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第五章 原子核與核能
第1節 認識原子核
關于原子核內部信息的研究，最早來自礦物的天然放射現象。
那么，人們是怎樣從破解天然放射現象入手，一步步揭開了原子核秘密的呢？
鈾礦
1.了解放射性現象和放射性元素。
2.知道三種射線的特性。
3.了解質子和中子的發現過程,知道原子核的組成。
4.了解核反應的概念,會書寫核反應方程。
（1）1896年，法國物理學家
發現，鈾和含鈾的礦物能夠發出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底版感光。
貝克勒爾
發現鈾鹽放射現象的感光底片
一、天然放射現象的發現
(2)物質能自發地放出 的現象稱為天然放射現象。物質放出 的這種性質,稱為放射性。具有 的元素,稱為放射性元素。
(3)法國物理學家皮埃爾·居里夫婦對鈾和鈾的礦石進行了深入研究,發現了兩種放射性更強的新元素,
即 和 。
皮埃爾·居里，1859－1906，
法國物理學家。
瑪麗·居里，1867－1934，
法國籍波蘭裔物理學家、化學家。
射線
射線
放射性
釙
鐳
放射性現象中放出的射線是什么東西？
它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性質以外，還有些什么性質呢？
這些射線帶不帶電？
α 射線
“+”
β 射線
“”
γ射線 不帶電
利用電場和磁場都可以將射線分離開來，如圖甲、乙所示，圖甲中用電場分離的三束射線電性如何？圖乙中用磁場分離的三束射線電性如何？
α 射線
“+”
β 射線
“”
γ射線 不帶電
圖甲
圖乙
二、認識三種放射線
厚紙張
鋁板
混凝土
三種射線穿透能力不同
α 射線
β 射線
γ 射線
進一步研究表明 α 粒子就是氦原子核、 β 粒子就是電子、γ 射線的實質是一種波長極短的電磁波，不帶電。
三種射線
成分 速度 電離能力 穿透能力
α 射線
β 射線
γ 射線
氦原子核
1/10光速
很強
較弱
電子流
接近光速
較弱
較強
電磁波
光速
更弱
很強
思考：射線來自原子核還是核外電子？
放射性與單質和化合物無關
放射性與溫度、壓強無關
放射性與元素的化學性質無關
化學性質決定于核外電子
說明射線與核外電子無關。也就是說，射線來自原子核內部。
三、質子和中子的發現
1.質子的發現：
（1）1919年，盧瑟福用鐳放射出的α粒子轟擊氮原子核，從氮原子核中打出了質子。
（2）質子帶正電荷，電荷量與一個電子的電荷量相等。質子的質量為：
mp＝1.672 621 898×10-27 kg
原子核是否只是由質子組成呢？
核的質量
質子質量
核的電量
質子電量
？
盧瑟福進而猜想原子核內存在不帶電的中子，這一猜想被他的學生查德威克用實驗證實，并得到公認．
核的質量
質子質量
核的電量
質子電量
>
2.中子的發現
1932年英國物理學家查德威克發現了中子，通過研究證明中子的質量和質子的質量基本相同，但是不帶電，是中性粒子，在對各種原子核進行的實驗中，發現質子和電子是組成原子核的兩種基本粒子。
核子
mn＝1.674927471×10-27 kg
mp=1.672×10-27kg
質子(P)
電量+：e=1.602×10-19C
中子(n)
四、原子核的組成
原子核符號(元素符號)
中子
質子
統稱核子
=質子數=原子序數=核外電子數
(1)核電荷數Z
(2)質量數A
=核子數=質子數+中子數
電荷數
(原子序數)
質量數
——元素符號
X
A
Z
請說出下面兩個原子核的質子數和中子數：
（α粒子）
表示：帶2個單位正電荷，即有2個質子和4－2＝2個中子。
氦原子核
鈾原子核
電荷數是2，質量數是4。
電荷數是92，質量數是235。
表示：帶92個單位正電荷，即有92個質子和235－92＝143個中子。
1.定義：質子數相同而中子數不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素
2.特點：質子數相同，核外電子數也相同，具有相同的化學性質
3.氫的三種同位素：氕氘氚
p
n
p
p
n
n
同位素
①核反應:原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程。
②核反應方程:用 描述核反應過程的式子。
③核反應規律:在核反應中,質量數和 守恒。
④發現質子與中子的核反應方程
HeN→_________
HeBe→_________
原子核符號
核電荷數
OH
Cn
核反應與核反應方程
1．關于天然放射現象，下列說法正確的是（　　）
A．天然放射現象說明原子核具有復雜結構
B．β射線是由原子核外電子電離產生的
C．物質的放射性與物質的存在狀態有關
D．通過化學反應不能改變物質的放射性
AD
2．盧瑟福預言原子核內除質子外還有中子的事實依據是（ ）
A．電子數與質子數相等
B．原子核的質量大于核內質子質量
C．原子核的核電荷數只是原子數的一半或少一些
D．質子和中子的質量幾乎相等
B
3.下列說法正確的是（　　）
A. nmX與 n m-1Y互為同位素
B. nmX與n-1mY互為同位素
C. nmX與n-2m-2Y中子數相同
D. 23592U核內有92個質子，235個中子
BC
4.如圖所示為研究某未知元素放射性的實驗裝置,實驗開始時在薄鋁片和熒光屏之間有圖示方向的勻強電場E,通過顯微鏡可以觀察到在熒光屏的某一位置上每分鐘閃爍的亮點數。若撤去電場后繼續觀察,發現每分鐘閃爍的亮點數沒有變化;如果再將薄鋁片移開,觀察到每分鐘閃爍的亮點數大大增加,由此可以判斷,放射源發出的射線可能為(β射線能夠穿過薄鋁片)（ ）
A.β射線和γ射線
B.α射線和β射線
C.β射線和X射線
D.α射線和γ射線
D
5.完成下列核反應方程,并指出其中哪個是發現質子的核反應方程,哪個是發現中子的核反應方程。
(1NnC+　　　;
(2NHeO+　　 　　;
(3Bn→　　　 He;
(4BeHe→　 　　 n;
(5FeHCo +　　。
H
H,發現質子的核反應方程
Li
C,發現中子的核反應方程
n
認識原子核
一、天然放射現象
三種放射線
定義
發現歷程
元素自發的放出射線的現象
貝克勒爾發現放射現象
β射線（電子）
帶正電，穿透本領弱，電離能力強
帶負電，穿透本領中等，電離能力中等
α射線（氦原子核）
二、質子和中子的發現　
原子核的組成　核反應
發現歷程
γ射線（電磁波）
不帶電，穿透能力強，電離能力弱
原子核符號
同位素
定義：質子數相同、中子數不同的原子核
居里夫婦發現鐳并提出放射性概念
特點：化學性質相同
盧瑟福發現質子
查德威克發現中子
質量數A=核子數=質子數+中子數
核電荷數Z=質子數=原子序數=核外電子數

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