能力。选项 A、D 为原子 核的人工转变，选项 B 为轻核聚变，选项 C 为原子核的衰 变，故选项 B、D 正确。
要正确判断聚变、裂变、衰变及人工转变的方程，对以 上四种方程的理解要到位。这四种方程在形式上很相近，因 此判断时容易混淆出错，要想正确判断必须抓住它们的实 质：核聚变是轻核结合成质量较大的核，也可能放出中子； 重核裂变时铀核捕获中子裂变为两个或更多个中等质量的 核，并放出几个中子；人工转变常用 α 粒子或中子等去轰 击原子核，产生新原子核并放出一个或几个粒子；衰变是原
2020_2021学年高中物理第十九章原子核7_8核聚变粒子和宇宙课件新人教版选修3_5202102
C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成
【解析】选B。根据质子和中子所带的电荷量，经验证：质子
1.0 10 22J，质量为M的标准煤燃烧释
6
放的热量为Q2=M×2.9×107 J，因Q1=Q2，解得M=400 kg，C正确，A、B、D错误。
探究特训 1.关于轻核聚变释放核能，下列说法正确的是 ( ) A.一次聚变反应一定比一次裂变反应释放的能量多 B.聚变反应比裂变反应每个核子释放的平均能量一定大 C.聚变反应中粒子的比结合能变小 D.聚变反应中由于形成质量较大的核，故反应后质量增加
4 2
H
e
，选项B正确。
课堂合作探究
【主题一】核聚变 【问题探究】 1.为什么实现核聚变要使聚变的燃料加热到几百万开尔文的高温？ 提示：(1)微观上：参与反应的原子核必须接近到核力的作用范围内，约为 10-15 m这种程度，因而必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库 仑斥力做功，由原子核的动能转化为原子核的电势能，使核子之间的核力发生 作用，轻核才能聚变成质量较大的核。 (2)宏观上：要使原子核具有足够大的动能，就得把它加热到几百万开尔文的 高温，才能使聚变反应发生，因此聚变又叫热核反应。
4.宇宙及恒星的演化： (1)宇宙的演化从_宇__宙__大__爆__炸__开始。 (2)恒星的演化经历了宇宙尘埃，星云团，恒星诞生，最后恒星的热核反应停止 后恒星演变为_白__矮__星__、_中__子__星__或_黑__洞__。
【小题快练】 1.重核裂变和轻核聚变是人类利用原子能的两种主要方法，下面有关它们的说 法正确的是 ( ) A.裂变和聚变的过程都有质量亏损 B.裂变过程有质量亏损，聚变过程质量有所增加 C.裂变过程质量有所增加，聚变过程有质量亏损 D.裂变和聚变过程中质量都有所增加 【解析】选A。重核裂变和轻核聚变都要释放能量，也一定要发生质量亏损，所 以选项A正确。
人教版高中物理选修3-5课件 19 核力与结合能课件
H
H H n 可见，由于核子2间存在强大的核力，1 要把原子1核拆散成核子，要克服核力做功
，必须吸收一定1的能量．反之，根据1 能量守恒0，核子结合成原子核时，也会放
出同样多的能量。这个能量叫做原子核的结合能。
结合能可以以光子的形式放出来。
人民教育出版社 高二 |选修3-5
说明：
二、核力：
人民教育出版社 高二 |选修3-5
核力：能够把核中的各种核子联系在一起 的强大的力叫做核力．
核力具有怎样的特点呢？
人民教育出版社 高二 |选修3-5
1. 核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表 现。
2. 核力是短程力。约在 10-15m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。
核越来越大，有些核子间的距离越来越远。随着距 离的增加，核力与电磁力都会减小，但核力减小得 更快。所以，原子核大到一定程度时，相距较远的 质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个 原子核就不稳定了。这时，如果不再成对地增加核 子，而只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力 ，但有相互吸引的核力，有助于维系原子核的稳定 。由于这个原因，稳定的重原子核里，中子数要比 质子数多。
当然，2.19MeV的能量的绝对数量并不算大，但 这只是组成1个氘核所放出的能量．如果组成的 是6.02×1023个氘核时，放出的能量就十分可观 了．与之相对照的是，使1摩的碳完全燃烧放出 的能量为393.5×103J．折合为每个碳原子在完全 燃烧时放出的能量只不过4eV．若跟上述核反应 中每个原子可能放出的能量相比，两者相差数十 万倍．
