高中物理教案

高三物理教案：《原子核結構》教學設計。

原子核結構

新課標要求

1、知識與技能

(1)知道原子核的組成，知道核子和同位素的概念。

2、過程與方法

(1)通過觀察，思考，討論，初步學會探究的方法;

(2)通過對知識的理解，培養(yǎng)自學和歸納能力。

3、情感、態(tài)度與價值觀

(1)樹立正確的，嚴謹的科學研究態(tài)度;

(2)樹立辨證唯物主義的科學觀和世界觀。

教學重點：原子核的組成。

教學難點：如何利用磁場區(qū)分質子與中子

教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。

教學用具：投影片，多媒體輔助教學設備

1、原子核的組成

問提：質子：由誰發(fā)現的?怎樣發(fā)現的? 中子：發(fā)現的原因是什么?由誰發(fā)現的?(盧瑟福用 粒子轟擊氮核，發(fā)現質子。查德威克發(fā)現中子。發(fā)現原因：如果原子核中只有質子，那么原子核的質量與電荷量之比應等于質子的質量與電荷量之比，但實際卻是，絕大多數情況是前者的比值大些，盧瑟福猜想核內還有另一種粒子)

小結：

①質子(proton)帶正電荷，電荷量與一個電子所帶電荷量相等，

中子(nucleon)不帶電，

②數據顯示：質子和中子的質量十分接近，統(tǒng)稱為核子，組成原子核。

提問：③原子核的電荷數是不是電荷量?④原子荷的質量數是不是質量?

提示：③不是，原子核所帶的電荷量總是質子電荷的整數倍，那這個倍數就叫做原子核的電荷數。

④原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數倍，那這個倍數叫做原子核的質量數。

小結：③原子核的電荷數=質子數=核外電子數=原子序數

④原子核的質量數=核子數=質子數+中子數

⑤ 符號 表示原子核，X：元素符號;A：核的質量數;Z：核電荷數

一種鈾原子核的質量數是235，問：它的核子數，質子數和中子數分別是多少?(核子數是235，質子數是92，中子數是143)

2、同位素(isotope)

(1)定義：具有相同質子數而中子數不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。

(2)性質：原子核的質子數決定了核外電子數目，也決定了電子在核外的分布情況，進而決定了這種元素的化學性質，因而同種元素的同位素具有相同的化學性質。

提問：列舉一些元素的同位素?

提示：氫有三種同位素：氕(通常所說的氫)，氘(也叫重氫)，氚(也叫超重氫)，符號分別是： 。

碳有兩種同位素，符號分別是 。

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高三物理原子核結構教案37

第一節(jié)原子核結構
新課標要求
1、知識與技能
（1）知道原子核的組成，知道核子和同位素的概念。
2、過程與方法
（1）通過觀察，思考，討論，初步學會探究的方法；
（2）通過對知識的理解，培養(yǎng)自學和歸納能力。
3、情感、態(tài)度與價值觀
（1）樹立正確的，嚴謹的科學研究態(tài)度；
（2）樹立辨證唯物主義的科學觀和世界觀。
教學重點：原子核的組成。
教學難點：如何利用磁場區(qū)分質子與中子
教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。
教學用具：投影片，多媒體輔助教學設備
1、原子核的組成
問提：質子：由誰發(fā)現的？怎樣發(fā)現的？中子：發(fā)現的原因是什么？由誰發(fā)現的？（盧瑟福用粒子轟擊氮核，發(fā)現質子。查德威克發(fā)現中子。發(fā)現原因：如果原子核中只有質子，那么原子核的質量與電荷量之比應等于質子的質量與電荷量之比，但實際卻是，絕大多數情況是前者的比值大些，盧瑟福猜想核內還有另一種粒子）
小結：
①質子(proton)帶正電荷，電荷量與一個電子所帶電荷量相等，
中子(nucleon)不帶電，
②數據顯示：質子和中子的質量十分接近，統(tǒng)稱為核子，組成原子核。

