1　原子核的组成优质课教案

宜兴市张渚高级中学2018学年高二物理学案

班级_________姓名_____________ 原子核的组成

一、教学目标

知识与能力：1．了解天然放射现象及其规律。[来源:Zxxk.Com]

[来源学科网]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。

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。

情感态度与价值观：

1．树立正确的，严谨的科学研究态度。

2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。

二、重点与难点

教学重点：天然放射现象及其规律，原子核的组成。

教学难点：知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。

三、教学过程

（一）引入新课

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？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。

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）。

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班级_________姓名_____________ （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．

2．射线到底是什么

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： 思考与讨论：

①你观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？

射线都是带电粒子流的话，②如果射线，根据图判断，他们分别带什么电荷。

学生讨论，回答问题以及实验方案。

①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。

②根据左手定则，可以判断射线是正电荷，射线是负电荷。

结论，培养学生的观察，分析，探究的能力。培养学生合作式学习的能力。

我们已经研究了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些性质呢？请同学们阅读课文后填写表格。

学生看书，进行总结。

①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。

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班级_________姓名_____________ ②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。

3．原子核的组成

提问：

①质子：由谁发现的？怎样发现的？ ②中子：发现的原因是什么？是由谁发现的？

学生看书，然后回答问题

①卢瑟福用粒子轰击氮核，发现质子。

②查德威克发现中子。发现原因：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子。

①质子带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，mp1.67262311027kg

中子(nucleon)不带电，mn1.67492861027kg

②数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。

点评：加强学生对书本知识的理解能力，以及语言概括能力。

教师：提问：

③原子核的电荷数是不是电荷量？

④原子荷的质量数是不是质量？

小结：

③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数

④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数

⑤

符号ZAX表示原子核，X：元素符号；A：核的质量数；Z：核电荷数

一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？

学生回答：核子数是235，质子数是92，中子数是143。

点评：学生回答调动他们学习的积极性。

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班级_________姓名_____________ 4．同位素(isotope) （1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。

（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。

氢有三种同位素：氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），氚（也叫超重氢），符123号分别是：1H,1H,1H。

14碳有两种同位素，符号分别是126C,6C。

（三）课堂小结

一、天然放射现象

1．1896年，法国物理学家 发现某些物质具有放射性。

2．物质发射 的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象叫做 放射现象。

3．原子序数大于或等于 的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于 的元素，有的也能放出射线。

4．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为 。

二、三种射线

1．α射线：实际上就是 ，速度可达到光速的在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。

三、原子核的组成

1．质子的发现： 用α粒子轰击 获得了质子。

2．中子的发现

(1)卢瑟福预言：原子核内可能还存在另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫做中子。

(2)查德威克用 轰击铍(4Be)原子核获得了中子。

3．原子核的组成

91，其 能力强，穿透能力较差，10

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班级_________姓名_____________ 原子核由 、 组成，它们统称为 。

4．原子核的电荷数(Z) 等于原子核的 ，等于 。

5．原子核的质量数(A) 等于 与 的总和。

6．原子核的符号表示

AZX，其中X为元素符号，A为原子核的 ，Z为原子核的 。

7．同位素

具有相同的 而 不同的原子互称同位素。

（四）课堂例题

例1．如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是( ) A．α和β的混合放射源

C．α和γ的混合放射源

B．纯α放射源

D．纯γ放射源

例2．如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)。调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线的照射，则下面判断正确的是(

) A．射到b点的一定是α射线

B．射到b点的一定是β射线

C．射到b点的一定是α射线或β射线

D．射到b点的一定是γ射线

四、课后作业：

1．认真阅读课后的“科学足迹”。完成问题与练习。

2．探究活动：射线的来源：原子核内没有电子，射线如何而来？

五、教学反思：

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班级_________姓名_____________ 课后巩固训练：

1．关于γ射线，下列说法不正确的是(

) A．它是处于激发状态的原子核放射的

B．它是原子内层电子受到激发时产生的

C．它是一种不带电的光子流

D．它是波长极短的电磁波

2．原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，下列说法正确的是(

) A．原子核中有质子、中子、还有α粒子

B．原子核中有质子、中子、还有β粒子

C．原子核中有质子、中子、还有γ粒子

D．原子核中只有质子和中子

3．(多选)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是(

) A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值

B．贝可勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核

C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素

D．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子

4. (多选)如图1所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有(

)

图1 A．打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线

B．α射线和β射线的轨迹是抛物线

C．α射线和β射线的轨迹是圆弧

D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b

5．(1)(多选)下列描述中正确的是(

) A．卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释α粒子散射实验事实

B．放射性元素发射β射线时所释放的电子来源于原子的核外电子

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班级_________姓名_____________ C．氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，再向低能级跃迁时放出光子的频率一定等于入射光子的频率

D．分别用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大

(2)α射线、β射线和γ射线它们具有不同的特点，穿透能力最强的是________，电离能力最强的是________。互称为同位素的原子核具有相同的________数而________数不同。

6. (多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核的轨道半径之比为44∶1，如图2所示，则(

)

图2 A．α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反

B．原来放射性元素的核电荷数为90 C．反冲核的核电荷数为88 D．α粒子和反冲核的速度大小之比为1∶88 7．(多选)质谱仪是测量带电粒子的质量和分析同位素的重要工具，如图3所示为某种质谱仪的原理图，现利用这种质谱仪对氢元素进行测量。氢元素的三种同位素从容器A的下方的小孔无初速度飘入电势差为U的加速电场，加速后垂直进入磁感应强度为B的匀强磁场中，最后打在照相底片D上，形成a、b、c三条光谱线。关于三种同位素进入磁场时速度大小的排列顺序和三条光谱的排列顺序，下列判断正确的是(

)

图3 A．进入磁场时速度从大到小的排列顺序是氚、氘、氕

B．进入磁场时速度从大到小的排列顺序是氕、氘、氚

C．a、b、c三条光谱线依次排列的顺序是氕、氘、氚

D．a、b、c三条光谱线依次排列的顺序是氚、氘、氕