獅子和鹿教案

原子和原子核專(zhuān)題。

俗話(huà)說(shuō)，磨刀不誤砍柴工。教師要準(zhǔn)備好教案，這是每個(gè)教師都不可缺少的。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容，幫助教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。怎么才能讓教案寫(xiě)的更加全面呢？下面的內(nèi)容是小編為大家整理的原子和原子核專(zhuān)題，歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

內(nèi)容精講

本專(zhuān)題內(nèi)容包括原子核式結(jié)構(gòu)的模型；玻爾理論、原子的能級(jí)；天然放射現(xiàn)象、衰變；核反應(yīng)、核能；重核的裂變、輕核的聚變。

一．重要的概念：能級(jí)、天然放射現(xiàn)象、質(zhì)量虧損、核能

二．重要規(guī)律：核反應(yīng)遵守遵守兩種守恒--質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒（是核反應(yīng)配平的依據(jù)）。

三．幾個(gè)知識(shí)要點(diǎn)疏理：

1.知道α粒子的散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果和原子核式結(jié)構(gòu)的模型

2.熟記一些基本粒子（即中子、α粒子、電子、正電子、質(zhì)子、氘核、氚核、光子）的符號(hào)。

3.光子的發(fā)射和吸收：原子可從一能級(jí)躍遷到另一能級(jí)。原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，放出一個(gè)光子；原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)，則需吸收一個(gè)光子。但發(fā)射或吸收的光子不是任意的。

4.知道α射線、β射線、γ射線三種射線的實(shí)質(zhì)和特性，以及射線的應(yīng)用。

5.四種核反應(yīng)：衰變、原子核的人工轉(zhuǎn)變、重核裂變和輕核聚變。

6.核能的計(jì)算：

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高考物理考點(diǎn)重點(diǎn)原子結(jié)構(gòu)和原子核復(fù)習(xí)

第十九章原子結(jié)構(gòu)和原子核

1．本章內(nèi)容可分為兩部分，即原子結(jié)構(gòu)和原子核。重點(diǎn)內(nèi)容是：氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和公式；原子核的衰變和半衰期；核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě)；結(jié)合能和質(zhì)量虧損。從考試大綱可以看到全部是I級(jí)要求。
2．高考對(duì)本專(zhuān)題考查特點(diǎn)是命題熱點(diǎn)分散，偏重于知識(shí)的了解和記憶，多以每部分內(nèi)容單獨(dú)命題，多為定性分析，“考課本”，“不回避陳題”是本專(zhuān)題考查的最大特點(diǎn)，題型多以選擇題形式出現(xiàn)，幾乎在每年高考中占一個(gè)小題。
3．本單元內(nèi)容與現(xiàn)代科技相聯(lián)系的題目較多，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)引起高度重視。
第一課時(shí)氫原子光譜
氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)和公式