提問：③原子核的電荷數是不是電荷量？④原子荷的質量數是不是質量？
提示：③不是，原子核所帶的電荷量總是質子電荷的整數倍，那這個倍數就叫做原子核的電荷數。
④原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數倍，那這個倍數叫做原子核的質量數。
小結：③原子核的電荷數=質子數=核外電子數=原子序數
④原子核的質量數=核子數=質子數+中子數
⑤符號表示原子核，X：元素符號；A：核的質量數；Z：核電荷數
一種鈾原子核的質量數是235，問：它的核子數，質子數和中子數分別是多少？（核子數是235，質子數是92，中子數是143）
2、同位素(isotope)
（1）定義：具有相同質子數而中子數不同的原子，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。
（2）性質：原子核的質子數決定了核外電子數目，也決定了電子在核外的分布情況，進而決定了這種元素的化學性質，因而同種元素的同位素具有相同的化學性質。
提問：列舉一些元素的同位素？
提示：氫有三種同位素：氕（通常所說的氫），氘（也叫重氫），氚（也叫超重氫），符號分別是：。
碳有兩種同位素，符號分別是。

高三物理教案：《原子的核式結構》教學設計

俗話說，磨刀不誤砍柴工。教師在教學前就要準備好教案，做好充分的準備。教案可以讓學生能夠在課堂積極的參與互動，幫助教師能夠井然有序的進行教學。您知道教案應該要怎么下筆嗎？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《高三物理教案：《原子的核式結構》教學設計》，大家不妨來參考。希望您能喜歡！

本文題目：高三物理教案：原子的核式結構

原子的核式結構 玻爾理論 天然放射現象

一、知識點梳理

1、原子的核式結構

(1) 粒子散射實驗結果：絕大多數 粒子沿原方向前進，少數 粒子發(fā)生較大偏轉。

(2)原子的核式結構模型：在原子的中心有一個很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部的質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間繞核旋轉.

(3)原子核的大?。涸拥陌霃酱蠹s是10-10米，原子核的半徑大約為10-14米～10-15米.

2、玻爾理論有三個要點：

(1)原子只能處于一系列的不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的.電子雖然繞核旋轉，但并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫定態(tài).

(2)原子從一種定態(tài)躍遷到另一定態(tài)時，它輻射(或吸收)一定頻率的光子，光子的能量由這兩個定態(tài)的能量差決定.即hν=E2-E1

(3)原子的不同能量狀態(tài)對應于電子沿不同圓形軌道運動.原子的定態(tài)是不連續(xù) 的，因而電子的可能軌道是分立的.

在玻爾模型中，原子的可能狀態(tài)是不連續(xù)的，各狀態(tài)對應的能量也是不連續(xù)的，這些不連續(xù)的能量值的能量值叫做能級。

3、原子核的組成 核力

原子核是由質子和中子組成的.質子和中子統(tǒng)稱為核子.

將核子穩(wěn)固地束縛在一起的力叫核力，這是一種很強的力，而且是短程力，只能在2.0X10-15的距離內起作用，所以只有相鄰的核子間才有核力作用.

4、原子核的衰變

(1)天然放射現象：有些元素自發(fā)地放射出看不見的射線，這種現

象叫天然放射現象.

(2)放射性元素放射的射線有三種： 、 射線、 射線，

這三種射線可以用磁場和電場加以區(qū)別，如圖15.2-1 所示

(3)放射性元素的衰變：放射性元素放射出 粒子或 粒子后，衰變成新的 原子核，原子核的這種變化稱為衰變.

衰變規(guī)律：衰變中的電荷數和質量數都是守恒的.

(4)半衰期：放射性元素的原子核有半數發(fā)生衰變所需要的時間稱為半衰期.不同的放射性元素的半衰期是不同的，但對于確定的放射性元素，其半衰期是確定的.它由原子核的內部因素所決定，跟元素的化學狀態(tài)、溫度、壓強等因素無關.

