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2019-2020年新課標(biāo)粵教版3-5選修三4.1《走進(jìn)原子核》WORD教案2 居里夫人 (Marie Curie，1867-1934)法國籍波蘭科學(xué)家，研究放射性現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)鐳和釙兩種放射性元素，一生兩度獲諾貝爾獎。 居里夫人與鐳的發(fā)現(xiàn) 瑪麗婭斯可羅多夫斯卡婭，即著名的居里夫人，被譽(yù)為“鐳的母親”。她1867年11月7日誕生于俄國沙皇侵略者統(tǒng)治下的波蘭首都華沙。父親是華沙高等學(xué)校的物理學(xué)教授，使她從小就對科學(xué)實驗發(fā)生了興趣。 1891年，她到巴黎繼續(xù)深造，獲得了兩個碩士學(xué)位。學(xué)業(yè)完成后，她本打算返回祖國為受奴役的波蘭人民服務(wù)，但是，與法國年輕物理學(xué)家皮埃爾居里的相識，改變了她的計劃。1895年，她與皮埃爾結(jié)婚，1897年生了一個女兒，一個未來的諾貝爾獎金獲得者。 居里夫人注意到法國物理學(xué)家貝克勒爾的研究工作。自從倫琴發(fā)現(xiàn) X射線之后，貝克勒爾在檢查一種稀有礦物質(zhì)“鈾鹽”時，又發(fā)現(xiàn)了一種“鈾射線”，朋友們都叫它貝克勒爾射線。 貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的射線，引起了居里夫人極大興趣，射線放射出來的力量是從哪里來的？居里夫人看到當(dāng)時歐洲所有的實驗室還沒有人對鈾射線進(jìn)行過深刻研究，于是決心闖進(jìn)這個領(lǐng)域。 理化學(xué)校校長經(jīng)過皮埃爾多次請求，才允許居里夫人使用一間潮濕的小屋作理化實驗。在攝氏6度的室溫里，她完全投入到鈾鹽的研究中去了。 居里夫人受過嚴(yán)格的高等化學(xué)教育，她在研究鈾鹽礦石時想到，沒有什么理由可以證明鈾是惟一能發(fā)射射線的化學(xué)元素。她根據(jù)門捷列夫的元素周期律排列的元素，逐一進(jìn)行測定，結(jié)果很快發(fā)現(xiàn)另外一種釷元素的化合物，也能自動發(fā)出射線，與鈾射線相似，強(qiáng)度也相像。居里夫人認(rèn)識到，這種現(xiàn)象絕不只是鈾的特性，必須給它起一個新名稱。居里夫人提議叫它“放射性”，鈾、釷等有這種特殊“放射”功能的物質(zhì)，叫作“放射性元素”。 一天，居里夫人想到，礦物是否有放射性？在皮埃爾的幫助下，她連續(xù)幾天測定能夠收集到的所有礦物。她發(fā)現(xiàn)一種瀝青鈾礦的放射性強(qiáng)度比預(yù)計的強(qiáng)度大得多。 經(jīng)過仔細(xì)的研究，居里夫人不得不承認(rèn)，用這些瀝青鈾礦中鈾和釷的含量，絕不能解釋她觀察到的放射性的強(qiáng)度。 這種反常的而且過強(qiáng)的放射性是哪里來的？只能有一種解釋：這些瀝青礦物中含有一種少量的比鈾和釷的放射性作用強(qiáng)得多的新元素。居里夫人在以前所做的試驗中，已經(jīng)檢查過當(dāng)時所有已知的元素了。居里夫人斷定，這是一種人類還不知道的新元素，她要找到它！ 居里夫人的發(fā)現(xiàn)吸引了皮埃爾的注意，居里夫婦一起向未知元素進(jìn)軍。在潮濕的工作室里，經(jīng)過居里夫婦的合力攻關(guān)，1898年7月，他們宣布發(fā)現(xiàn)了這種新元素，它比純鈾放射性要強(qiáng)400倍。為了紀(jì)念居里夫人的祖國——波蘭，新元素被命名為釙（波蘭的意思）。 1898年12月，居里夫婦又根據(jù)實驗事實宣布，他們又發(fā)現(xiàn)了第二種放射性元素，這種新元素的放射性比釙還強(qiáng)。他們把這種新元素命名為“鐳”?？