3. 核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生强 的引力，而不是与核内所有核子发生作用。
人教版物理选修3-5课件第19章第八节
作用
浓缩铀
石墨、重水 或普通水 镉或钢
提供核燃料
使裂变产生的快 中子减速使之容 易被铀235吸收 吸收减速后的中 子，控制反应速 度
组成部分 反射层 热交换器
材料 石墨 水
金属套 和钢筋 混凝土
作用 阻止中子逃逸 产生高温蒸汽，推动 蒸汽轮机，带动发电 机发电
防止射线对人体及其 他生物体的侵害
防护层
94 1 和38Sr， 同时放出中子 0n，
裂变前后质量变化 Δm＝m 前－m 后＝(235.0439＋ 1.0087 － 138.9178 － 93.9154 － 3×1.0087) u ＝ 0.1933 u，亏损质量为原子质量单位的 0.1933 倍． 2 (2) 由 爱 因 斯 坦 质 能 方 程 ， 得 ΔE ＝ Δmc ＝ 0.1933×931.5 MeV＝180 MeV. ΔE 180 MeV (3)平均每个核子释放的能量为： ＝ ＝ 235 235 0.766 MeV.
第八节
粒子和宇宙
课标定位
课前自主学案 第八节
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
课标定位 学习目标：1.知道什么是裂变、什么是聚变，了 解裂变和聚变的特点． 2．知道链式反应，并能计算裂变释放的核能． 3．会写出聚变反应方程并能计算聚变释放的核 能． 4．了解基本粒子、夸克模型及宇宙的演化． 重点难点：裂变、聚变释放的核能的计算．
解析：选BD.两个轻核聚合为较大质量的原 子核就可释放能量，但其生成物不是中等质 量的核，故A错误．聚变反应放出的能量比 同样质量的物质裂变时释放的能量大得多， 这点由聚变反应的特点我们就可以知道，故 B正确．裂变反应的条件是裂变物质的体积 达到临界体积，而聚变反应的条件是原子核 间距达到10－15 m，故要求足够大的动能克 服原子核间的斥力做功，故C错，D正确．
人教版物理选修3-5(课件)第19章 原子核7、8
物理 选修3-5
第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练
3．夸克模型
(1) 夸克模型的提出 ： 1964 年美国物理学家盖尔曼提出了 夸克 构成的． 强子的夸克模型，认为强子是由_______
(2)分类：上夸克、下夸克、奇异夸克、粲夸克、底夸克、 1 2 － ＋ 3 3 或________ 顶夸克；它们带的电荷量分别为元电荷的_______ ， 反夸克 ． 每种夸克都有对应的__________
可控性
速度比较容易进行 人工控制，现在的 核电站都是用裂变 反应释放核能
目前，除氢弹以外，人们 还不能控制它
物理 选修3-5
第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练
24 0 235 现有三个核反应：①24 92U 11 Na―→1ห้องสมุดไป่ตู้Mg＋－1e；② 141 1 2 3 4 1 ＋1 56Ba＋92 0n―→ 36Kr＋ 30n；③ 1H＋ 1H―→ 2He＋0 n．下列说
丰富 ； ②地球上聚变燃料的储量______ 安全、清洁 ． ③轻核聚变更为____________ 磁约束 和__________ 惯性约束 ． (2)约束核聚变材料的方法：________
物理 选修3-5
第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练
二、粒子和宇宙
1．“基本粒子”不基本 电子 、 “基本粒子”：直到19世纪末，人们认为光子、_____ 中子 是“基本粒子”，随着科学的发展，一方面逐 质子、 _______ 中子 、 ______ 质子 、 渐发现了数以百计的新粒子，它们都不是由 _____ 电子 组成的；另一方面科学家又发现质子、中子等本身也 _______ 有自己的复杂的结构．因此，20世纪后半期，就将“基本”去 粒子 ． 掉，统称_______
人教版高中物理选修3-5第十九章19.5核力和结合能 课件(共29张PPT)
中
子 数
实际存在
的原子核
原因分析：
核越大，核子间距离增大
库仑力与核力均减小，但核力减小快
增大到一定程度时，核力较小，不足以
平衡库仑力时，原子核会不稳定。
理想的质子 数和中子数 相等的稳定
若增加中子，与其它核子无库仑力，但 有核力，有助于原子核稳定
原子核
核力是短程力，若超过其作用范围，增 加中子，原子核也不稳定，所以原子序