(5)同位素：具有相同質子數，中子數不同的原子在元素周期表中處于同一位置，互稱同位素。

二、典型例題

例1 如圖15-2-2所示為盧瑟福和他的同事們做??粒子散射實驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時，觀察到的現象，下述說法中正確的是

A.放在A位置時，相同時間內觀察到屏上的閃光次數最多

B.放在B 位置時，相同時間內觀察到屏上的閃光次數只比A位置時稍少些

C.放在C、D 位置時，屏上觀察不到閃光

D.放在D 位置時，屏上仍能觀察一些閃光，但次數極少

[解析] 根據α粒子散射現象，絕大多數 粒子沿原方向前進，少數 粒子發(fā)生較大偏轉，本題應選擇A、B、D

[點評] 本題考查學生是否掌握盧瑟福的α粒子散射實驗結果。

例2 氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道過程中 ( )

A.原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大，原子的能量增大

B.原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小，原子的能量也減小

C.原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小，原子的能量增大

D.原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大，原子的能量增加

[解析] 根據玻爾理論，氫原子核外電子在離核越遠的軌道上運動時，其能量越大， 由能量公式En= (E1=-13.6 eV)可知，電子從低軌道(量子數n 小)向高軌道(n值較大)躍遷時，要吸收一定的能量的光子.故選項B可排除.氫原子核外電子繞核做圓周運動，其向心力由原子核對電子的庫侖引力提供，即 = ，電子運動的動能Ek= mv2= .由此可知：電子離核越遠，r越大時，則電子的動能就越小，故選項A、C均可排除.

由于原子核帶正電荷，電子帶負電荷，事實上異性電荷遠離過程中需克服庫侖引力做功，即庫侖力對電子做負功，則原子系統(tǒng)的電勢能將增大，系統(tǒng)的總能量增加，故選項D正確.

[點評] 考查對玻爾理論、庫侖定律、圓周運動規(guī)律及電場力做功性質的綜合運用的能力.

例3 關于天然放射現象，以下敘述正確的是 ( )

A.若使放射性物質的溫度升高，其半衰期將減小

B.β衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉變?yōu)橘|子時所產生的

C.在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強

D.鈾核( )衰變?yōu)殂U核( )的過程中，要經過8次α衰變和10次β衰變

[解析]半衰期是由放射性元素原子核的內部因素所決定，跟元素的化學狀態(tài)、溫度、壓強等因素無關.A錯;β衰變所釋放的電子是原子核內的中子轉變?yōu)橘|子時所產生的， ，B對;根據三種射線的物理性質，C對; U的質子數為92，中子數為146， Pb的質子數為82，中子數為124，因而鉛核比鈾核少10個質子，22個中子。注意到一次α衰變質量數減少4，故α衰變的次數為x= =8次。再結合核電荷數的變化情況和衰變規(guī)律來判定β衰變的次數y應滿足 2x-y+82=92， y=2x-10=6次。故本題正確答案為B、C。

[點評]

1 本題考查α衰變、β衰變的規(guī)律及質量數，質子數、中子數之間的關系。

2 β衰變放出的電子并不是由核外電子躍遷出來的，而是從核中衰變產生的。

例4、如圖15-2-3K-介子衰變的方程為 ，其中K-介子和π-介子帶負的基元電荷，π0介子不帶電。一個K-介子沿垂直于磁場的方向射入勻強磁場中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產生的π-介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點相切，它們的半徑RK-與Rπ 之比為2∶1。π0介子的軌跡未畫出。由此可知π-介子的動量大小與π0介子的動量大小之比為 A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6

[解析] 根據題意，分別計算出帶電粒子在磁場中作圓周運動的軌道半徑。根據動量的定義，分別求出兩個介子的動量大小，再從圖中確定兩個介子動量的方向，最后運用動量守恒，計算出 粒子的動量大小。qvKB=mK ，RK= R ， ，pK=-p +p ，

p 。正確選項為(C)

[點評] 這題以基本粒子的衰變?yōu)榍榫?，涉及帶電粒子在磁場中運動規(guī)律和動量守恒等知識點，是一道綜合性題目。帶電粒子在磁場中受到洛倫磁力作用，該力的方向與粒子的速度方向垂直，因此，帶電粒子作圓周運動。根據動量守恒，基本粒子衰變前后的總動量不變，但計算過程要主注意動量的方向問題。

