原子核的組成學(xué)案教學(xué)目標(biāo)(1)了解原子核的人工轉(zhuǎn)變．了解它的方法和物理過程．(2)了解質(zhì)子和中子是如何被發(fā)現(xiàn)的．(3)會(huì)寫核反應(yīng)方程式．(4)了解原子核的組成，知道核子和同位素的概念．重點(diǎn)、難點(diǎn)分析1．重點(diǎn)是使學(xué)生了解原子核的人工轉(zhuǎn)變和原子核的組成．在原子核的人工轉(zhuǎn)變中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子，它是確定原子核組成的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)．2．用已經(jīng)學(xué)過的能量和動(dòng)量守恒以及有關(guān)的知識(shí)來(lái)分析核反應(yīng)過程，是本節(jié)的難點(diǎn)．引入新課自主探究一：放射性，發(fā)射性元素，天然的放射現(xiàn)象的定義是什么？天然的放射現(xiàn)象與陰極射線的產(chǎn)生有什么不同？1.放射性：鈾和含鈾的礦物質(zhì)都能夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以使包在黑紙箱里的照相底片感光.物體放射出射線的性質(zhì)叫做放射性.2具有放射性的元素叫做放射性元素.：放射性并不是少數(shù)幾種元素才有的.研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于或等于83的所有元素，都能自發(fā)地放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性，元素這種自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象，現(xiàn)在用人工的方法也可以制造放射性同位素..3天然放射性元素：能自發(fā)地放出射線的元素叫做天然放射性元素.雖然具有天然放射性元素的種類很多，但它們?cè)诘厍蛏系暮亢苌?.4：陰極射線在加熱或外界粒子的轟擊下產(chǎn)生的，來(lái)自原核的外部。天然放射現(xiàn)象是自發(fā)自然產(chǎn)生的不需要外界條件，射線來(lái)自原子核的內(nèi)部。探究二：如圖所示射線在經(jīng)過磁場(chǎng)時(shí)的軌跡，試分析三條射線的性質(zhì)。各種射線的本質(zhì)與特征是什么？ 1、最左邊的射線帶正電，偏轉(zhuǎn)角小，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大，中間的射線不帶電，右邊的射線帶負(fù)電，偏轉(zhuǎn)角大，粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑小。2.各種射線的本質(zhì)和特性(1)α射線：盧瑟福經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，α射線粒子帶兩個(gè)單位正電荷，質(zhì)量數(shù)為4，即α粒子是氦核，其速度是光速的1/10，有較大的動(dòng)能.特性：貫穿本領(lǐng)小，但電離作用強(qiáng)，能使沿途中的空氣電離.(2)β射線：貝克勒爾證實(shí)，β射線是電子流，其速度可達(dá)光速的90%.特征：貫穿本領(lǐng)大，能穿透黑紙，甚至穿透幾毫米厚的鋁板，但電離作用較弱.(3)γ射線是一種波長(zhǎng)很短的電磁波——光子流，是能量很高的電磁波，波長(zhǎng)λ＜10-10m 辨析比較三種射線的比較種類α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2e-e0質(zhì)量4mpmp=1.67×10-27kg靜止質(zhì)量為零速度0.1c0.9cc在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)與α射線反向偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)貫穿本領(lǐng)最弱用紙能擋住較強(qiáng)穿透幾毫米的鋁板最強(qiáng)穿透幾厘米的鉛板電離作用很強(qiáng)較弱很弱在云室中的徑跡粗、短、直細(xì)、較長(zhǎng)、曲折最長(zhǎng)通過膠片感光感光感光探究三：質(zhì)子與中子是如何發(fā)現(xiàn)的，原子核是有什么組成的，原子核的符號(hào)是什么，什么是原子核的質(zhì)量數(shù)，核電荷數(shù)？1盧瑟福的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：盧瑟福用α粒子轟擊氮核時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種新粒子，這種粒子帶有一個(gè)單位的正電荷，其質(zhì)量與氫原子的質(zhì)量相近.隨后人們又用類似的方法從氟、鈉、鋁等原子核中打出了同樣的粒子(質(zhì)子).2、盧瑟福猜想：原子核內(nèi)還應(yīng)該存在著質(zhì)量跟質(zhì)子差不多的不帶電的中性粒子，即中子.盧瑟福的學(xué)生在研究用射線轟擊鈹而產(chǎn)生的一種能量極高、貫穿能力很強(qiáng)的中性粒子時(shí)，證實(shí)中性粒子的質(zhì)量與質(zhì)子的質(zhì)量近似相等，就是猜測(cè)的中子.3.原子核的電荷數(shù)原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個(gè)整數(shù)表示原子核的電荷量，叫做原子核的電荷數(shù).通常用字母Z表示.4.原子核的質(zhì)量數(shù)原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和，而質(zhì)子與中子的質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個(gè)倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)，用字母A表示.5.原子核的符號(hào)(1)原子符號(hào)的通式：式中X為元素符號(hào)，A為原子核的質(zhì)量數(shù)，Z為原子核的核電荷數(shù).合作探究：在暗室的真空裝置中做如下實(shí)驗(yàn):在豎直放置的平行金屬板間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一個(gè)能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的放射源.從放射源射出的一束射線垂直于電場(chǎng)方向射入電場(chǎng),如圖19-1-4所示.在與射線源距離為H高處,水平放置兩張疊放著的、涂藥品面朝下的印像紙(比一般紙厚且涂有感光藥品),經(jīng)射線照射一段時(shí)間后兩張印像紙顯影.(已知mα=4u,mβ=11836u,vα=0.1c,vβ=0.99c(1)上面的印像紙有幾個(gè)暗斑?各是什么射線的痕跡?(2)下面的印像紙顯出三個(gè)暗斑,試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離的比值.(3)若在此空間再加上與電場(chǎng)方向垂直的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一次使α射線不偏轉(zhuǎn),一次使β射線不偏轉(zhuǎn),則兩次所加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度之比是多少?圖19-1-4答案(1)兩個(gè)β射線和γ射線(2)0.0267(3)99∶10[解析](1)因α粒子穿透本領(lǐng)弱,故穿過下層紙的只有β射線、γ射線,β射線、γ射線在上面的印像紙上留下兩個(gè)暗斑.(2)下面印像紙上從左向右依次是β射線、γ射線、α射線留下的暗斑.設(shè)α射