三. 结合能
12H 11H 01n
当光子能量等于或 大于2.22MeV时， 这个反应才会发生
11H 01n12H
一个质子和一个中子 结合成氘核，要放出 2.22MeV的能量
1、结合能：将原子核拆散成单个核子需要吸收的 能量或是将核子结合成原子核所放出的能量
三、结合能
（21、）结注合意能：并不是由于核子结合成原子核而具有
（3）. 核力具有饱和性。每个核子只跟相邻的核 子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。
3、四种相互作用
（1）.万有引力：引力主要在宏观和宇宙尺度上“独 领风骚”。是引力使行星绕恒星转动，并且联系着星 系团，决定了宇宙的现状和未来。→长程力
（2）.电磁力：在原子核外，电磁力使电子不脱离原 子核而形成原子，原子结合成分子，使分子结合成液 体与固体。→长程力
电磁力和万有引力都是“长程力”，即它们可以作用 到无限远的距离，当然距离越远，力就越小
（3）.强相互作用：原子核内，强力将核子束缚在一 起。→短程力 （4）.弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰变的 原因，即引起中子－质子转变的原因。→短程力其力
程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电磁力小。
36
F万 Gm 2 / r 2 Gm 2 10 11 (10 27 )2
新课标人教A 物理选修3-5 第十九章原子核 课件26张 (共26张PPT)
-163.应用质能方程解题的流程图 书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE=Δmc2 计算释放的核能 (1)根据ΔE=Δmc2计算时,Δm的单位是“kg”,c的单位 是“m/s”,ΔE的单位是“J”。 (2)根据ΔE=Δm×931.5 MeV计算时Δm的单位是 “u”,ΔE的单位是“MeV”。 4.根据比结合能来计算核能: 原子核的结合能=比结合能×核子数
(4)临界体积和临界质量:裂变物质能够发生链式反 -14应的最小体积及其相应的质量。
(5)裂变的应用:原子弹、核反应堆。
(6)反应堆构造:核燃料、减速剂、镉棒、防护层。
2.轻核聚变
(1)定义:两个轻核结合成质量较大的核的反应过程。 轻核聚变反应必须在高温下进行,因此又叫热核反应。
(2)典型的聚变反应方程
典型问题探究
题型一、三种射线的理解
例1、将α 、β 、γ 射线分别射入匀强磁场和匀强电
场中，如下图所示是表示三种射线的偏转情况图，其中
符合事实的有（ AD ）
练习1：在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平 行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α 、β 、γ 三种射线的 射线源。从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如 图所示，在与射线源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂 药面朝下的印像纸（比一般纸厚且涂有感光药的纸）。经射线照 射一段时间后两张印像纸显影。 (1)上面的印像纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？ (2)下面的印像纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边 暗斑的距离之比。 (3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α 射线不偏转，一次使β 射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感 1 c m u , v 应强度之比是多少？（已知：mα =4u， 1840 10 ，vβ =c）。
高中物理选修3-5原子核的组成课件
在对各种原子核进行的实验中，发现质子和中子是组成原子核的两种基本粒子。
三、原子核的组成
1.原子核的组成：
质子和中子（统称核子 ）
2.原子核中的三个整数: 1)核子数：质子和中子质量相差很小，统称为核子。质子数和中子数之和叫核 子数。 2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，用这个整数表示电荷 量。 3)质量数(A)：原子核的质量等于质子和中子的质量和，所以原子核的质量几乎 等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫质量数。