【教學(xué)要求】
1．了解人們對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過(guò)程
2．掌握α粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子核式結(jié)構(gòu)的
3．理解玻爾模型的三條假設(shè)
【知識(shí)再現(xiàn)】
一、人們認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的思維線索
氣體放電的研究→陰極射線→發(fā)現(xiàn)電子（1897年，湯姆生）→湯姆生的“棗糕模型”盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型玻爾模型（軌道量子化模型）。
二、盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型
1．α粒子散射實(shí)驗(yàn)
做法：用質(zhì)量是電子7300倍的a粒子轟擊薄金箔。
結(jié)果：絕大多數(shù)，少數(shù)，極少數(shù)，有的甚至。
2．原子的核式結(jié)構(gòu)
在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫做原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)．原子核所帶的正電荷數(shù)等于核外的電子數(shù)，所以整個(gè)原子是中性的。
3．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)估算：原子核大小的數(shù)量級(jí)為10-15－10-14m，原子大小的數(shù)量級(jí)為10-10m
三、玻爾的原子理論——三條假設(shè)
1．“定態(tài)假設(shè)”：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中，電子雖做變速運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射電磁波，這樣的相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)稱(chēng)為定態(tài)。
2．“躍遷假設(shè)”：電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)處于定態(tài)時(shí)不輻射電磁波，但電子在兩個(gè)不同定態(tài)間發(fā)生躍遷時(shí)，卻要輻射（吸收）電磁波（光子），其頻率由兩個(gè)定態(tài)的能量差值決定hv=E2-E1。
3．“軌道量子化假設(shè)”：由于能量狀態(tài)的不連續(xù)，因此電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道半徑也不能任意取值，必須滿(mǎn)足
四、氫原子能級(jí)及氫光譜
1．氫原子能級(jí)：原子各個(gè)定態(tài)對(duì)應(yīng)的能量是不連續(xù)的，這些能量值叫做能級(jí)。
2．氫原子的能級(jí)圖
3．氫光譜
在氫光譜中，n=2,3,4,5,……向n=1躍遷發(fā)光形成賴(lài)曼線系；
n=3,4,5,6向n=2躍遷發(fā)光形成巴耳末線系；
n=4,5,6,7……向n=3躍遷發(fā)光形成帕邢線系；
n=5,6,7,8……向n=4躍遷發(fā)光形成布喇開(kāi)線系，
其中只有巴耳末線系的前4條譜線落在可見(jiàn)光區(qū)域內(nèi)。
知識(shí)點(diǎn)一原子的核式結(jié)構(gòu)
盧瑟福由α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。我們把這樣的原子模型稱(chēng)為“核式結(jié)構(gòu)模型”。
【應(yīng)用1】英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福用α粒子轟擊金箔，發(fā)現(xiàn)了α粒子的散射現(xiàn)象。下圖中，o表示金原子核的位置，則能正確表示該實(shí)驗(yàn)中經(jīng)過(guò)金原子核附近的α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡的圖是（）
導(dǎo)示:根據(jù)庫(kù)侖定律知：離核越近的粒子受到的庫(kù)侖斥力越大，運(yùn)動(dòng)軌跡彎曲越厲害。又正對(duì)原子核粒子將被彈回。故正確答案選BD。
知識(shí)點(diǎn)二氫原子的能級(jí)、軌道公式
1．能級(jí)公式：氫原子存在一個(gè)能量最低也是最穩(wěn)定的狀態(tài)，稱(chēng)為基態(tài)，其能量用E1表示；其余定態(tài)稱(chēng)為激發(fā)態(tài)，能量用En表示，由玻爾理論可推出氫原子能級(jí)公式En=E1/n2即(n=1、2、……)式中n稱(chēng)為能量量子數(shù)。E1=-l3.6eV。
2．半徑公式rn=n2r1式中r1，為基態(tài)半徑，又稱(chēng)為玻爾半徑，r1=O.53×10-10m
【應(yīng)用2】（07海南卷）氫原子第n能級(jí)的能量為En=E1/n2，其中E1是基態(tài)能量，而n=1、2、…。若一氫原子發(fā)射能量為的光子后處于比基態(tài)能量高出的激發(fā)態(tài)，則氫原子發(fā)射光子前后分別處于第幾能級(jí)？
導(dǎo)示:設(shè)氫原子發(fā)射光子前后分別處于第l與第m能級(jí)，則依題意有
①
②
由②式解得：m=2③
由①③式得：l=4④
氫原子發(fā)射光子前后分別處于第4與第2能級(jí)。
1、原子定態(tài)能量En是指核外電子動(dòng)能及電子與核之間的靜電勢(shì)能之和；2、En是負(fù)值，這里是取電子自由態(tài)作為能量零點(diǎn)。
類(lèi)型一氫原子的躍遷與電離問(wèn)題
當(dāng)原子從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)，要吸收一定能量的光子，當(dāng)一個(gè)光子的能量滿(mǎn)足hγ=E末-E初時(shí)，才能被某一個(gè)原子吸收，使原子從低能級(jí)E初向高能級(jí)E末躍遷，而當(dāng)光子能量hγ大于或小于E末-E初時(shí)都不能被原子吸收。當(dāng)原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時(shí)的兩能級(jí)間的能量差．當(dāng)光子能量大于或等于l3.6eV時(shí)，也可以被氫原子吸收，使氫原子電離；當(dāng)氫原子吸收的光子能量大于13.6eV時(shí)，氫原子電離后，電子具有一定的初動(dòng)能。
【例1】（2007年高考理綜Ⅰ卷）用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測(cè)到了一定數(shù)目的光譜線。調(diào)高電子的能量再此進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來(lái)增加了5條。用△n表示兩次觀測(cè)中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)n之差，E表示調(diào)高后電子的能量。根據(jù)氫原子的能級(jí)圖可以判斷，△n和E的可能值為（）
A．△n=1，13.22eVE13.32eV
B．△n=2，13.22eVE13.32eV
C．△n=1，12.75eVE13.06eV
D．△n=2，12.75eVE13.06eV
導(dǎo)示:原子的躍遷公式只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況。實(shí)物粒子與原子相互作用而使原子激發(fā)時(shí)，粒子的能量不受上述條件的限制。
本題由于是電子轟擊,存在兩種可能：第一種n=2到n=4,所以電子的能量必須滿(mǎn)足13.6-0.85E13.6-0.54,故D選項(xiàng)正確；第二種可能是n=5到n=6,電子能量必須滿(mǎn)足13.6-0.38E13.6-0.28,故A選項(xiàng)正確。
所以答案應(yīng)選AD。
原子躍遷時(shí)需注意的幾個(gè)問(wèn)題：（1）一群原子和一個(gè)原子：一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出的光譜線條數(shù)為N=Cn2=n(n-1)/2；一個(gè)氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)上時(shí)，最多可輻射出n-1條光譜線。（2）光子激發(fā)和實(shí)物粒子激發(fā)：若是在光子的作用下引起原子的躍遷，則要求光子的能量必須等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差；若是在實(shí)物粒子的碰撞下引起原子的躍遷，則要求實(shí)物粒子的能量必須大于或等于原子的某兩個(gè)能級(jí)差。（3）直接躍遷和間接躍遷：原子從一種能量狀態(tài)躍遷到另一種能量狀態(tài)，有時(shí)可能是直接躍遷，有時(shí)是間接躍遷。兩種情況下輻射（或吸收）光子的可能性及頻率可能不同。（4）躍遷和電離。
類(lèi)型二躍遷過(guò)程的能量變化問(wèn)題
【例2】（07屆南京市綜合檢測(cè)題三）處于激發(fā)態(tài)的原子，如果在入射光子的作用下，可以引起其從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷，同時(shí)在兩個(gè)能態(tài)之間的能量差以輻射光子的形式發(fā)射出去，這種輻射叫做受激輻射。原子發(fā)生受激輻射時(shí)，發(fā)出的光子的頻率、發(fā)射方向等都跟入射光子完全一樣，這樣使光得到加強(qiáng)，這就是激光產(chǎn)生的機(jī)理。那么，發(fā)生受激輻射時(shí)，產(chǎn)生激光的原子的總能量En、電子的電勢(shì)能Ep、電子動(dòng)能Ek的變化關(guān)系是（D）
A．En減小、Ep增大、Ek增大
B．En增大、Ep減小、Ek減小
C．En減小、Ep增大、Ek減小
D．En減小、Ep減小、Ek增大
導(dǎo)示:由玻爾理論可知，氫原子輻射光子后，應(yīng)從離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道，在此躍遷過(guò)程中，電場(chǎng)力對(duì)電子做了正功，因而電勢(shì)能應(yīng)減小。另由經(jīng)典電磁理論知，電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力即為氫核對(duì)電子的庫(kù)侖力：ke2/r2=mv2/r，所以Ek=mv2=ke2/2r?？梢?jiàn)，電子運(yùn)動(dòng)半徑越小，其動(dòng)能越大．再結(jié)合能量轉(zhuǎn)化和守恒定律，氫原子放出光子，輻射出一定的能量，所以原子的總能量減小。綜上討論，可知該題只有答案D正確。
故選D。
1．根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型．圖中虛線表示原子核所形成的電場(chǎng)的等勢(shì)線，實(shí)線表示一個(gè)α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡．在α粒子從a運(yùn)動(dòng)到b、再運(yùn)動(dòng)到c的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是（）
A．動(dòng)能先增大，后減小
B．電勢(shì)能先減小，后增大
C．電場(chǎng)力先做負(fù)功，后做正功，總功等于零
D．加速度先變小，后變大