墒牵?dāng)時誰也不能確認(rèn)他們的發(fā)現(xiàn)，因為按化學(xué)界的傳統(tǒng)，一個科學(xué)家在宣布他發(fā)現(xiàn)新元素的時候，必須拿到實物，并精確地測定出它的原子量。而居里夫人的報告中卻沒有針和鐳的原子量，手頭也沒有鐳的樣品。 居里夫婦決定拿出實物來證明。當(dāng)時，藏有釙和鐳的瀝青鈾礦，是一種很昂貴的礦物，主要產(chǎn)在波希米亞的圣約阿希母斯塔爾礦，人們煉制這種礦物，從中提取制造彩色玻璃用的鈾鹽。對于生活十分清貧的居里夫婦來說，哪有錢來支付這件工作所必需的費用呢？他們的智慧補(bǔ)足了財力，他們預(yù)料，提出鈾之后，礦物里所含的新放射性元素一定還存在，那么一定能從提煉鈾鹽后的礦物殘渣中找到它們。經(jīng)過無數(shù)次的周折，奧地利政府決定饋贈一噸廢礦渣給居里夫婦，并答應(yīng)若他們將來還需要大量的礦渣，可以在最優(yōu)惠的條件下供應(yīng)。 居里夫婦的實驗室條件極差，夏天，因為頂棚是玻璃的，里面被太陽曬得像一個烤箱；冬天，又冷得人都快凍僵了。居里夫婦克服了人們難以想像的困難，為了提煉鐳，他們辛勤地奮斗著。居里夫人立即投入提取實驗，她每次把20多公斤的廢礦渣放入冶煉鍋熔化，連續(xù)幾小時不停地用一根粗大的鐵棍攪動沸騰的材料，而后從中提取僅含百萬分之一的微量物質(zhì)。 他們從1898年一直工作到1902年，經(jīng)過幾萬次的提煉，處理了幾十噸礦石殘渣，終于得到0.l克的鐳鹽，測定出了它的原子量是225。 鐳宣告誕生了！ 居里夫婦證實了鐳元素的存在，使全世界都開始關(guān)注放射性現(xiàn)象。鐳的發(fā)現(xiàn)在科學(xué)界爆發(fā)了一次真正的革命。 居里夫人以（放射性物質(zhì)的研究）為題，完成了她的博士論文。1903年，居里夫人獲得巴黎大學(xué)的物理學(xué)博士學(xué)位。同年，居里夫婦和貝克勒爾共同榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。 繼鐳的發(fā)現(xiàn)之后，另一些新的放射性元素如錒等也相繼被發(fā)現(xiàn)。探討放射性現(xiàn)象的規(guī)律以及放射性的本質(zhì)成為科學(xué)界的首要研究課題。 吳健雄：中國的居里夫人 吳健雄（中）、袁家騮與北大校長、著名物理學(xué)家周培源（右）合影 在浩渺的星空，有一顆小行星，它的名字叫“吳健雄星”，是1990年中國科學(xué)院紫金山天文臺以世界著名物理學(xué)家吳健雄的名字命名的。吳健雄女士以其對物理學(xué)的杰出貢獻(xiàn)，贏得了全世界的贊譽(yù)，也為自己贏得了“中國的居里夫人”的桂冠，并最終將自己的名字留在了永恒的星空。 吳健雄出生于江蘇太倉，1929年她以最佳成績由蘇州女師畢業(yè)，并獲準(zhǔn)保送進(jìn)入南京大學(xué)前身中央大學(xué)。但按當(dāng)時的規(guī)定，師范學(xué)生保送上大學(xué)需要先教書，服務(wù)一年。于是她進(jìn)入私立中國公學(xué)任教并繼續(xù)學(xué)習(xí)。當(dāng)時胡適在該校兼任校長并講授“清朝三百年思想史”課程。一次考試之后，胡適改完卷子興奮地對同在公學(xué)執(zhí)教的楊鴻烈、馬君武說：“我從來沒有看到一個學(xué)生，對清朝三百年思想史闡述得這么透徹，我打了一個100分?！睏睢ⅠR二人聞言，也說班上有個學(xué)生總得一百分。三人分別把這個學(xué)生的名字寫了下來，拿出來一看，居然都是“吳健雄”。三位老師開懷大笑：“怪不得她能保送進(jìn)中大呢！” 1930年吳健雄進(jìn)入中央大學(xué)，攻讀數(shù)學(xué)專業(yè)。在求知欲的驅(qū)動下，她翻閱了一些有關(guān)X光、電子、放射性、相對論等方面的書籍，沒想到一下子便被倫琴、貝克勒爾、居里夫婦、愛因斯坦等科學(xué)巨匠給深深地吸引住了。于是，她第二學(xué)年便申請轉(zhuǎn)到了物理學(xué)系。 中大物理系有許多名師，有研究光學(xué)的系主任方光圻，有天文學(xué)家張鈺哲，有教電磁學(xué)的專家倪尚達(dá)，后來又來了一位教授近代物理的施士元。