原子核的組成(zǔchénɡ)第一頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變十九世紀(jì)末，通過對陰極射線現(xiàn)象的研究(yánjiū)使人們認(rèn)識到原子內(nèi)部存在結(jié)構(gòu)。原子核是否是最小的結(jié)構(gòu)(jiégòu)呢？關(guān)于(guānyú)原子核內(nèi)部的信息，最早來自天然放射現(xiàn)象。人們從破解天然放射現(xiàn)象入手，一步一步解開了原子核的秘密。第二頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變一、天然放射(fàngshè)現(xiàn)象

1896年，法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光，元素這種自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射(fàngshè)現(xiàn)象．物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性．具有放射性的元素稱為放射性元素．第三頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變鋇鈾云母(yúnmǔ)翠砷銅鈾礦斜水鉬鈾礦鈾鈣石礦

放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于等于83的所有(suǒyǒu)元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性．放大(fàngdà)了1000倍的鈾礦石第四頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變二、射線到底(dàodǐ)是什么?三種(sānzhǒnɡ)射線如果不用磁場判斷，還可以用什么方法判斷三種(sānzhǒnɡ)射線的帶電性質(zhì)？第五頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變二、射線(shèxiàn)到底是什么?三種(sānzhǒnɡ)射線第六頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變α射線(shèxiàn)

根據(jù)射線的偏轉(zhuǎn)方向和磁場方向的關(guān)系可以確定，偏轉(zhuǎn)較小的一束由帶正電荷的粒子組成，我們把它叫做α射線，α射線由帶正電的α粒子組成.科學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)每個(gè)α粒子帶的正電荷是電子電荷的2倍，α粒子質(zhì)量大約等于氦原子的質(zhì)量.進(jìn)一步研究表明(biǎomíng)α粒子就是氦原子核.

由于α粒子的質(zhì)量較大、體積大、電荷數(shù)多、速度相對小些，所以α射線的穿透本領(lǐng)最小，我們用一張厚紙就能把它擋住，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米.第七頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變β射線(shèxiàn)與α射線偏轉(zhuǎn)方向相反的那束射線帶負(fù)電荷，我們把它叫做β射線.研究發(fā)現(xiàn)(fāxiàn)β射線由帶負(fù)電的粒子（β粒子）組成.進(jìn)一步研究表明β粒子就是電子.

β射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，還能穿透幾厘米厚的鋁板.

第八頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變γ射線(shèxiàn)

中間不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的那束射線(shèxiàn)叫做γ射線(shèxiàn)，研究表明，γ射線的實(shí)質(zhì)是一種波長極短的電磁波，它不帶電，是中性的.

γ射線的穿透本領(lǐng)極強(qiáng)，一般薄金屬板都擋不住它，它能穿透幾十厘米厚的水泥墻和幾厘米厚的鉛板.

第九頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變閱讀課文填寫表格：成分速度貫穿能力電離能力射線射線射線氦原子核高速(ɡāosù)電子流高能量電磁波1/10光速(ɡuānɡsù)接近(jiējìn)光速光速弱較強(qiáng)很強(qiáng)較強(qiáng)較弱更小第十頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變1.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果一種元素具有放射性，那么無論以何種形式存在都具有放射性。放射性的強(qiáng)度也不受溫度、壓強(qiáng)等外界因素的影響。2.由于元素的化學(xué)性質(zhì)有原子核外電子決定，所以射線與這些電子無關(guān)，即射線來自原子核。

3.放射性現(xiàn)象意義(yìyì)：射線來自原子核說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。射線的能量高說明原子核蘊(yùn)含著巨大能量。第十一頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變?nèi)?、原子核的組成(zǔchénɡ)原子核內(nèi)究竟還有什么結(jié)構(gòu)？原子核又是由什么粒子(lìzǐ)組成的呢？第十二頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變?nèi)?、原子核的組成(zǔchénɡ)----質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)子。經(jīng)過研究證明，質(zhì)子帶正電荷，其電量和一個(gè)電子的電量相同，它的質(zhì)量等于一個(gè)電子質(zhì)量的1836倍.進(jìn)一步研究表明，質(zhì)子的性質(zhì)(xìngzhì)和氫原子核的性質(zhì)(xìngzhì)完全相同，所以質(zhì)子就是氫原子核.

