全章内容讲解

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1、原子核-1 -原子核全章内容这一章讲述简单的核物理的有关知识，主要包括原子核的组成和核能的有关内 容.原子核的组成、原子核的转变及核能的开发与利用是本章的重点.通过本章的学习，应使学生进一步了解物质世界的微观本质，以及人们是如何探索和研究这些问题的.本章的编写思路是，在初中已有的知识基础上学习原子的核式结构及原子核的组 成；通过学习放射现象，认识到原子核不是稳定不变的，有些原子核可以自发地进行衰 变；用人工方法可以获得放射性同位素，放射性同位素有很广泛的应用；核反应有不同 的形式，反应中伴随巨大能量.本章教材在讲授知识的同时，注意了联系我国在科学研究和现代化建设中取得的成 就，如讲放射性同位素

2、的应用时，介绍了我国在这方面所取得的成绩，在讲授核裂变和 聚变的知识时，都联系了我国在核能发电和受控热核反应的研究上的新进展围绕这些 内容，应该加强对学生的爱国主义教育，启发他们树立为祖国现代化建设事业贡献力量 的理想.课时按排本章可分为二个单元：第一单元第一、二、三、四节，讲述原子结构及放射性的知识.（三课时）第二单元第五、六、七节，讲述质量亏损、核能的知识（三课时）本章说明1. 简单地介绍一下核物理研究的是原子核的组成及其变化规律.2. 原子物理研究的是微观世界的现象，它不像宏观世界那样看得见、摸得着，因 此研究起来也就更困难.学生在初中时已经学过原子和原子核的初步知识，这里的教学 重点应

3、放在原子核式结构提出的相关实验基础和研究问题的思路、方法上，通过学习使 学生了解人类是怎样认识微观世界的.3. 由于学生在初中学习过原子结构的知识，已经认识到原子是由原子核和绕核旋转的电子组成的，在学习中容易产生不重视的心理.为了引起学生的重视，激发学生的 兴趣，可向学生提问：原子中有原子核这已是众所周知的事实，但是你知道人们是根据 什么说原子中有原子核的吗？ 20世纪初人们连原子都看不见，怎么会知道原子中有一 个比原子小得多的核呢？人们又如何知道原子核的性质呢？这样提出问题后，即可介绍a粒子散射实验和原子的核式结构模型.4. a粒子散射实验的教学要注意实验本身的原理和实验结果的分析两部分教学

4、，即 不应只记住结论而不懂实验的原理，也不能过多地讲述实验的细节，而忽略了对结论的 正确分析.5. 关于原子核的组成，应在初中知识的基础上进一步明确：核内的质子数等于原 子序数，中子数等于质量数减原子序数.6. 由于本书将弹性碰撞的知识放在专题中介绍，所以有关中子发现的详细介绍也 放在了专题（用到碰撞的知识）后讲解，有关查德威克的工作，教学中可向学生说明， 由于原子内十分空虚，用粒子轰击原子核命中的概率很小（平均五万分之一），所以做 这种实验要十分仔细，有耐心，同时要善于分析才能发现问题和解决问题.7这些天然的放射线有三种：a B和丫射线，然后介绍它们分别是什么物质， 了解射线的贯穿本领、电离

5、作用接着可向学生说明，天然放射现象说明了原子核还有 进一步的结构.8应让学生了解a衰变和B衰变，以及衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒的规 律.可让学生通过相应的练习来逐步掌握 a衰变和B衰变以及两个守恒规律.有关核 反应的练习要注意从可靠的资料上选择实际发生的核反应，不能随意编造核反应方程来让学生练习.9. 半衰期是了解原子核衰变规律的一个重要概念，也是学生比较难理解和掌握的 问题.学生常犯的错误是，放射性元素经半衰期后衰变一半，再经半衰期后衰变完毕.教 学中除应注意结合具体问题让学生清楚半衰期的物理含义外，还应让学生清楚：半衰期只对大量原子核衰变才有意义，因为放射性元素的衰变规律是统计规律，

