《高中物理 第三章 原子核 第1节 原子核的组成与核力 第2节 放射性 衰变课件 教科版选修35》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第三章 原子核 第1节 原子核的组成与核力 第2节 放射性 衰变课件 教科版选修35（62页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第第1节原子核的组成与核力节原子核的组成与核力第第2节放射性衰变节放射性衰变 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第2节节课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位1.知道什么是天然放射现象知道什么是天然放射现象2知道三种射线的本质和区分方法知道三种射线的本质和区分方法3知道原子核的组成，知道什么是同位素知道原子核的组成，知道什么是同位素4知知道道核核力力只只存存在在于于相相邻邻核核子子之之间间，且且核核力力有有别于库仑力别于库仑力5理解半衰期及衰变方程的书写理解半衰期及衰变方程的书写课标定位课标定位课前自主学案课前自主学案一、原子核的组成一、原子核的组成1
2、核核子子：1919年年卢卢瑟瑟福福发发现现了了质质子子，1932年年，查查德德威威克克发发现现了了中中子子，_和和_统统称称为为核核子子2中中子子不不带带电电，原原子子核核的的电电荷荷数数等等于于质质子子数数，原原子子核核子子的的质质量量数数A、中中子子数数N、电电荷荷数数Z的的关关系为：系为：_.3同同位位素素：_相相同同而而_不不同同的原子核互称为同位素的原子核互称为同位素质子质子中子中子ANZ原子序数原子序数中子数中子数二、核力二、核力1定定义义：_之之间间的的相相互互作作用用力力又又称称强强力力2核力的特征核力的特征(1)在核的线度内，核力比库仑力大得多在核的线度内，核力比库仑力大得多
3、(2)核核力力是是短短程程力力，当当两两个个核核子子中中心心相相距距大大于于核核子本身线度时，核力几乎完全消失子本身线度时，核力几乎完全消失(3)核核力力与与电电荷荷_，质质子子与与质质子子、质质子子与与中中子以及中子与中子之间的核力是子以及中子与中子之间的核力是_核子核子无关无关相等的相等的三、核反应三、核反应1定定义义：用用一一定定能能量量的的粒粒子子轰轰击击原原子子核核，改改变变了核的结构，这样的过程叫做核反应了核的结构，这样的过程叫做核反应2在核反应中，在核反应中，_和和_守恒守恒质量数质量数电荷数电荷数贝克勒尔贝克勒尔居里夫妇居里夫妇放射放射五、衰变五、衰变1放放射射性性衰衰变变：放
4、放射射性性元元素素自自发发地地蜕蜕变变为为另另一一种元素，同时种元素，同时_的现象的现象2三种射线三种射线(1)射射线线：带带正正电电的的粒粒子子流流，速速度度只只有有光光速速的的10%，穿透能力弱，容易被物质吸收，穿透能力弱，容易被物质吸收(2)射射线线：带带负负电电的的电电子子流流，速速度度很很快快，穿穿透透能能力强力强(3)射线：波长极短的电磁波，穿透能力极强射线：波长极短的电磁波，穿透能力极强放出射线放出射线半数半数思考感悟思考感悟(1)射线一定是伴随射线一定是伴随、衰变产生的吗？衰变产生的吗？(2)光子与光子与射线相同吗？射线相同吗？提提示示：(1)放放射射性性物物质质放放出出射射线
5、线是是由由、衰衰变变形形成成的的新新核核处处于于激激发发态态，它它通通过过辐辐射射光光子子而而回回到到基基态态，因因此此射射线线是是由由于于原原子子核核处处于于激激发发状状态态而而向向低低能能级级跃跃迁迁时时释释放放出出的的能能量量，也也正正是是如如此此，有有些些处处于于激激发发态态的的原原子子核核在在发发生生跃跃迁迁时时，也也会会放放出出射射线线，并并且且射射线线的的频频率率也也不不是是一一个个定定值值，是是有有一一定定范范围围的的，因因此此，射射线线不不一一定定都都是是由由、衰变而产生的衰变而产生的(2)光光子子和和射射线线都都是是由由于于原原子子核核变变化化过过程程中中处处于于激激发发状
