上课第十九章-原子核

1、第十九章 原子核,19.1原子核的组成,教学目标,1、知识与技能 （1）了解天然放射现象及其规律；（2）知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们；（3）知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。 2、过程与方法 （1）通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法； （2）通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。 3、情感、态度与价值观 （1）树立正确的，严谨的科学研究态度； （2）树立辨证唯物主义的科学观和世界观。 教学重点：天然放射现象及其规律，原子核的组成。 教学难点：知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备,1.放射性和放射性元素: 1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，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，物质发射射线的性质称为放射性具有发射性的元素称为放射性元素 2.天然放射性现象: 放射性元素自发地放出射线的现象叫做天然放射现象,一、天然放射现象,钡铀云母,翠砷铜铀矿,斜水钼铀矿,铀钙石矿,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，

2、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,在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？ 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？ 这些射线带不带电呢？,二、射线到底是什么,放射性,由左手定则可得如下结论：,放射性,思考与讨论 不加磁场，如何实现如下图偏转情况？,射线,根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成，我们把它叫做射线，射线由带正电的粒子组成.科学家们研究发现每个粒子带的正电荷是电子电荷的2倍，粒子质量大约等于氦原子的质量.进一步研究表明粒子就是氦原子核. 由于粒子的质量较大，所以射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住.,射线,与射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做射线.研究发现射线由带负电的粒子（粒子）组成.进一步研究表明粒子就是电子. 射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板.,射线,中间不发生偏转的那束射线叫做射线，研究表明，射线的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的. 射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘

3、米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板.,放射性,由上图所示实验可得如下结论,经过研究可得三种射线电离能力关系如下,氦原子核,高速 电子流,高能量 电磁波,1/10光速,接近光速,光速,弱,较强,很强,很容易,较弱,更小,阅读课文填写表格：,放射性,三、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？,三.质子和中子的发现 1.质子的发现（卢瑟福）,1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子。经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍.进一步研究表明，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.,同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。-质子是原子核的组成部分。,原子核是否只是由质子组成呢？,？,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,1.卢瑟福的预言 2.1932年英国物理学家查德威克又发现了中子 3.,四.原子核的组成,1.原子核的组成:质子

4、和中子 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)核电荷数(z):原子核所带的电荷总是质子数的整数倍,用这个整数表示核电荷量. (3)核质量数(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,叫核质量数. 3.原子核中的两个等式: (1)核电荷数=质子数=元素的原子序数=核外电子数 (2)核质量数=核子数=质子数+中子数,原子核组成,中子,质子,统称核子,X,A Z,（核）电荷数,质量数,1015m,核电荷数：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，这个倍数叫电荷数 质量数：原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫质量数,例如：,X表示 元素符号,Z表示 质子数,A表示 质量数,原子核的表示：,原子核组成,课本68页 思考与讨论 铀235的核子数，质子数与中子数各为多少？,4.同位素:若原子核质子数相同，而中子数不同，（质量数当然不同），在元素周期表中的位置相同,则互为同位素。故互称同位素.同位素具有相同的化学性质.,原子核组成,课本68页 思考与讨论 铀2

5、35的核子数，质子数与中子数各为多少？,原子核组成,课本68页 思考与讨论 铀235的核子数，质子数与中子数各为多少？,氘和氚是氢的同位素，关于氕、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,（3）,小结,小结,问题与练习,课本P69 第3题 第4题,19.2放射性元素 的衰变,教学目标,1、知识与技能 （1）知道放射现象的实质是原子核的衰变； （2）知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律； （3）理解半衰期的概念。 2、过程与方法 （1）能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式； （2）能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）。,3、情感、态度与价值观： 通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。 教学重点：原子核的衰变规律及半衰期。 教学难点：半衰期描述的对象。 教学方法：教师启发、引导