6、当放射性原子 核数少到统计规律不再起作用时，就无法判断原子核的衰变情况了.10. 本章第三节所介绍的三种仪器是核物理研究中最基本、最常用的实验仪器，通 过对实验的观察和对仪器原理的介绍，应让学生知道，研究原子核变化中的微观现象， 可以根据各种粒子产生的次级效应来进行观察和判断， 进而了解核物理中这种研究问题 的方法.教学中应尽可能地做好演示实验，特别是云室实验.教学中应注意结合以前学 过的过饱和汽的知识，讲清云室实验的原理.同时要注意强调在云室看到的只是成串的 小液滴，它描述的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身.云室利用的是射线的电离 本领.由于云室实验装置小、粒子径迹呈现时间较短，教学时可

7、先向学生讲清各种粒子的 径迹图，然后让学生分组进行观察.11. 关于同位素的教学应使学生明白，同一元素的各种同位素中，有的稳定，有的 可能不稳定，不稳定的同位素会自发地放出粒子而衰变为其他元素，这种不稳定的同位 素就叫做放射性同位素.12. 放射性的应用与防护部分的教学主要应使学生了解射线的物理、化学和生物作 用在工农业生产、人民生活和医疗卫生等领域中的广泛应用和有关防护知识，同时注意 介绍我国在这方面所取得的新成就.13. 天然放射现象说明某些元素的原子核可以自发地产生核转变，而用人工控制的 某些粒子轰击原子核也可以使其发生转变，即原子核可以实现人工转变.在了解原子核 自发和人工转变的基础上

8、，介绍核反应的一般概念，并注意让学生了解核反应中质量数 和电荷数守恒的规律.14. 核能的教学中应注意“一定的质量 m和一定的能量mC相对应”的观点，还应 让学生注意，原子核在变化时，其变化前后的总质量是不同的，这种质量差异对应的就 是核反应中所吸收或放出的能量.还应注意向学生说明，原子核反应中的质量亏损并不 破坏质量守恒定律，因为一定的质量和一定的能量相对应.另外，核能的计算中要注意单位的换算，如原子质量单位和千克的关系，焦耳和电 子伏的关系.15. 为了说明为什么有些核反应释放能量，有些核反应吸收能量，本教材没有采用以往学生较难理解的“结合能”的概念来讲解这部分内容，而是利用质量亏损的概念

9、引入“核子平均质量”来讲解这部分内容. 课本插图中的曲线实质与平均结合能曲线是一 样的，但可能更利于学生理解.16. 有关重核的裂变和链式反应的概念，学生在初中就学过，教学中可在初中内容 的基础上结合前面的内容说明，各种衰变也好，原子核的人工转变也好，反应中放出的 能量不是由于功率太小，就是由于粒子轰击原子核发生反应的概率太小而不能用来作为 有效的能源.裂变时的链式反应使得这种“潜伏”在核内的巨大能量有可能被有效地利 用.17. 有关核电站和核反应堆的内容，学生在初中也学过，但是初中主要是在核电站 的结构上作了简单的说明，而没有讲核反应堆的原理在这里应有所侧重同时还应介 绍我国近年来快速发展的

10、核电事业.教学中应注意说明，有些重核裂变中可释放出能量，有些轻核聚变时可释放出能量， 但并非所有的核裂开就释放能量，也不是任意的核聚在一起就释放能量.可向学生说明, 每个核子平均释放的能量在聚变反应中比在裂变反应中的大.例如三个氖核的聚变中释放21 . 6 MeV的能量，平均每个核子释放的能量约为二 裂变反应的4倍.所以，聚 变反应比裂变反应更剧烈.但是聚变反应要求的条件更高，因为要使核发生聚变反应， 必须使它们接近到10-15m这就需要核有很大的动能，必须把它们加热到很高的温度.全章教学要求1. 知道a粒子散射实验.2. 知道原子的核式结构模型的主要内容，理解模型提出的主要思想.3. 知道原

