《高中物理 第4章 從原子核到夸克 4.1 原子核結(jié)構(gòu)探秘學(xué)案 滬科版選修35》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第4章 從原子核到夸克 4.1 原子核結(jié)構(gòu)探秘學(xué)案 滬科版選修35（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 4.1　原子核結(jié)構(gòu)探秘 學(xué)習(xí)目標(biāo) 重點難點 1．知道質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)過程。 2．記住原子核的組成，知道核子、同位素的概念。 3．知道核反應(yīng)，會寫核反應(yīng)方程，會平衡核反應(yīng)方程。 重點：原子核的組成、寫核反應(yīng)方程。 難點：寫核反應(yīng)方程。 一、質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 1917年盧瑟福開始用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)生了核反應(yīng)，從氮原子核中打出了氫核，人們借用“原始”之義把氫核叫做質(zhì)子。 二、發(fā)現(xiàn)中子的艱難歷程 1．盧瑟福的猜想 1920年，盧瑟福提出：原子核內(nèi)除了質(zhì)子外，還存在一種質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量大體相等，但不帶電的粒子，并認為這種不帶電的中性粒子是電子進入質(zhì)子后形成的。 2

2、．查德威克的發(fā)現(xiàn) 1932年，查德威克對α粒子轟擊鈹核的實驗進行研究，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生的射線有兩個特點：①是中性粒子；②質(zhì)量跟氫核質(zhì)量差不多。查德威克把這種粒子叫中子，中子也是原子核的組成部分。 預(yù)習(xí)交流1 在古代，有人追求“點石成金”之術(shù)，他們試圖利用某些方法將一塊普通的石頭變成黃金。他們的想法有道理嗎？ 答案：采用人工的方法能使原子核發(fā)生變化，故在道理上“點石成金”是可以實現(xiàn)的，但代價可能太大。 三、原子核的組成 1．原子核由質(zhì)子和中子組成，它們統(tǒng)稱為核子，原子核所帶的電荷量總是質(zhì)子電荷量的整數(shù)倍，通常用這個整數(shù)表示原子核的電荷數(shù)，又叫做原子序數(shù)（即核電荷數(shù)）。質(zhì)子和中子的總數(shù)目叫

3、做原子核的質(zhì)量數(shù)。 2．原子核用符號X表示，其中Z表示原子序數(shù)，A表示質(zhì)量數(shù)。 3．同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)的原子核互稱同位素。 預(yù)習(xí)交流2 一個鉛原子的質(zhì)量數(shù)位207，其核外電子有多少個？中子數(shù)是多少個？ 答案：由元素周期表查得鉛的原子序數(shù)是82，故鉛原子的質(zhì)子數(shù)是82，它核外有82個電子，它的中子數(shù)是207－82＝125（個）。 四、核反應(yīng)方程 1．用原子核的符號表示核反應(yīng)前后各原子核變化情況的式子。 2．核反應(yīng)遵守質(zhì)量守恒定律和電荷守恒定律，即核反應(yīng)方程兩邊的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均是守恒。 預(yù)習(xí)交流3 核反應(yīng)中，除了遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒外，還有其他規(guī)律可遵循

4、嗎？ 答案：核反應(yīng)過程，還要遵守動量守恒定律和能量守恒定律。 一、質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 如圖是1917年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核的實驗裝置，開始時熒光屏上觀察不到閃光，后通入氮氣后就能觀察到閃光，你能對這種實驗現(xiàn)象做個簡單分析嗎？ T進氣孔、A放射源、F鋁箔、S熒光屏、M顯微鏡、C真空容器 答案：開始時熒光屏上觀察不到閃光，說明α粒子沒有穿透鋁箔打在熒光屏上。通入氮氣時，α粒子轟擊氮原子核后產(chǎn)生了新粒子，這種新粒子穿透鋁箔后打在熒光屏上引起閃光。 （2010秦皇島高二檢測）如圖為盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實驗裝置，M是顯微鏡，S是熒光屏，窗口F處裝鋁箔，氮氣從閥門T充入，A是放射

5、源，在觀察由質(zhì)子引起的閃爍之前需進行必要調(diào)整的是（　　）。 A．充入氮氣后，調(diào)整鋁箔厚度，使S上有α粒子引起的閃爍 B．充入氮氣后，調(diào)整鋁箔厚度，使S上見不到質(zhì)子引起的閃爍 C．充入氮氣前，調(diào)整鋁箔厚度，使S上能見到質(zhì)子引起的閃爍 D．充入氮氣前，調(diào)整鋁箔厚度，使S上見不到α粒子引起的閃爍 答案：D 解析：實驗?zāi)康氖怯^察α粒子轟擊氮核產(chǎn)生新核并放出質(zhì)子，所以實驗前應(yīng)調(diào)整鋁箔的厚度，恰使α粒子不能透過，但質(zhì)子仍能透過，故選D。 1．新粒子性質(zhì)的研究方法：.把這種新粒子引入電磁場中，根據(jù)它在電磁場中的偏轉(zhuǎn)，測出它的質(zhì)量和電荷量，進而確定它就是氫原子核，又叫質(zhì)子，其符號是H或P。