6、，学生讨论、交流。 教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。,回顾：三种放射性射线的性质,三种射线 、 三种射线的性质：,氦核,电子,一、原子核的衰变,2.衰变遵循的原则：,质量数守恒，电荷数守恒。,原子核放出粒子或粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。,1.原子核的衰变：我们把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（decay）,（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,3.原子核衰变的分类:,（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,3.原子核衰变的分类:,（2）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,思考与讨论,原子核里没有电子，衰变中的电子来自哪里？,（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,3.原子核衰变的分类:,（2）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,（3）衰变:,伴随射线或射线产生.,注意：,1、 放射性元素衰变不可能有单独的衰变！ 2、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！,例： 经过一系列衰变和衰变后，可以变成稳定的元素铅206 ，问这一过程衰变和衰变次数？,解：设经过x次衰变，y次衰变,2382064x,9

7、2 = 82 + 2x - y,x8 y6,钍232经过6次衰变和4次衰变后变成一种稳定的元素，这种元素是什么？它的质量数是多少？它的原子序数是多少？,练习：,二、半衰期,1、半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。,放射性元素的剩余质量与原有质量的关系：,2、不同的放射性元素，半衰期不同,例如： 氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天 镭226衰变为氡222的半衰期为1620年 铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5109年,3、半衰期的计算,例：已知钍234的半衰期是24天，1g钍经过120天后还剩多少？,计算表达式:,放射性元素的剩余质量与原有质量的关系：,练习,1.铋210的半衰期是5天，经过多少天后，20g铋还剩1.25g?,2. 10克镭226变为氡222的半衰期为1620年，有人说：经过1620年有一半镭发生衰变，还有镭（226）5克，再经过1620年另一半镭也发生了衰变，镭226就没有了，对吗？为什么？,(1)“单个的微观事件是不可预测的”，所以，放射性元素的半衰期，描述的是统计规律。 (2)半衰期的长短由核内部自身的因素决定，跟所

8、处的化学状态和外部条件都没有关系。,4、注意：,五、应用,1、人们利用地壳岩石中存在的微量的放射性元素的衰变规律，测定地球的年龄为46亿年。地壳有一部漫长的演变历史，一部不断变化、不断发展的历史。 2、碳14测年技术，14C是具有放射性的碳的同位素，能够自发的进行 衰变，变成氮。,一、原子核的衰变,2.衰变原则：,质量数守恒，电荷数守恒。,1.原子核的衰变：我们把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（decay）,（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,（2）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,（3）衰变:总是伴随射线或射线产生.,二、半衰期,1、半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。,2、不同的放射性元素，半衰期不同,放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。,课堂总结,放射性元素半衰变是一个统计规律。,判断古生物年代常用14C定年法。若干万年以前，始祖鸟通过摄食，吸收了植物中含有14C的营养物质，死亡后不再吸收。随着年代的推移，其体内14C的含量为现代鸟的 ，已知地表中14C的含量基本不变，14C的半衰期为T年，试判断始祖鸟

9、距今年代为： A B C D 2,高考题回顾：,高考题回顾：,1图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线 在电 场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是 Aa为射线、b为射线 Ba为射线、b为射线 Cb为射线、C为射线 Db为射线、C为射线,BC,2002年 上海,10完成核反应方程： Th Pa 。 衰变为 的半衰期是1.2分钟，则64克 经过6分钟还有 克尚未衰变。,2,高考题回顾：,例题分析,为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变8 107次，这种同位素半衰期为2天，该放射性同位素溶液在较短时间内与水库中水混合均匀. 10天后从水库取出1m3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量为多少？,2.5 105m3,例题分析,例题：本题中用大写字母代表原子核，E经衰变成为F，再经衰变成为G，再经衰变成为H。上述系列衰变可记为下式： 另一系列衰变如下： 已知P和F是同位素，则（ ） A.Q和G是同位素，R和H是同位素 B.R和E是同位素，S和F是同位素 C.R和G是同位素，S和H是同位素 D.Q和E是同位素，R和F是同位素,B,例题分析,例题：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示，由图可以知（ ） A.该核发生的衰变 B.该核发生的衰变 C.磁场方向一定垂直纸面向里 D.磁场方向向里还是向外不能判定,BD,a,b,19.3探测射线 的方法,教学目标,1、知识与技能 （1）知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象； （2）知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到； （3）了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理。 2、过程与方法 （1）能分析探测射线过程中的现象； （2）培养学生运用已知结论正确类比推理的能力。,3、情感、态度与价值观 （1）

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