例5 若原子的某內層電子被電離形成空位，其它的電子躍遷到該空位上時，會將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來，此電磁輻射就是原子的特征X射線。內層空位的產生有多種機制，其中的一種稱為內轉換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時，將躍遷時釋放的能量交給某一內層電子，使此內層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內轉換電子)。 的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時，可將能量E0=1.416MeV交給內層電子(如K、L、M層電子，K、L、M標記原子中最靠近核的三個電子層)使其電離。實驗測得從 原子的K、L、M層電離出的動能分別為EK=1.323MeV、EL=1.399MeV、EM=1.412MeV.則可能發(fā)射的特征X射的能量為

A 0.013MeV B 0.017MeV C 0.076MeV D 0.093MeV

[解析]電子電離后的動能等于吸收的能量減去電子原來所處的能級的能量，所以原子核的K層的能量為0.093MeV，原子核的L層的能量為0.017MeV，原子核的M層的能量為0.004MeV。所以可能發(fā)射的特征X射的能量為0.076MeV、0.087MeV、0.013MeV。故正確為A、C

[點評]這是一道信息題要求學生能把題中所給的知識與已學知識有機結合。學生首先要弄清電子的電離能、動能與吸收能量的關系。

三、過關測試

1、用a、b兩束單色光分別照射同一雙縫干涉裝置，在距雙縫恒定距離的屏上得到圖示的干涉圖樣，其中甲圖是a光照射時形成的，乙圖是b光照射時形成的。則關于a、b兩束單色光，下述正確的是B

A.a光光子的能量較大

B.在水中a光傳播的速度較大

C.若用a光照射某金屬時不能打出光電子，則用b 光照射該金屬時一定打不出光電子

D.若a光是氫原子從n=4的能級向n=2的能級躍遷時產生的，則b光可能是氫原子從n=3的能級向n=2的能級躍遷時產生的

2、德國物理學家弗蘭克林和赫茲進行過氣體原子激發(fā)的實驗研究。如圖(1)他們在一只陰極射線管中充了要考察的汞蒸氣。極射發(fā)出的電子受陰極K和柵極R之間的電壓UR加速，。電子到達柵極R時，電場做功eUR。此后電子通過柵極R和陽極A之間的減速電壓UA。通過陽極的電流如圖(2)所示，隨著加建電壓增大，陽極電流在短時間內也增大。但是到達一個特定的電壓值UR后.觀察到電流突然減小。在這個電壓值上，電于的能量剛好能夠激發(fā)和它們碰撞的原子。參加碰撞的電子交出其能量，速度減小，因此刻達不了陽極.陽極電流減小。eUR即為基態(tài)氣體原于的激發(fā)能。得到汞原子的各條能級比基態(tài)高以下能量值：4.88eV, 6.68eV, 8.78eV, 10.32eV(此為汞原子的電離能)。若一個能量為7.97eV電子進入汞蒸氣后測量它的能量大約是

A. 4.88eV或7.97eV B. 4.88eV或 6.68eV

C. 2.35eV 或7.97eV D.1.29eV或3.09eV或7.97eV D

3、某原子核的衰變過程是A B C，下述說法中正確的是 ，

A.核C比核B的中子數少2 B.核C比核A的質量數少5

C.原子核為A的中性原子的電子數比原子核為B的中性原子的電子數多2

D.核C比核A的質子數少1

4、原子從一個能級躍遷到一個較低的能級時，有可能不發(fā)射光子.例如在某種條件下，鉻原子的n=2能級上的電子躍遷到n=1能級上時并不發(fā)射光子，而是將相應的能量轉交給 n=4能級上的電子，使之能脫離原子，這一現象叫做俄歇效應.以這種方式脫離了原子的 電子叫做俄歇電子.已知鉻原子的能級公式可簡化表示為En=- ，式中n=1，2，3…表示不同能級，A是正的已知常數.上述俄歇電子的動能是