施士元在法國巴黎大學(xué)鐳研究所跟隨居里夫人做研究多年，是居里夫人為中國培養(yǎng)的惟一的博士。教學(xué)之余，他向同學(xué)們講述了居里夫人的種種逸事，這些都使得對居里夫人崇拜有加的吳健雄備感親切。那個時候，不管是在教室，還是宿舍和飯?zhí)?，吳健雄?jīng)常都會說到居里夫人如何如何，仿佛居里夫人是一位她所熟悉、景仰的長輩似的。“那時，居里夫人是吳健雄的典范”，數(shù)十年以后吳健雄的許多同學(xué)還都是眾口一詞地這么說。 當(dāng)時，中大的女學(xué)生宿舍在北極閣山下的石婆婆巷，是一片屬于教會的樓房。吳健雄起初與人同住，后來為專心念書，便搬到一小屋中閉門讀書，很少參與娛樂活動，節(jié)假日也難得出去。她有位叔父在南京任職，星期天總是開車來校，想接侄女到郊外“換換腦筋”，可每次載走的總是她的同學(xué)。越是這樣，她叔父越是擔(dān)心她的身體，越是要拉她出去“透透空氣”，但總是很難說得動她。 就在吳健雄進(jìn)入中大的第二個年頭，日寇在我國東北發(fā)動了“九一八”事變；第三年，日寇又在上海挑起了“一二八”事變。吳健雄是位很溫和的學(xué)生，但是在民族存亡的生死關(guān)頭，她在教室里再也坐不住了。1931年“九一八”事變之后的12月，她冒雪參加了總統(tǒng)府門前的靜坐示威活動，逼得蔣介石不得不出來向?qū)W生作個交代。不久以后，吳健雄還成了大家公推的學(xué)生示威游行的領(lǐng)頭人。 1934年，在施士元的精心指導(dǎo)下，吳健雄撰寫了一篇題為《證明布喇格定律》的優(yōu)秀畢業(yè)論文。帶著師友的殷切厚望，她于1934年離開了母校，不久即赴美繼續(xù)深造。 此后歷經(jīng)數(shù)十年的艱苦奮斗，吳健雄為世界現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展做出了杰出的貢獻(xiàn)，她在博士在讀期間就參加了制造原子彈的“曼哈頓計劃”，解決了連鎖反應(yīng)無法延續(xù)的重大難題，被人們稱為“原子彈之母”。她還驗證了著名的“β衰變中矢量流守恒定律”等，并先后獲得了各國政府及世界著名大學(xué)頒發(fā)的榮譽(yù)、學(xué)位和獎勵等，成為名副其實的“世界物理女王”。 原子科學(xué)家——居里夫婦 在彼埃居里遇見瑪麗居里時，他已經(jīng)享有名譽(yù)。在1880年他和他的弟弟雅各已發(fā)現(xiàn)壓電現(xiàn)象，也就是在晶體上施加壓力即可產(chǎn)生電位。他也探討磁的現(xiàn)象并確定所謂的居里點，高于此點的溫度，物質(zhì)的磁性即消失。在1895年他和瑪麗結(jié)婚后，彼埃遷就瑪麗的研究興趣。他們共同探討那時新發(fā)現(xiàn)鈾礦的放射性。此現(xiàn)象雖已為貝克勒爾所發(fā)現(xiàn)，后人以其名「貝克」做為放射性物質(zhì)活度的單位，但放射性這名詞卻為瑪麗所創(chuàng)。 在用化學(xué)方法從礦中萃取鈾以后，她注意到剩余的殘渣較純鈾更具放射性。她下結(jié)論說除了鈾以外，鈾礦中含有新的元素，也具有放射性，因而導(dǎo)致他們發(fā)現(xiàn)釙與鐳。他們在很困難的條件下，不眠不休地工作四年以上，才從鈾礦中分離出上述的元素，并測定其化學(xué)性質(zhì)。 他們對于放射性的研究終于在1903榮獲諾貝爾物理獎。但是很不幸地，在三年之后，當(dāng)彼埃在風(fēng)雨中橫跨馬路時被壓斃。從此彼埃在巴黎大學(xué)文理學(xué)院的教職由瑪麗接任。這是該校650年來的第一位女性教授。在1910年放射學(xué)大會決定采用居里作為放射性的基本單位。一年之后居里夫人榮獲諾貝爾化學(xué)獎，以表揚她發(fā)現(xiàn)釙和鐳。她是第一位獲得兩個諾貝爾獎的科學(xué)家。她的余生則致力于鐳的用途，例如用鐳治療癌。居里夫人于 1934年7月4日罹患惡性貧血而逝世，過度的勞累是她致病的重要原因。