高能量 电磁波
速度 1/10光速 接近光速
光速
贯穿能力 弱 较强 很强
电离能力 很强 较弱 更小
典型例题
【典例1】. 如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分 别进入匀强电场和匀强磁场
A．①表示γ射线，③表示α射线 B．②表示β射线，③表示α射线 C．④表示α射线，⑤表示γ射线 D．⑤表示β射线，⑥表示α射线
我们把它叫做α射线， α射线由带正电的α粒子组成。进一步研究表明α粒子就是氦原子核。 由于α粒子的质量较大，所以α射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能
把它挡住。 教材P66注释 电离作用
二、射线到底是什么
β射线 与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做β射线。 β射线由带负电的粒子（β粒子）组成，进一步研究表明β粒子就是电子。 β射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几毫米厚的铝板。
表明原子核也有内部结构。
三、原子核的组成
质子的发现 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子 p
4 2
He +
14 7
N
17 8
O
+
1 1
H
•研究表明：质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核。
三、原子核的组成
1.原子核的组成：
质子和中子（统称核子 ）
2.原子核中的三个整数: 1)核子数：质子和中子质量相差很小，统称为核子。质子数和中子数之和叫核 子数。 2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，用这个整数表示电荷 量。 3)质量数(A)：原子核的质量等于质子和中子的质量和，所以原子核的质量几乎 等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫质量数。
高能量 电磁波
速度 1/10光速 接近光速
光速
贯穿能力 弱 较强 很强
电离能力 很强 较弱 更小
典型例题
【典例1】. 如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分 别进入匀强电场和匀强磁场
A．①表示γ射线，③表示α射线 B．②表示β射线，③表示α射线 C．④表示α射线，⑤表示γ射线 D．⑤表示β射线，⑥表示α射线
我们把它叫做α射线， α射线由带正电的α粒子组成。进一步研究表明α粒子就是氦原子核。 由于α粒子的质量较大，所以α射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能
把它挡住。 教材P66注释 电离作用
二、射线到底是什么
β射线 与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做β射线。 β射线由带负电的粒子（β粒子）组成，进一步研究表明β粒子就是电子。 β射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几毫米厚的铝板。
表明原子核也有内部结构。
三、原子核的组成
质子的发现 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子 p
4 2
He +
14 7
N
17 8
O
+
1 1
H
•研究表明：质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核。
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知识点 5 夸克模型
• 组成强子的粒子有六种夸2 克，分1 为上夸克
±3
±3
和下夸克、奇夸克、粲夸克、底夸克、顶
夸克，所带电荷分别为元电荷的________
或________，每种夸克都有对应的反夸克，
知识点 6 宇宙与恒量的演化
1．宇宙的演化 经历了①___强__子___时代 ②___轻__子___时代 ③___核__合__成___时代 ④10 万年 之后，随着温度降低逐步组成__恒__星____和星系。 2．恒星的演化 宇宙尘埃万―有―引→力___星__云__团___―凝―聚→恒星⇒mm<＝1.41m.4～日白2矮m星日中子星