6、 2．人們用同樣的方法也從其他元素的原子核中打出了質(zhì)子，故質(zhì)子是原子核的組成部分。 二、中子的發(fā)現(xiàn) 如圖是1931年約里奧居里夫婦用來自鈹?shù)纳渚€轟擊石蠟，從石蠟中打出了質(zhì)子的實驗示意圖，約里奧居里夫婦把轟擊石蠟的“中子流”，誤認為是γ射線，而錯失發(fā)現(xiàn)中子的諾貝爾獎。你能分析其中的原因嗎？ 答案：約里奧居里夫婦頭腦中沒有“可能存在中性粒子”的觀念，所以就是這種中性粒子出現(xiàn)在眼前，他們也抓不住這個機會。盧瑟福的學(xué)生查德威克對老師的“原子核中可能存在中性粒子”的假設(shè)早有思想準(zhǔn)備，所以他能及時抓住機會研究這種粒子，從而成為發(fā)現(xiàn)中子的第一人而榮獲諾貝爾獎。 如圖所示為查德威克實驗示意

7、圖，由天然放射性元素釙（Po）放射的α射線轟擊鈹時會產(chǎn)生粒子流A，用粒子流A轟擊石蠟時，會打出粒子流B，經(jīng)研究知道（　?。? A．A為中子，B為質(zhì)子 B．A為質(zhì)子，B為中子 C．A為γ射線，B為中子 D．A為中子，B為γ射線 答案：A 解析：不可見射線A，轟擊石蠟時打出的應(yīng)該是質(zhì)子，因為質(zhì)子就是氫核，而石蠟中含有大量氫原子，轟擊石蠟的不可見射線應(yīng)該是中子。 約里奧居里夫婦與發(fā)現(xiàn)中子的諾貝爾獎失之交臂的事例告訴我們，機遇總是垂青那些有準(zhǔn)備的頭腦。請你做個科學(xué)的有心人吧。 三、原子核的組成、核反應(yīng)方程 原子核有什么特點？我們在寫核反應(yīng)方程時遵循什么規(guī)律？ 答案：

8、原子核有兩個特點：（1）核電核數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)；（2）質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)＝核子數(shù)。寫核反應(yīng)方程時要遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒兩個規(guī)律。 下面是四個核反應(yīng)方程 A． B． C． D． （1）核反應(yīng)中，反應(yīng)方程兩邊的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)遵守什么規(guī)律？ （2）上面四個核反應(yīng)中，x表示質(zhì)子的是________。 答案：見解析 解析：（1）核反應(yīng)遵守質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，所以反應(yīng)方程兩邊的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)是守恒的。 （2）由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得C中x的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為1，所以C項中x為質(zhì)子。 完成核反應(yīng)方程時，首先要由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒判斷出未知粒子的核電核數(shù)

9、和質(zhì)量數(shù)，然后正確的寫出粒子的符號，并正確標(biāo)出質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)。 1．下列說法中符合物理學(xué)史的是（　　）。 A．湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子 B．盧瑟福在α粒子散射實驗中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 C．盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在 D．玻爾在實驗中發(fā)現(xiàn)了中子 答案：AC 2．根據(jù)布萊克特的充氮云室徑跡照片可知（　　）。 A．質(zhì)子是直接從氮核中打出來的 B．α粒子打進氮核后生成一個復(fù)核，這個復(fù)核放出一個質(zhì)子 C．云室照片中，分叉后短而粗的是質(zhì)子的徑跡 D．云室照片中，短而粗的是α粒子的徑跡 答案：B 解析：分叉后的細長徑跡是質(zhì)子的徑跡，短粗的徑跡是新產(chǎn)生的核的徑跡，而α粒子的徑跡在跟氮

10、核碰撞后不再出現(xiàn)。 3．人類探測月球時發(fā)現(xiàn)，在月球的土壤中含有豐富的質(zhì)量數(shù)為3的氦，它可以作為未來核聚變的重要原料之一。氦的這種同位素應(yīng)該表示成（　?。?。 A．He B．He C．He D．He 答案：C 4．鋁箔被α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：Al＋He→X＋n。下列判斷正確的是（　?。? A．n是質(zhì)子　　　　　　 B．n是中子 C．X是Si的同位素 D．X是P的同位素 答案：BD 解析：符號n為中子，質(zhì)子的符號為H，故A錯，B對。根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可算出X的電荷數(shù)為15，質(zhì)量數(shù)為30。所以X是P的同位素，C錯，D對

11、。 5．據(jù)最新報道，放射性同位素鈥Ho可有效治療癌癥，該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是（　?。?。 A．32 B．67 C．99 D．166 答案：A 解析：根據(jù)原子核的表示方法得核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝67，中子數(shù)為166－67＝99，故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為99－67＝32，故A對，B、C、D錯。 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375