11、子核的组成，知道核子和同位素的概念.4. 了解天然放射现象及其规律，知道天然放射现象的原因是核的衰变.5. 知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们.6. 知道a衰变和B衰变，知道衰变规律.7. 了解半衰期的概念.*8 .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.*9 .了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理.10. 知道什么是人工和天然放射性同位素.11. 了解放射性同位素的特点及应用.12. 知道原子核的人工转变，知道核能的概念.13. 了解爱因斯坦的质能方程，知道质量亏损的概念.14. 会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能.15. 知道重核的裂变和链

12、式反应.16. 知道什么是聚变.17. 知道核反应堆和核电站.18. 了解聚变反应的特点，知道可控热核反应.（一）原子的核式结构 原子核教学要求1. 知道a粒子散射实验.2. 知道原子的核式结构模型的主要内容，理解模型提出的主要思想.3. 知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念.教学重点知道a粒子散射实验和原子的核式结构模型的主要内容.教学方式以讲授为主教学过程一 电子的发现1897年，汤姆生发现了电子并提出了原子的枣糕模型.二原子的核式结构模型卢瑟福做了 a散射实验.实验结果：绝大多数a粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数a粒子发生了较大的偏转.核式结构模型：在原子的中心有一

13、个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷 的几乎全部质量都集中在原子核里.带负电的电子在核外的空间运 动.解释实验现象，原子大小：10-10m原子核大小：10-15m三原子核的组成卢瑟福发现质子：a粒子轰击氮核（1iH或p）查德威克发现中子：专题：中子的发现 （ n或1on） 核子：质子和中子的统称.质子数 电荷数 质量数 同位素符号：AzX （例：凱或235U或铀235）作业布置1.阅读课文；2.完成课后练习.教后记由于学生在初中学习过原子结构的知识，已经认识到原子是由原子核和绕核旋转的 电子组成的，在学习中容易产生不重视的心理.为了引起学生的重视，激发学生的兴趣， 可向学生提问：原子中有原子

14、核这已是众所周知的事实，但是你知道人们是根据什么说 原子中有原子核的吗？ 20世纪初人们连原子都看不见，怎么会知道原子中有一个比原 子小得多的核呢？人们又如何知道原子核的性质呢？这样提出问题后，即可介绍a粒子散射实验和原子的核式结构模型.加讲：中子的发现.有关查德威克的工作，教学中可向学生说明，由于原子内十分 空虚，用粒子轰击原子核命中的概率很小（平均五万分之一），所以做这种实验要十分 仔细，有耐心，同时要善于分析才能发现问题和解决问题.（二）天然放射现象 衰变教学要求1了解天然放射现象及其规律，知道天然放射现象的原因是核的衰变.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a衰变

15、和B衰变，知道衰变规律.4了解半衰期的概念.教学重点1 .知道a衰变和B衰变，知道衰变规律.2. 了解半衰期的概念.教学方式讲授和练习相接合教学过程天然放射现象1896年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象物质发射射线的性质称为放射性.具有放射性的元素称为放射性元素 Z82的元素都有放射性,Z83的元素也有的具有放射性.三种射线a射线、B射线、丫射线.射线符号电性电量质量数速度电离本领贯穿本领1a42He+24c/10丁强弱丁Be-100.99c较弱较强YY00c弱强实际上,人们认识原子核的结构是从天然放射性开始的三衰变原子核放出a粒子或B粒子后,就变成新的原子核这种变化称为原子核的衰 变原子核衰变时电荷数和质量数都守恒238| |、234, 4 -a 衰变：92U 9oTh+ 2He亠、234 T 234 f 0B 衰变：9oThi 9iPa+ -ie丫 ：原子核的能量也是一系列不连续的值 aB衰变时,往往伴随着丫辐射. 四半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间，叫做这种元素的半衰期 半衰期是由元素本身的因素决定的，