6、状态态而而向向低低能能量量状状态态跃跃迁迁时时释释放放出出的的，前前者者说说明明释释放放出出一一个个个个粒粒子子，即即光光子子，后后者者说说明明释释放放出出的的大大量量光光子子形形成成的的、能能够够被被显显示示的的射线由此可知，两者并不相同射线由此可知，两者并不相同核心要点突破核心要点突破一、对原子核组成的理解一、对原子核组成的理解1原子核的组成原子核的组成(1)概述概述原原子子核核是是由由质质子子、中中子子构构成成的的，质质子子带带正正电电，中中子子不不带带电电原原子子核核内内质质子子和和中中子子的的个个数数并并不不一定相同一定相同(2)基基本本关关系系：核核电电荷荷数数质质子子数数(Z)元
7、元素素的的原原子序数核外电子数子序数核外电子数质量数质量数(A)核子数质子数中子数核子数质子数中子数2对核子数、电荷数、质量数的理解对核子数、电荷数、质量数的理解(1)核核子子数数：质质子子和和中中子子质质量量差差别别非非常常微微小小，二二者者统统称称为为核核子子，所所以以质质子子数数和和中中子子数数之之和和叫叫核核子数子数(2)电电荷荷数数(Z)：原原子子核核所所带带的的电电荷荷总总是是质质子子电电荷荷的的整整数数倍倍，通通常常这这个个整整数数叫叫做做原原子子核核的的电电荷荷数数(3)质质量量数数(A)：原原子子核核的的质质量量等等于于核核内内质质子子和和中中子子的的质质量量的的总总和和，而
8、而质质子子与与中中子子质质量量几几乎乎相相等等，所所以以原原子子核核的的质质量量几几乎乎等等于于单单个个核核子子质质量量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1据据最最新新报报道道，放放射射性性同同位位素素钬钬Ho，可可有有效效治治疗疗癌癌症症，该该同同位位素素原原子子核核内内中中子子数数与与核核外外电电子子数之差是数之差是()A32B67C99D166解解析析：选选A.根根据据原原子子核核的的表表示示方方法法得得核核外外电电子子数数质质子子数数67，中中子子数数为为1666799，故故核核内内中中子子数
9、数与与核核外外电电子子数数之之差差为为996732，故故A对，对，B、C、D错错二、对原子核中质子与中子的比例的认识二、对原子核中质子与中子的比例的认识1核子比例关系核子比例关系自自然然界界中中较较轻轻的的原原子子核核，质质子子数数与与中中子子数数大大致致相相等等，但但对对于于较较重重的的原原子子核核，中中子子数数大大于于质质子子数数，越越重重的的原原子子核核，两两者者相相差差越越多多如如图图311所示所示稳定核的质子数与中子数的关系稳定核的质子数与中子数的关系图图3112形成原因形成原因(1)这这与与核核力力与与电电磁磁力力的的不不同同特特点点有有关关：原原子子核核大大到到一一定定程程度度时
10、时，相相距距较较远远的的质质子子间间的的核核力力非非常常小小，较较多多的的质质子子集集聚聚在在一一起起的的核核力力不不足足以以平平衡衡它它们们之之间间的的库库仑仑力力，原原子子核核就就不不稳稳定定了了这这时时，如如果果不不再再成成对对地地增增加加质质子子和和中中子子，而而只只增增加加中中子子，中中子子与与其其他他核核子子没没有有库库仑仑斥斥力力，但但有有相相互互吸吸引引的的核核力力，所所以以有有助助于于维系原子核的稳定维系原子核的稳定(2)核核力力的的饱饱和和性性：稳稳定定的的重重原原子子核核里里，中中子子数数要要比比质质子子数数多多由由于于核核力力的的作作用用范范围围是是有有限限的的，以以及
11、及核核力力的的饱饱和和性性，如如果果我我们们继继续续增增大大原原子子核核，一一些些核核子子间间的的距距离离会会大大到到其其间间根根本本没没有有核核力力的的作作用用，这这时时即即使使再再增增加加中中子子，形形成成的的核核也也一一定定是是不不稳稳定定的所以原子核大小也受到限制的所以原子核大小也受到限制即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2关关于于原原子子核核中中质质子子和和中中子子的的说说法法，正正确确的的是是()A原子核中质子数和中子数一定相等原子核中质子数和中子数一定相等B稳定的重原子核里，质子数比中子数多稳定的重原子核里，质子数比中子数多C原子核都是非常稳定的原子核都是非