同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質(zhì)子(zhìzǐ)。------質(zhì)子是原子核的組成部分。第十三頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變原子核是否只是由質(zhì)子(zhìzǐ)組成呢？核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量？核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量>

盧瑟福進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)(shíyàn)證實(shí)，并得到公認(rèn)．第十四頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變?nèi)?、原子核的組成(zǔchénɡ)----中子的發(fā)現(xiàn)1932年英國物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子，通過研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量基本相同，但是不帶電(dàidiàn).是中性粒子.在對各種原子核進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子是組成原子核的兩種基本粒子.

第十五頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變原子核是由中子和質(zhì)子(zhìzǐ)組成第十六頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變原子核的表示(biǎoshì):X表示(biǎoshì)

元素符號Z表示(biǎoshì)

質(zhì)子數(shù)A表示

質(zhì)量數(shù)第十七頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變

如質(zhì)子(zhìzǐ)數(shù)相同，中子數(shù)不同，（質(zhì)量數(shù)當(dāng)然不同），則互為————同位素。4．同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子，在元素周期表中處于同一(tóngyī)位置，互稱同位素。同種元素的同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。第十八頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變原子核的組成(zǔchénɡ)中子(zhōngzǐ)

質(zhì)子(zhìzǐ)

統(tǒng)稱核子

UHeH114223592XAZ（核）電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)原子核的組成10－15m

元素符號

第十九頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變質(zhì)子(zhìzǐ)中子(zhōngzǐ)核子(hézǐ)質(zhì)子數(shù)核電荷數(shù)原子序數(shù)質(zhì)量數(shù)核子數(shù)中子+質(zhì)子同位素12核外電子數(shù)質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同第二十頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變原子核的組成(zǔchénɡ)氫原子核(H)最簡單，它就是一個(gè)質(zhì)子(zhìzǐ)，核外有一個(gè)電子繞著它轉(zhuǎn)；氦原子核(He)是由2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成的，核外有2個(gè)電子繞著它轉(zhuǎn)；鋰原子核(Li)是由3個(gè)質(zhì)子和4個(gè)中子組成的，核外有3個(gè)電子分兩層繞著它轉(zhuǎn)；鈹原子核(Be)由4個(gè)質(zhì)子和5個(gè)中子組成，核外有4個(gè)電子分兩層繞著它轉(zhuǎn)；……第二十一頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變放射性元素的衰變(shuāibiàn)原子核放出α粒子或β粒子，變成另一種原子核，把這種變化(biànhuà)稱為原子核的衰變第二十二頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變1、兩種衰變(shuāibiàn)：α衰變(shuāibiàn)、β衰變(shuāibiàn)

α衰變：

β衰變：

第二十三頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變原子核發(fā)生衰變(shuāibiàn)時(shí)，衰變(shuāibiàn)前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒．α衰變(shuāibiàn)：

β衰變(shuāibiàn)：

說明：1.中間用單箭頭，不用等號；2.是質(zhì)量數(shù)守恒，不是質(zhì)量守恒;3.方程及生成物要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能杜撰。3．規(guī)律：第二十四頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變實(shí)質(zhì)(shízhì)：β衰變α衰變α衰變或β衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能級，不穩(wěn)定，要向低能級躍遷．放出γ光子．γ射線是伴隨(bànsuí)著α射線和β射線產(chǎn)生的．沒有γ衰變放射性物質(zhì)發(fā)生衰變時(shí)，有的發(fā)生α衰，有的發(fā)生β衰變，同時(shí)伴隨γ射線．這時(shí)三種射線都有．第二十五頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變核反應(yīng)用天然放射性的高速粒子或人工加速的粒子去轟擊原子核，以產(chǎn)生(chǎnshēng)新的原子核的過程反應(yīng)方程第二十六頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變寫出鐳(Ra)226、釙(Po)210、氡(Rn)222的一次α衰變(shuāibiàn)方程寫出銅66、磷32、鉍(Bi)210的一次β衰變方程23892U衰變(shuāibiàn)為22286Rn共發(fā)生了

