1　原子核的组成设计意图

《原子核的组成》教学设计

要求

（一）知识与技能

1．了解天然放射现象及其规律。

2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。

3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。

（二）过程与方法

1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。

2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。

（三）情感、态度与价值观

1．树立正确的，严谨的科学研究态度。

2．树立正确的科学观和世界观。

重点：天然放射现象及其规律，原子核的组成。

难点：知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们

教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备

课时安排：1 课时

教学过程

（一）引入新课

教师：本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘！

我们已经知道，原子由什么微粒组成啊？

学生回答：原子由原子核与核外电子组成。

点评：由原来的知识引入新课，对新的一章有一个大致的了解。

教师：那原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？

学生思考讨论。

点评：带着问题学习，激发学习热情

教师：人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。

1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。

居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（Po），另一种命名为镭（Ra）。

学生一边听，一边看挂图。

点评：配合挂图，展示物理学发展史上的有关事实，树立学生对科学研究的正确态度。

（二）进行新课

1．天然放射现象

（1）物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．具有放射性的元素称为放射性元素．

（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．

学生一边听，一边看书。

2．射线到底是什么

教师：那这些射线到底是什么呢？这就激发着人们去寻求答案：把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：（投影）

思考与讨论：

a.观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？

b.如果α射线，β射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。

c.如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？

学生分组讨论，回答问题以及实验方案。

射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。

板书：射线由两种带异种电荷的粒子和一种不带电的中性粒子组成。

这三种射线有哪些性质呢?它们的实质是什么呢? 3.三种射线

①α射线

根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成，我们把它叫做α射线，α射线由带正电的粒子组成。科学家们研究发现每个粒子带的正电荷是电子电荷的2倍，粒子质量大约等于氦原子的质量。进一步研究表明粒子就是氦原子核。

板书：α射线的实质就是高速运动的氦核流。

由于粒子的质量较大，所以α射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住。

②β射线

与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做β射线。研究发现β射线由带负电的粒子组成。进一步研究表明粒子就是电子。

板书：β射线的实质就是高速运动的电子流。

实验还表明，β射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板。

③γ射线

中间不发生偏转的那束射线叫γ做射线，研究表明，γ射线的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的。

板书：γ射线是一种电磁波。

γ射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透水泥墙和几厘米厚的铅板。

4.射线的应用和防护

由于射线穿透性极强，照到动、植物上还能对细胞发生生物化学作用，因此在工业、农业和医学上都有重要应用。在工业上可用它作金属探伤，或检查金属板的厚度，例如飞机、火车、轮船上的主轴是用钢材锻压而成的，里面有没有砂眼或裂缝呢?以前是用破坏法抽样检查的，可靠性差，又浪费材料，现改用射线来探查，准确度高，又不损耗材料;在农业上用射线来适当照射种子，能使农作物增产，还能增强某些作物的抗病能力，改良农作物的品质;在医学上还可用射线作放疗，医治恶性肿瘤。

事物总是一分为二的，射线能杀死癌细胞，也能杀死正常细胞，或使正常细胞癌变，因此在使用放射性元素时，要注意射线的防护，要防止放射性物质泄漏，以免对水源、空气和工作场所造成污染。

5.原子核的组成

深入研究表明，放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构。

原子核内究竟还有什么结构?原子核又是由什么粒子组成的呢?这是个很复杂的问题，直到目前原子核内部的细微组成情况仍是科学研究的尖端项目之一。现在我们只是粗浅地、简单地介绍原子核内部的基本组成情况。

①英国物理学家卢瑟福在1919年做核反应实验时发现了质子，经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍。进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核。

②1932年英国物理学家查德威克又发现了中子，通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电。是中性粒子。在对各种原子核进行的实验中，发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒子。

板书：原子核是由质子和中子组成的。

现在我们已经知道：氢原子核(H)最简单，它就是一个质子，核外有一个电子绕着它转;氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的，核外有2个电子绕着它转;锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的，核外有3个电子分两层绕着它转;铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成，核外有4个电子分两层绕着它转;同学们可以发现一个规律：

板书：各种原子核内质子的个数(核的电荷数)和核外电子的个数都相同，它也等于该种元素在元素周期表中的原子序数;原子核内质子和中子的总数叫做核的质量数，它等于该元素原子量的整数部分。

③在某种核反应中，一个中子变成一个电子和一个质子。这就是原子核内没有电子，又会放出电子，产生射线的原因。