12、常稳定的D由由于于核核力力的的作作用用范范围围是是有有限限的的，以以及及核核力力的的饱饱和和性性，不不可可能能无无节节制制的的增增大大原原子子核核而而仍仍稳稳定定存存在在解解析析：选选D.由由稳稳定定核核的的质质子子数数与与中中子子数数的的关关系系图图像像可可知知，质质量量越越大大的的原原子子核核内内中中子子数数越越多多于于质质子子数数A、B错错误误；放放射射现现象象说说明明原原子子核核也也会会发发生生变变化化，C错错误误；由由核核力力作作用用特特点点可可知知，核核子子数越多的原子核越不稳定，数越多的原子核越不稳定，D正确正确三、对放射线的认识三、对放射线的认识1、射线性质、特征比较射线性质、
13、特征比较种类种类射线射线射线射线射线射线组成组成高速氦核高速氦核流流高速电子高速电子流流光子流光子流(高高频电磁波频电磁波)带电荷量带电荷量2ee0质量质量4mp mp1.671027kg静止质量为静止质量为零零速度速度0.1c0.99cc在电场或磁在电场或磁场中场中偏转偏转与与射线反射线反向偏转向偏转不偏转不偏转贯穿本领贯穿本领最弱用纸最弱用纸能挡住能挡住较强穿透几较强穿透几毫米厚的铝毫米厚的铝板板最强穿透几最强穿透几厘米厚的铅厘米厚的铅板板电离作用电离作用很强很强较弱较弱很弱很弱2.在电场、磁场中偏转情况的比较在电场、磁场中偏转情况的比较(1)在在匀匀强强电电场场中中，射射线线偏偏离离较较
14、小小，射射线线偏偏离较大，离较大，射线不偏离，如图射线不偏离，如图312.图图312(2)在在匀匀强强磁磁场场中中，射射线线偏偏转转半半径径较较大大，射射线线偏转半径较小，偏转半径较小，射线不偏转，如图射线不偏转，如图313.图图313特特别别提提醒醒：(1)如如果果一一种种元元素素具具有有放放射射性性，那那么么不不论论它它是是以以单单质质的的形形式式存存在在，还还是是以以某某种种化化合合物物的的形形式式存存在在，放放射射性性都都不不受受影影响响也也就就是是说说，放放射射性性与与元元素素存存在在的的状状态态无无关关，放放射射性性仅仅与与原原子子核核有有关关因因此此，原原子子核核不不是是组组成成
15、物物质质的的最最小小微粒，原子核也存在着一定结构微粒，原子核也存在着一定结构(2)射射线线的的电电子子是是从从原原子子核核中中放放出出来来的的，但但电电子子并不是原子核的组成部分并不是原子核的组成部分即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)3放放射射性性元元素素发发射射出出、三三种种射射线线，以以下下说法中正确的是说法中正确的是()A射线是由不带电的粒子组成射线是由不带电的粒子组成B射线是由带正电的粒子组成射线是由带正电的粒子组成C射线的贯穿本领最强射线的贯穿本领最强D射线的电离本领最强射线的电离本领最强解解析析：选选C.射射线线是是氦氦核核组组成成的的粒粒子子流流，所所以以选
16、选项项A错错误误；射射线线是是高高速速电电子子流流，所所以以选选项项B错错误误；射射线线的的贯贯穿穿本本领领最最强强，电电离离本本领领最最弱弱，所所以以选选项项C正确，正确，D错误错误2衰变方程的书写特点衰变方程的书写特点(1)核核反反应应过过程程一一般般是是不不可可逆逆的的，所所以以核核反反应应只只能用箭头，不能用等号能用箭头，不能用等号(2)核核反反应应的的生生成成物物一一定定要要以以实实验验为为基基础础，不不能能凭凭空空只只依依据据两两个个守守恒恒而而杜杜撰撰出出不不符符合合实实际际的的生生成物来书写核反应方程成物来书写核反应方程(3)当当放放射射性性物物质质发发生生连连续续衰衰变变时时
17、，原原子子核核中中有有的的发发生生衰衰变变，有有的的发发生生衰衰变变，同同时时伴伴随随着着辐辐射射即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)4由原子核的衰变规律可知由原子核的衰变规律可知()A放放射射性性元元素素一一次次衰衰变变可可同同时时产产生生射射线线和和射射线线B放放射射性性元元素素发发生生衰衰变变时时，新新核核的的化化学学性性质质不变不变C放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D放放射射性性元元素素发发生生正正电电子子衰衰变变时时，新新核核质质量量数数不变，核电荷数增加不变，核电荷数增加1解解析析：选选C.一一次次衰衰变变不不可可能能同同