次α衰變和

次β衰變42第二十七頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變α衰變、β衰變表示了原子核是可以變化的．每一種元素的衰變快慢一樣嗎?衰變快慢有什么規(guī)律?如何(rúhé)描述這一變化規(guī)律?第二十八頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變1.意義：

表示放射性元素衰變(shuāibiàn)快慢的物理量半衰期(T)

2.定義：放射性元素的原子核有半數(shù)(bànshù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間不同的放射性元素其半衰期不同．第二十九頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變3、衰變規(guī)律：m0:放射性元素的原有質(zhì)量；m：經(jīng)過(jīngguò)n個(gè)半衰期的時(shí)間后剩余的放射性元素的質(zhì)量，則有第三十頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變4、決定半衰期的因素：由原子核內(nèi)部的因素決定，只與元素的種類有關(guān)，跟元素所處的物理或化學(xué)(huàxué)狀態(tài)無關(guān)。放射性元素的半衰期是對大量原子進(jìn)行觀察的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，是個(gè)概率的問題，對于(duìyú)個(gè)別原子是無意義的。不能確定哪個(gè)將要發(fā)生衰變。考古學(xué)家確定古木年代的方法是用放射性同位素作為“時(shí)鐘”，來測量漫長(màncháng)的時(shí)間，這叫做放射性同位素鑒年法．第三十一頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變隨堂鞏固(gǒnggù)1．天然放射現(xiàn)象(xiànxiàng)顯示出[]A．原子不是單一的基本粒子B．原子核不是單一的基本粒子C．原子內(nèi)部大部分是空的D．原子有一定的能級2．β衰變中所放出的電子，來自[]A．原子核外內(nèi)層電子B．原子核內(nèi)所含電子C．原子核內(nèi)中子衰變?yōu)橘|(zhì)子放出的電子D．原子核內(nèi)質(zhì)子衰變?yōu)橹凶臃懦龅碾娮覤C第三十二頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變3．科學(xué)家常用中子轟擊原子核，這是因?yàn)橹凶覽]A．質(zhì)量較小B．質(zhì)量較大C．能量較大D．顯電中性4．關(guān)于γ射線的說法中，錯(cuò)誤的是[]A．γ射線是處于激發(fā)(jīfā)狀態(tài)的原子核放射的B．γ射線是從原子內(nèi)層電子放射出來的C．γ射線是一種不帶電的中子流D．γ射線是一種不帶電的光子流DBC第三十三頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變5．A、B兩種放射性元素，原來都靜止在同一(tóngyī)勻強(qiáng)磁場，磁場方向如圖所示，其中一個(gè)放出α粒子，另一個(gè)放出β粒子，α與β粒子的運(yùn)動方向跟磁場方向垂直，圖中a、b、c、d分別表示α粒子，β粒子以及兩個(gè)剩余核的運(yùn)動軌跡[]A．a(chǎn)為α粒子軌跡，c為β粒子軌跡B．b為α粒子軌跡，d為β粒子軌跡C．b為α粒子軌跡，c為β粒子軌跡D．a(chǎn)為α粒子軌跡，d為β粒子軌跡C第三十四頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變×

×

×

××

×

×

××

×

×

××

×

×

×6.靜止在勻強(qiáng)磁場中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)(yīɡè)α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44：1，如圖所示：則（）A、α粒子(lìzǐ)與反沖粒子(lìzǐ)的動量大小相等，方向相反B、原來放射性元素的原子核電荷數(shù)為90C、反沖核的核電荷數(shù)為88D、α粒子與反沖核的速度之比為1：88R1R2ABC第三十五頁，共三十七頁。原子核的組成放射性元素的衰變靜止在勻強(qiáng)磁場中的放射性元素發(fā)生衰變后1、放出的粒子(lìzǐ)與反沖核的動量大小相等，

方向相反2、α粒子與反沖粒子的運(yùn)動軌跡是外切圓,α粒子半徑大。

β粒子與反沖粒子的運(yùn)動軌跡是內(nèi)切圓,β粒子半徑大。總結(jié)(zǒngjié)：第三十六頁，共三