(A) A (B) A (C) A (D) A

5、 地球的年齡到底有多大，科學家利用天然放射性元素的衰變規(guī)律，通過對目前發(fā)現最古老的巖石中鈾和鉛含量來推算。測得該巖石中現含有的鈾是巖石形成初期時(巖石形成初期時不含鉛)的一半，鈾238衰變后形成鉛206，鈾238的相對含量隨時間變化規(guī)律如圖所示，圖中N為鈾238的原子數，N0為鈾和鉛的總原子數.由此可以判斷出BD

A.鈾238的半衰期為90億年

B.地球的年齡大致為45億年

C.被測定的古老巖石樣品在90億年時的鈾、鉛原子數

之比約為1∶4

D.被測定的古老巖石樣品在90億年時鈾、鉛原子數之

比約為1∶3

6.關于氫原子能級的躍遷，下列敘述中正確的是 ( )

A.用波長為60nm的倫琴射線照射，可使處于基態(tài)的氫原子電離出自由電子

B.用能量為10.2eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

C.用能量為11.0eV的自由電子轟擊，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

D.用能量為12.5eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)

7、氫原子從能級A躍遷到能級B時，輻射出波長為λ1的光子，從能級A躍遷到能級C時，輻射出波長為入2的光子.若入1>入2，則氫原子從能級B躍遷到能級C時，將______光子，光子的波長為_______。

8、太赫茲輻射(1THz=1012Hz)是指頻率從0.3THz到10THz、波長介于無線電波中的毫米波與紅外線之間的電磁輻射區(qū)域，所產生的T射線在物體成像、醫(yī)療診斷、環(huán)境檢測、通訊等方面具有廣闊的應用前景.最近，科學家終于研制出以紅外線激光器為基礎的首臺可產生4.4THz的T射線激光器，從而使T射線的有效利用成為現實。已知普朗克常數h=6.63×10-34J?s，關于4.4THz的T射線，下列說法中錯誤的是 BC

A.它在真空中的速度為3.0×108m/s　B.它是某種原子核衰變時產生的

C.它的波長比可見光短D.它的光子的能量約為2.9×10-21J

9、氫原子從能級A躍遷到能級B吸收頻率為 的光子，從能級A躍遷到能級C釋放頻率為 的光子，若 ，則當它從能級B躍遷到能級C時，將

A.放出頻率為 的光子　B.放出頻率為 的光子

C.吸收頻率為 的光子　D.吸收頻率為 的光子

10、日光燈中有一個啟動器，其中的玻璃泡中裝有氖氣。啟動時，玻璃泡中的氖氣會發(fā)出紅光，這是由于氖原子的

A.自由電子周期性運動而產生的

B.外層電子受激發(fā)而產生的

C.內層電子受激發(fā)而產生的

D.原子核受激發(fā)而產生的

11、已知氦離子He+能級En與量子數n的關系和氫原子能級公式類似，處于基態(tài)的氦離子He+的電離能為E=54.4eV。為使處于基態(tài)的氦離子He+處于激發(fā)態(tài)，入射光子所需的最小能量為

A.13.6 eV B.40.8 eV C.48.4 eV D.54.4 eV

12、如圖15.2-5所示是工廠利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置示意圖.(1)請簡述自動控制的原理.(2)如果工廠生產的是厚度為1mm的鋁板，在 三種射線中，哪一種對鋁板的厚度控制起主要作用，為什么?

參考答案

1 .B

2.D

3.A

4.B

5.BD

6.ABC

7.輻射

8. BC

9.B

10.B

11.B

12. (1)放射線具有穿透本領，如果向前移動的鋁板的厚度有變化，則探測器接收到的放射線的強度就會隨之變化，將這種變化轉變的電信號輸入到相應的裝置，自動地控制圖中右側的兩個輪間的距離，達到自動控制鋁板厚度的目的.