• (2)热核反应一旦发生，就不再需要外界给 它能量，靠自身产生的热就可以使反应进 行下去。
• (3)普遍性：热核反应在宇宙中时时刻刻地 进行着，太阳就是一个巨大的热核反应堆。
• 4．核聚变的应用 • (1)核武器——氢弹：一种不需要人工控制的
• 典例
太阳现在正处于主序星演化阶
段，1 它主要是由电子和质子、氦核等组成，
• 环(流1器)磁约束：利用磁场约束参加反应的物质， 目前最好的一种激磁光 约束装置是__________。
• (2)惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在 极短时间内来不及扩散就完成了核反应， 在惯性约束下，用________从各个方向照 射反应物，使它们“挤”在一起发生反应。
知识点 3 “基本粒子”不基本
由 爱 因 斯坦 质 能 方程 可 知 核 反 应 释 放的 能 量 ΔE＝ Δmc2 ＝ 3.6×10－29× (3.0×108)2J＝3.24×10－12J
(3)太阳每秒释放的能量为 3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量 Δm＝ΔcE2 ＝33.8××11008226kg＝4.2×109kg 太阳还能用 t＝Δmm＝42.×2×1013009s＝4.76×1020s＝1.5×1013 年
• 3．应用
氢弹
原子弹
• 目前，热核反应主要用在核武器上，那就
是________，氢 需要用__________爆炸产
生的高温高压引发核爆炸。
聚变
• 4．太阳能
• 太阳的主要成分是______，太阳中心温度 可达1.5×107K，在此高温下，氢核聚变成 氦核的反应不停地进行着，太阳能就来自 于太阳内部________释放的核能。
(1)中微子与水中的11H 发生核反应，产生中子(10n)和正电子(＋01e)，即：中微子 ＋11H→10n＋＋01e
可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是___A____。(填写选项前的字母)
A．0 和 0
B．0 和 1
C．1 和 0
D．1 和 1
(2)上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体
• 解析：方程(1)属于重核裂变，方程(2)属于
轻核聚变，选项A错误而B正确；由质量数
和电荷数守恒得，k＝10，d＝1，选项C正
确而D错误。
• 『想一想』
• 万物生长靠太阳(如图)， 太阳在我们日常生活中 是不可替代的，它提供 给地球足够的能源，如 果说太阳一旦没有了， 那么地球上的一切生物 都将随之消失。
• 2．聚变发生的条件
• 要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发 生作用的距离10－15m，但是原子核是带正 电的，要使它们接近10－15m就必须克服很 大的库仑斥力作用，这就要求原子核应具 有足够的动能。方法是给原子核加热，使
• 3．核聚变的特点
• (1)在消耗相同质量的核燃料时，轻核聚变 比重核裂变释放更多的能量。
(1)23952U＋10n→9308Sr＋13564Xe＋k10n (2)21H＋31H→42He＋d10n 关于这两个方程，下列说法正确的是
( BC )
A．方程(1)属于 α 衰变
B．方程(2)属于轻核聚变
C．方程(1)中 k＝10，方程(2)中 d＝1
D．方程(1)中 k＝6，方程(2)中 d＝1
m>2m日黑洞
• 『判一判』
• (1)核聚变时吸收能量。
()
×
• (2)核聚变平均每个核子放出的能量，比裂√
变反应中平均每个核子放出的能量大。
√
()
×
• (3)实现核聚变的难点是地球上没有任何容×
器能够经受如此高的温度。 √ ()
• (4)质子、中子不能再分。
()
『选一选』
(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有：
• 1．“基本”粒子 • 19世纪末，许多人认为质光子子、中电子子、
________和________是组成物质的不可
再分的最基本粒子。
质子
中子
电子
• 2．发现新粒子
复杂
• (1)从20世纪起科学家陆续发现了400多种
同种加类速器的新粒子探测，器它们不是由________、 ________、________组成。
高温高压下用氘和氦 3 进行核聚变反应发电。若已知氘核的质量为 2.0136U，氦