18、时时产产生生射射线线和和射射线线，只只可可能能同同时时产产生生射射线线和和射射线线或或射射线线和和射射线线；原原子子核核发发生生衰衰变变后后，新新核核的的核核电电荷荷数数发发生生了了变变化化，故故新新核核(新新的的物物质质)的的化化学学性性质质理理应应发发生生改改变变；发发生生正正电电子子衰衰变变时时，新新核核质质量量数数不不变变，核电荷数减少核电荷数减少1.五、对核反应的认识五、对核反应的认识1条条件件：用用粒粒子子、质质子子、中中子子，甚甚至至用用光光子子轰击原子核使原子核发生转变轰击原子核使原子核发生转变2实实质质：用用粒粒子子轰轰击击原原子子核核并并不不是是粒粒子子与与核核碰碰撞撞，将
19、将原原子子核核打打开开，而而是是粒粒子子打打入入原原子子核核内内部部使核发生了转变使核发生了转变特特别别提提醒醒：天天然然放放射射性性元元素素是是少少数数重重核核元元素素，而而人人工工放放射射性性元元素素是是通通过过人人工工方方法法制制造造出出的的轻轻核核元元素素，它它们们的的原原子子核核都都具具有有不不稳稳定定性性，能能自自发地放出射线发地放出射线即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)5关关于于原原子子核核的的衰衰变变和和核核反反应应，下下列列说说法法正正确确的是的是()A原子核自发的放出粒子的现象叫衰变原子核自发的放出粒子的现象叫衰变B衰衰变变的的实实质质是是粒粒子子对对
20、核核撞撞击击后后释释放放出出粒粒子子或或粒子粒子C核核反反应应的的实实质质是是粒粒子子对对核核撞撞击击而而打打出出新新粒粒子子使核变为新核使核变为新核D核核反反应应的的实实质质是是粒粒子子打打入入核核内内使使原原子子核核发发生生了变化了变化解解析析：选选AD.由由于于衰衰变变是是指指原原子子核核自自发发地地放放出出粒粒子子而而变变为为新新核核，并并非非靠靠外外界界因因素素，故故A正正确确，B错错误误；核核反反应应实实质质是是指指粒粒子子轰轰击击原原子子核核，与与核核发发生生反反应应，而而非非粒粒子子撞撞击击打打出出粒粒子子使使核核发发生生变变化，化，C错误，错误，D正确正确2影影响响因因素素：
21、放放射射性性元元素素衰衰变变的的快快慢慢是是由由原原子子核核内内部部因因素素决决定定的的，跟跟原原子子所所处处的的物物理理状状态态(如如温温度度、压压强强)或或化化学学状状态态(如如单单质质、化化合合物物)无无关关3适适用用条条件件：半半衰衰期期是是一一个个统统计计概概念念，是是对对大大量量的的原原子子核核衰衰变变规规律律的的总总结结，对对于于一一个个特特定定的的原原子子核核，无无法法确确定定何何时时发发生生衰衰变变，但但可可以以确确定定各各个个时时刻刻发发生生衰衰变变的的概概率率，即即某某时时衰衰变变的的可可能能性，因此，半衰期只适用于大量的原子核性，因此，半衰期只适用于大量的原子核即时应用
22、即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)6关于放射性元素的半衰期关于放射性元素的半衰期()A是放射样本质量减少一半所需的时间是放射样本质量减少一半所需的时间B是原子核有半数发生衰变所需的时间是原子核有半数发生衰变所需的时间C与与外外界界压压强强和和温温度度有有关关，与与原原子子的的化化学学状状态态无关无关D可以用于测定地质年代、生物年代等可以用于测定地质年代、生物年代等课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一原子核的组成原子核的组成已已知知镭镭的的原原子子序序数数是是88，原原子子核核质质量量数数是是226.试问：试问：(1)镭核中质子数和中子数分别是多少？镭核中质子数和中子数分别是多少？