(2) 射線起主要作用，因為 射線的貫穿本領很小，一張薄紙就能把它擋住，更穿不過1mm的鋁板; 射線的貫穿本領很強，能穿過幾厘米的鉛板.當鋁板厚度發(fā)生變化時，透過鋁板的 射線強度變化較大，探測器可明顯地反映出這種變化，使自動化系統(tǒng)做出相應的反應

高三物理教案：《原子核衰變及半衰期》教學設計

原子核衰變及半衰期

新課標要求

1、知識與技能

(1)了解天然放射現象及其規(guī)律;

(2)知道三種射線的本質，以及如何利用磁場區(qū)分它們;

(3)知道放射現象的實質是原子核的衰變;

(4)知道兩種衰變的基本性質，并掌握原子核的衰變規(guī)律;

(5)理解半衰期的概念。

2、過程與方法

(1)能夠熟練運用核衰變的規(guī)律寫出核的衰變方程式;

(2)能夠利用半衰期來進行簡單計算(課后自學)。

(3)通過觀察，思考，討論，初步學會探究的方法;

(4)通過對知識的理解，培養(yǎng)自學和歸納能力。

3、情感、態(tài)度與價值觀

(1)樹立正確的，嚴謹的科學研究態(tài)度;

(2)樹立辨證唯物主義的科學觀和世界觀。

教學重點：天然放射現象及其規(guī)律，原子核的衰變規(guī)律及半衰期。

教學難點：知道三種射線的本質，以及如何利用磁場區(qū)分它們及半衰期描述的對象。

教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。

教學用具：投影片，多媒體輔助教學設備

(一)引入新課

本節(jié)課我們來學習新的一章：原子核。本章主要介紹了核物理的一些初步知識，核物理研究的是原子核的組成及其變化規(guī)律，是微觀世界的現象。讓我們走進微觀世界，一起探索其中的奧秘!我們已經知道原子由原子核與核外電子組成。

那原子核內部又是什么結構呢?原子核是否可以再分呢?它是由什么微粒組成?用什么方法來研究原子核呢?

人類認識原子核的復雜結構和它的變化規(guī)律，是從發(fā)現天然放射現象開始的，1896年，法國物理學家貝克勒爾發(fā)現，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。居里和居里夫人在貝克勒爾的建議下，對鈾和鈾的各種礦石進行了深入研究，又發(fā)現了發(fā)射性更強的新元素。其中一種，為了紀念她的祖國波蘭而命名為釙(Po)，另一種命名為鐳(Ra)。

(二)進行新課

1、天然放射現象

(1)物質發(fā)射射線的性質稱為放射性(radioactivity)。元素這種自發(fā)的放出射線的現象叫做天然放射現象，具有放射性的元素稱為放射性元素。

(2)放射性不是少數幾種元素才有的，研究發(fā)現，原子序數大于82的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數小于83的元素，有的也具有放射性。

2、射線到底是什么

那這些射線到底是什么呢?把放射源放入由鉛做成的容器中，射線只能從容器的小孔射出，成為細細的一束。在射線經過的空間施加磁場，發(fā)現射線如圖所示：(投影)

思考與討論：

①你觀察到了什么現象?為什么會有這樣的現象?

②如果 射線， 射線都是帶電粒子流的話，根據圖判斷，他們分別帶什么電荷。

③如果不用磁場判斷，還可以用什么方法判斷三種射線的帶電性質?

①射線分成三束，射線在磁場中發(fā)生偏轉，是受到力的作用。這個力是洛倫茲力，說明其中的兩束射線是帶電粒子。

②根據左手定則，可以判斷 射線都是正電荷， 射線是負電荷。

③帶電粒子在電場中要受電場力作用，可以加一偏轉電場，也能判斷三種射線的帶電性質，如圖：

我們已經研究了這三種射線的帶電性質，那么這些射線還有哪些性質呢?請同學們閱讀課文后填寫表格?？磿偨Y。

小結：

①實驗發(fā)現：元素具有放射性是由原子核本身的因素決定的，跟原子所處的物理或化學狀態(tài)無關。不管該元素是以單質的形式存在，還是和其他元素形成化合物，或者對它施加壓力，或者升高它的溫度，它都具有放射性。

②三種射線都是高速運動的粒子，能量很高，都來自于原子核內部，這也使我們認識到原子核蘊藏有巨大的核能，原子核內也有其復雜的結構。

例題：下列說法正確的是( )