3 的质量为 3.0150u，氦核的质量为 4.00151u，质子质量为 1.00783u，中子质量
为 1.008665u, 1u 相当于 931.5MeV，则下列说法正确的是 A．一个氘和一个氦 3 的核聚变反应释放的核能约为 17.9MeV
维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，
核反应为两个电子与四个质子聚变为氦。 已知太阳的质量为2×1030kg，太阳向周围 空间辐射能量的总功率为3.8×1026W。
• (1)写出上述聚变反应的方程
• (2)已知质子质量mp＝1.67×10－27kg，氦 核质量mα＝6.6458×10－27kg，电子质量
答案：(1)2－01e＋411H―→42He (2)3.24×10－12J (3)4.2×109kg 1.5×1013 年
〔对点训练 1〕 (河南省漯河市高二 2017～2018 学年下学期期末)近几年日
本、印度等许多国家积极发展“月球探测计划”，该计划中的科研任务之一是探
测月球上氦 3 的含量。氦 3 是一种清洁、安全和高效的核发电燃料，可以采用在
第十九章
原子核 第七节 核聚变 第八节 粒子和宇宙
学习目标
※
知道聚变反应的特点
※ 能写出聚变方程并计算聚变能量
※ 了解可控热核反应
※ 知道粒子的分类及其作用
※ 了解宇宙起源的大爆炸说及恒星的演化
知识导图
1
课前预习
2
课内探究
3
素养提升
4
课堂达标
5
课时作业
课前预习
知识点 1 核聚变
1．定义 轻核结合成___质__量__较__大___的原子核的反应叫聚变。 例如21H＋31H―→42He＋10n 2．聚变发生的条件 要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到_1_0_－_1_5_m 以内，核力才能起作用。 由于原子核都带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的__库___仑__斥__力___， 这就要求原子核具有足够的动能，有一种方法就是把它们加热到很高的温度，温 度高达__几__百__万____开尔文，因此聚变又叫__热__核__反__应____。
• 解题指导：(1)聚变的核反应方程遵循质量 数守恒和电荷数守恒。
• (2)核能计算的关键是求出核反应中的质量 亏解析损：(，1)根然据聚后变反根应据满足受质量因数、斯电坦荷数质守恒能得核方反程应方求程为解2－。01e＋411
H• ―(→(3242)H)反由e应中m的＝质量t亏Δ损m求时间。
Δm＝2me＋4mp－mα＝(2×9.0×10－31＋4×1.67×10－27－6.6458×10－27)kg＝ 3.6×10－29kg
知识点 2 受控热核反应
• 1．聚变与裂变相比有很多优点 效率高
• (1)轻核聚变产能丰_富_________； • (2)地球上聚安变全、燃清洁料的储量________； • (3)轻核聚变更为______________。 • 2．聚变的难点 • 地球上没有任何容器能够经受热核反应的
高温。
• 3．控制方法
• 你知道太阳的能量来源 吗？
课内探究
探究一 轻核的聚变
• 如图为氢弹原理示意图。 • (1)核聚变需要满足什么条件？ • (2)为什么要用原子弹才能引
爆氢弹？ • 提示：(1)要使轻核聚变，必
须使轻核接近核力发生作用 的距离10－15m。
• 1．轻核聚变是放能反应
• 从比结合能的图线看，轻核聚变后比结合 能增加，因此聚变反应是一个放能反应。
• (2)科学家进一步发现质子、中子等本身也
知识点 4 发现新粒子
• 1．新粒子
正电子
μ子
• 1932年发现了____________，1937年发
现了_________，1947年发现了K介子和π
介子及以后的超子等。
强子
轻子
媒介子
• 2．粒子的分类
• 按照粒子与各种相互作用的关系，可将粒 子分为三大类：________、________和 __________。
超子
质量介于电子与质 其质量比质
子之间
子大
按照粒子与各种相互作用的关系，可以将粒子分为三大类：强子、轻子和媒 介子。
• 2分．类 粒参与子的的相互分作用类 发现的粒子
备注
强子
参与强相互作用 质子、中子、介子、 超子
强子有内部结构，由“ 夸克”构成；强子又可 分为介子和重子
轻子
不参与强相互作 电子、电子中微子、μ
• 特别提醒：粒子具有对称性，有一个粒子， 必存在一个反粒子，所以每种夸克都有对 应的反夸克。
典 例 在 β 衰变中常伴有一种称为“中微子”的粒子放出。中微子的性 质十分特2 别，因此在实验中很难探测。1953 年，莱尼斯和柯文建造了一个由大