23、(2)镭核的核电荷数和所带电荷量是多少？镭核的核电荷数和所带电荷量是多少？(3)若镭原子呈中性，它核外有多少电子？若镭原子呈中性，它核外有多少电子？例例例例1 1【思思路路点点拨拨】通通过过质质量量数数、质质子子数数、中中子子数数、核核电电荷荷数数、电电子子数数间间的的关关系系确确定定相相应应数数值值；利利用用洛洛伦伦兹兹力力充充当当向向心心力力求求出出两两种种同同位位素素的的半半径径之比之比【精精讲讲精精析析】因因为为原原子子序序数数与与核核内内质质子子数数、核核电电荷荷数数、中中性性原原子子的的核核外外电电子子数数都都是是相相等等的的原原子子核核的的质质量量数数等等于于核核内内质质子子数数
24、与与中中子子数数之之和和由此可得：由此可得：(1)镭镭核核中中的的质质子子数数等等于于其其原原子子序序数数，故故质质子子数数为为88，中中子子数数N等等于于原原子子核核的的质质量量数数A与与质质子子数数Z之差，即之差，即NAZ22688138.(2)镭核的核电荷数和所带电量分别是镭核的核电荷数和所带电量分别是Z88，QZe881.61019C1.411017C.【答案答案】见精讲精析见精讲精析【方方法法总总结结】核核电电荷荷数数与与原原子子核核的的电电荷荷量量是是不不同同的的，组组成成原原子子核核的的质质子子的的电电荷荷量量都都是是相相同同的的，所所以以原原子子核核的的电电荷荷量量一一定定是是
25、质质子子电电荷荷量量的的整整数数倍倍，我我们们把把核核内内的的质质子子数数叫叫核核电电荷荷数数，而而这这些些质质子子所所带带电电荷荷量量的的总总和和才才是是原原子子核核的的电电荷荷量量，本本题题容容易易把把电电荷荷数数误误认认为为是是原原子子核核的的电电荷荷量而造成错解量而造成错解类型二类型二三种射线的分析与鉴别三种射线的分析与鉴别将将、三三种种射射线线分分别别射射入入匀匀强强磁磁场场和和匀匀强强电电场场，图图314中中表表示示射射线线偏偏转转情情况况中中正正确确的是的是()例例例例2 2图图314【思思路路点点拨拨】根根据据三三种种射射线线的的实实质质分分析析在在电电磁场中的受力及运动规律磁
26、场中的受力及运动规律【精精讲讲精精析析】已已知知粒粒子子带带正正电电，粒粒子子带带负负电电，射射线线不不带带电电，根根据据正正、负负电电荷荷在在磁磁场场中中运运动动受受洛洛伦伦兹兹力力方方向向和和正正、负负电电荷荷在在电电场场中中受受电电场场力力方方向向，可可知知A、B、C、D四四幅幅图图中中、粒粒子子的的偏偏转转方方向向都都是是正正确确的的，但但偏偏转转的的程程度度需需进进一一步判断步判断【答案】【答案】AD【方方法法总总结结】(1)因因为为粒粒子子带带正正电电，粒粒子子带带负负电电，不不带带电电，所所以以、会会在在电电场场或或磁磁场场中中偏偏转，转，射线不偏转射线不偏转(2)、粒粒子子在在
27、电电场场中中做做类类平平抛抛运运动动，用用平平抛抛的的规规律律研研究究，在在磁磁场场中中做做圆圆周周运运动动利利用用洛洛伦伦兹兹力力提供向心力进行研究提供向心力进行研究变式训练变式训练2如图如图315所示，所示，x为未知的放射源，为未知的放射源，L为薄铝片，为薄铝片，计数器对计数器对粒子、粒子、粒子、粒子、光子光子均能计数若在放射源和计数均能计数若在放射源和计数器器之之间间加加上上L后后，计计数数器器的的计计数数率率大大幅幅度度减减小小，在在L和和计计数数器器之之间间再再加加竖竖直直向向下下的的匀匀强强磁磁场场，计计数器的计数率不变，则数器的计数率不变，则x可能是可能是()图图315A、和和的
28、混合放射源的混合放射源B纯纯放射源放射源C和和的放射源的放射源D纯纯放射源放射源解解析析：选选C.在在放放射射源源和和计计数数器器之之间间加加上上铝铝片片后后，计计数数器器的的计计数数率率大大幅幅度度减减小小，说说明明射射线线中中有有穿穿透透力力很很弱弱的的粒粒子子，即即粒粒子子，在在铝铝片片和和计计数数器器之之间间再再加加竖竖直直向向下下的的匀匀强强磁磁场场，计计数数器器的的计计数数率率不不变变，说说明明穿穿过过铝铝片片的的粒粒子子中中无无带带电电粒粒子子，故故只有只有射线因此放射源可能是射线因此放射源可能是和和的放射源的放射源类型三类型三半衰期和衰变规律的应用半衰期和衰变规律的应用例例例例3 3【思思路路点点拨拨】由由于于大大气气中中14C的的含含量量为为一一定定值值，古古生生物物失失去去活活力力后后与与大大气气的的交交换换结结束束，14C随随衰衰变逐渐减少，因此可依据衰变规律确定年代变逐渐减少，因此可依据衰变规律确定年代【答案】【答案】B答案：答案：CD