A. 射線粒子和電子是兩種不同的粒子 B.紅外線的波長比X射線的波長長

C. 粒子不同于氦原子核 D. 射線的貫穿本領比 粒子強

點評：本題考查了粒子的性質及電磁波波長的比較等基本知識。19世紀末20世紀初，人們發(fā)現X， ， ， 射線，經研究知道，X， 射線均為電磁波，只是波長不同。可見光，紅外線也是電磁波，波長從短到長的電磁波波譜要牢記。另外， 射線是電子流， 粒子是氦核。從 ， ， 三者的穿透本領而言： 射線最強， 射線最弱，這些知識要牢記。

3、原子核的衰變

(1)原子核的衰變

原子核放出α或β粒子，由于核電荷數變了，它在周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變。一種物質變成另一種物質。

(2)α衰變

鈾238核放出一個α粒子后，核的質量數減少4，核電荷數減少2，變成新核--釷234核。那這種放出α粒子的衰變叫做α衰變。這個過程可以用衰變方程式來表示：23892U→23490Th+42He

(3)衰變方程式遵守的規(guī)律

第一、質量數守恒

第二、核電荷數守恒

α衰變規(guī)律：AZX→A-4Z-2Y+42He

(4)β衰變

釷234核也具有放射性，它能放出一個β粒子而變成23491Pa(鏷)，那它進行的是β衰變，請同學們寫出釷234核的衰變方程式?β粒子用0-1e表示。

釷234核的衰變方程式： 23490Th→23491Pa+0-1e

衰變前后核電荷數、質量數都守恒，新核的質量數不會改變但核電荷數應加1

β衰變規(guī)律：AZX→AZ+1Y+0-1e

提問：β衰變如果按衰變方程式的規(guī)律來寫的話應該沒有問題，但并不象α衰變那樣容易理解，因為核電荷數要增加，學生會問為什么會增加?哪來的電子?

原子核內雖然沒有電子，但核內的的質子和中子是可以相互轉化的。當核內的中子轉化為質子時同時要產生一個電子：10n→11H+0-1e 這個電子從核內釋放出來，就形成了β衰變。可以看出新核少了一個中子，卻增加了一個質子，并放出一個電子。

(5)γ射線

是由于原子核在發(fā)生α衰變和β衰變時原子核受激發(fā)而產生的光(能量)輻射，通常是伴隨α射線和β射線而產生。γ射線的本質是能量。理解γ射線的本質，不能單獨發(fā)生。

4、半衰期

提問：閱讀教材半衰期部分放射性元素的衰變的快慢有什么規(guī)律?用什么物理量描述?這種描述的對象是誰?

氡的衰變圖的投影：

m/m0=(1/2)n

學生交流閱讀體會：

(1)氡每隔3.8天質量就減少一半。

(2)用半衰期來表示。

(3)大量的氡核。

總結：半衰期表示放射性元素的衰變的快慢;放射性元素的原子核，有半數發(fā)生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期;半衰期描述的對象是大量的原子核，不是個別原子核，這是一個統(tǒng)計規(guī)律。

例如：數學上的概率問題

(拋硬幣)將1萬枚硬幣拋在地上，那正反兩面的個數大概為5000對5000，但就某個硬幣來看要么是正面，要么是反面。這個事實告訴我們統(tǒng)計規(guī)律的對象僅僅對大量事實適用，對個別不適用。

元素的半衰期反映的是原子核內部的性質，與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關。簡單介紹：

鐳226→氡222的半衰期為1620年

鈾238→釷234的半衰期為4.5億年

說明：一種元素的半衰期與這種元素是以單質形式還是以化合物形式存在，或者加壓，增溫均不會改變。

教師給出課堂鞏固練習題

例1：配平下列衰變方程

23492U→23090Th+( 42He )

23490U→23491Pa+( 0-1e )

例2：釷232(23290Th)經過________次α衰變和________次β衰變，最后成為鉛208(20882Pb)

