福建地区物理学科第一节原子核结构资料课件选修35高中物理原子核结构.ppt

原子核的结构原子核的结构一、原子核的人工转变－－质一、原子核的人工转变－－质子的发现子的发现　　　　19191919年卢瑟福完成了用年卢瑟福完成了用αα粒子轰击氮原粒子轰击氮原子核的人工核实验，实验装置示意如图子核的人工核实验，实验装置示意如图ＴＴＴＴＣＣＡＡＦＦＳＳＭＭＡ：放射性物质　　　Ｃ：容器　　　　Ｔ：阀门　　Ａ：放射性物质　　　Ｃ：容器　　　　Ｔ：阀门　　Ｆ：铝箔　　　　　　Ｓ：荧光屏　　　Ｍ：显微镜Ｆ：铝箔　　　　　　Ｓ：荧光屏　　　Ｍ：显微镜ＭＭＴＴＴＴＣＣＡＡＦＦＳＳ实验步骤及结果：实验步骤及结果：１１.适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好不出现适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好不出现闪光闪光2 2.然后充入氮气然后充入氮气3 3.充入氮气后，荧光屏出现了闪光充入氮气后，荧光屏出现了闪光氮气Ｎ氮气Ｎ２２ 从实验结果可知，充入氮气后产生了穿透从实验结果可知，充入氮气后产生了穿透能力比能力比αα粒子更强的新的粒子，这种粒子可以穿透粒子更强的新的粒子，这种粒子可以穿透铝箔，打在荧光屏上，出现了闪光铝箔，打在荧光屏上，出现了闪光 后来，将这种粒子引入电场、磁场测定它的后来，将这种粒子引入电场、磁场测定它的电量和质量，确定了它就是氢原子核，又称为电量和质量，确定了它就是氢原子核，又称为质子质子。

物理学中用符号　物理学中用符号　 或　　表示质子或　　表示质子 上述实验中的质子从何而来？卢瑟福设想实验上述实验中的质子从何而来？卢瑟福设想实验中出现的质子是中出现的质子是αα粒子击中氮原子核，发生核反应粒子击中氮原子核，发生核反应产生的布拉凯特实验证实发生了核反应布拉凯特实验证实发生了核反应•在云室中可以观察粒子的径迹在云室中可以观察粒子的径迹•英国的物理学家布拉凯特在云英国的物理学家布拉凯特在云室中做了室中做了α粒子轰击氮核的实粒子轰击氮核的实验，拍摄了两万多张云室照片，验，拍摄了两万多张云室照片，终于从４０万条终于从４０万条α粒子径迹的粒子径迹的照片中，发现有八条产生了分照片中，发现有八条产生了分叉•分析径迹的情况可以确定，分分析径迹的情况可以确定，分叉后的细长径迹是质子的径迹，叉后的细长径迹是质子的径迹，短而粗的径迹是产生的新核的短而粗的径迹是产生的新核的径迹，碰撞后径迹，碰撞后α粒子的径迹不粒子的径迹不再出现　　　　　　上述实验以及后来用上述实验以及后来用α粒子轰击氟、钠、铝等粒子轰击氟、钠、铝等元素的原子核都发生了类似的反应，并且都产生元素的原子核都发生了类似的反应，并且都产生了质子。

了质子　　　　这些实验表明，由于从不同元素的原子核中都能这些实验表明，由于从不同元素的原子核中都能打出质子来，因此打出质子来，因此质子质子应该是原子核的应该是原子核的组成部分组成部分　　　　原子核只由质子组成吗？原子核只由质子组成吗？质量数质量数电荷数电荷数钙Ｃａ钙Ｃａ汞Ｈｇ汞Ｈｇ４０４０２０２０２００２００８０８０想　一　想想　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（下表），也与原子核的核电荷数相等但任意考察两种元素（下表），就知它们的核质量数与核电荷数不等就知它们的核质量数与核电荷数不等　　原子核只由质子组成的设想能够成立吗？　　原子核只由质子组成的设想能够成立吗？原子核原子核示意图示意图　　　　　　在上一世纪的二十年代，卢瑟福依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，据原子核的电荷数与质量数的差别，预预见见到原子核中应该存在质量与质子相等到原子核中应该存在质量与质子相等的、不带电的粒子，卢瑟福称其为的、不带电的粒子，卢瑟福称其为中子中子。

　　　　　　直到上一世纪的三十年代，另一个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，证实了中子的存在射线轰击铍，证实了中子的存在二、中子的发现二、中子的发现钋Ｐ钋Ｐo o铍Ｂｅ铍Ｂｅ石蜡石蜡不可见粒子不可见粒子不可见粒子不可见粒子不可见粒子不可见粒子质子质子质子质子质子质子αα粒子粒子αα粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么？粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么？钋钋铍Ｂｅ铍Ｂｅ石蜡石蜡不可见不可见粒子粒子不可见不可见粒子粒子不可见不可见粒子粒子质子质子质子质子质子质子α对实验结果的对实验结果的猜想和思考猜想和思考钋钋铍Ｂｅ铍Ｂｅ石蜡石蜡不可见不可见粒子粒子不可见不可见粒子粒子不可见不可见粒子粒子质子质子质子质子质子质子α查德威克对实查德威克对实验结果的分析验结果的分析　　查德威克用碰撞中的动　　查德威克用碰撞中的动量守恒和能量守恒分析得到量守恒和能量守恒分析得到不可见粒子是质量与质子几不可见粒子是质量与质子几乎相等的、不带电的粒子，乎相等的、不带电的粒子，它正是卢瑟福预见的它正是卢瑟福预见的中子中子中子的质量数与质子的相等，中子的质量数与质子的相等，都是都是1，中子不带电，其电荷，中子不带电，其电荷数为零。

物理学中用符号　数为零物理学中用符号　表示中子表示中子α射线粒子轰击铍的核反应方射线粒子轰击铍的核反应方程是：程是：三、原子核的组成三、原子核的组成质子和中子统称为质子和中子统称为原子核原子核原子核的电荷数原子核的电荷数= =质子数质子数原子核的质量数原子核的质量数= =质子数质子数+ +中子数中子数具有具有相同的质子数相同的质子数和和不同的中子数不同的中子数的原子互称的原子互称如如: :( (氕氕) )( (氘氘) )( (氚氚) )质子质子中子中子从放射性元素的原子核中释放出来的从放射性元素的原子核中释放出来的αα射线就是射线就是两个质子两个质子和和两个中子两个中子结合在一起放出的结合在一起放出的小　　　结小　　　结　　　４　　　４. .原子核由质子和中子原子核由质子和中子（统称为核子）组成（统称为核子）组成　　１　　１. .原子核的人工转变原子核的人工转变（用人工的办法使原子核发（用人工的办法使原子核发生转变）生转变）　　２　　２. .  粒子轰击氮的核粒子轰击氮的核实验（发现质子的核反应）实验（发现质子的核反应）　　３　　３.α.α粒子轰击铍的核实粒子轰击铍的核实验（发现中子的核反应）验（发现中子的核反应）。