分析：因為α衰變改變原子核的質量數而β衰變不能，所以應先從判斷α衰變次數入手：

α衰變次數= =6

每經過1次α衰變，原子核失去2個基本電荷，那么，釷核經過6次α衰變后剩余的電荷數與鉛核實際的電荷數之差，決定了β衰變次數：

β衰變次數= =4

高三物理教案：《量子論初步和原子核》教學設計

俗話說，居安思危，思則有備，有備無患。作為高中教師就要根據教學內容制定合適的教案。教案可以讓學生更好地進入課堂環(huán)境中來，幫助高中教師營造一個良好的教學氛圍。你知道怎么寫具體的高中教案內容嗎？考慮到您的需要，小編特地編輯了“高三物理教案：《量子論初步和原子核》教學設計”，供您參考，希望能夠幫助到大家。

光電效應與光子說

1.某金屬在一黃光照射下,正好有電子逸出,下述說法中,哪種是正確的 ( )

A.增大光強,而不改變光的頻率,光電子的最大初動能將不變

B.用一束更大強度的紅光代替黃光,仍能發(fā)生光電效應

C.用強度相同的紫光代替黃光,光電流強度將不變

D.用強度較弱的紫光代替黃光,有可能不發(fā)生光電效應

答案 A

要點二 光的波粒二象性

2.物理學家做了一個有趣的實驗:在光屏處放上照相用的底片.若減弱光的強度,使光子只能一個一個地通過狹縫.實驗結果表明,如果曝光時間不太長,底片只能出現一些不規(guī)則的點子;如果曝光時間足夠長,底片上就會出現規(guī)則的干涉條紋.對這個實驗結果有下列認識,其中正確的是 ( )

A.曝光時間不太長時,底片上只能出現一些不規(guī)則的點子,表現出光的波動性

B.單個光子通過雙縫后的落點可以預測

C.只有大量光子的行為才能表現出光的粒子性

D.干涉條紋中明亮的部分是光子到達機會較多的地方

答案 D

題型1 對光電效應規(guī)律的理解

【例1】關于光電效應,下列說法正確的是 ( )

A.光電子的最大初動能與入射光的頻率成正比

B.光電子的動能越大,光電子形成的電流強度就越大

C.用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產生的光電子的初動能要大

D.對于任何一種金屬都存在一個"最大波長",入射光的波長必須小于這個波長,才能產生光電 效應

答案 D

題型2 光電效應方程的應用

【例2】如圖所示,一光電管的陰極用極限波長為 0的鈉制成.用波長為λ的紫外線照射陰極,光電管陽極A和陰極K之間的電勢差為U,光電流的飽和值為I.

(1)求每秒由K極發(fā)射的電子數.

(2)求電子到達A極時的最大動能.(普朗克常量為h,電子的電荷量為e)?

答案 (1)

題型3 "光子說"的應用

【例3】根據量子理論,光子的能量E和動量p之間的關系式為E=pc,其中c表示光速,由于光子有動量,照到物體表面的光子被物體吸收或反射時都會對物體產生壓強,這就是"光壓",用I表示.

(1)一臺二氧化碳氣體激光器發(fā)出的激光,功率為P0,射出光束的橫截面積為S,當它垂直照射到一物體表面并被物體全部反射時,激光對物體表面的壓力F=2p·N,其中p表示光子的動量,N表示單位時間內激光器射出的光子數,試用P0和S表示該束激光對物體產生的光壓I.

(2)有人設想在宇宙探測中用光作為動力推動探測器加速,探測器上安裝有面積極大、反射率極高的薄膜,并讓它正對太陽,已知太陽光照射薄膜對每1 m2面積上的輻射功率為1.35 kW,探測器和薄膜的總質量為M=100 kg,薄膜面積為4×104 m2,求此時探測器的加速度大小(不考慮萬有引力等其他的力)?

答案 (1)I= (2)3.6×10-3 m/s2

題型4 光電結合問題

【例4】波長為 =0.17μm的紫外線照射至金屬筒上能使其發(fā)射光電子,光電子在磁感應強度為B的勻強磁場中,做最大半徑為r的勻速圓周運動時,已知r·B=5.6×10-6 T·m,光電子質量m=9.1×10-31 kg,電荷量e=1.6×10-19 C.求:

(1)光電子的最大動能.

(2)金屬筒的逸出功.

答案 (1)4.41×10-19 J (2)7.3×10-19?J