2．（2007年全國(guó)卷Ⅱ）氫原子在某三個(gè)相鄰能級(jí)間躍遷時(shí)，可發(fā)出三種不同波長(zhǎng)的輻射光。已知其中的兩個(gè)波長(zhǎng)分別為λ1和λ2，且λ1＞λ2，則另一個(gè)波長(zhǎng)可能是（）
A．λ1＋λ2B．λ1-λ2
C．D．

3．（07廣東卷）如圖所示為氫原子的四個(gè)能級(jí)，其中E1為基態(tài)，若氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2，氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3，則下列說(shuō)法正確的是（）
A．原子A可能輻射出3種頻率的光子
B．原子B可能輻射出3種頻率的光子
C．原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷道能級(jí)E4
D．原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷道能級(jí)E4

答案：1、C；2、CD；3、B。

認(rèn)識(shí)原子核教學(xué)設(shè)計(jì)

第3單元課時(shí)2
認(rèn)識(shí)原子核
教學(xué)設(shè)計(jì)
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.了解原子由原子核和核外電子構(gòu)成，認(rèn)識(shí)原子組成的符號(hào)。
2.初步了解相對(duì)原子質(zhì)量的概念，知道核素、質(zhì)量數(shù)、同位素的概念。
3.培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析綜合能力和抽象思維能力。
4.世界的物質(zhì)性、物質(zhì)的可分性的辨證唯物主義觀點(diǎn)的教育。
二、教學(xué)重、難點(diǎn)
原子核的組成；同位素等概念。
三、設(shè)計(jì)思路
本課時(shí)設(shè)計(jì)從原子相對(duì)比較形象、具體的“質(zhì)量”出發(fā)，在學(xué)生了解原子的質(zhì)量基礎(chǔ)上，回顧上節(jié)課所涉及到的盧瑟福的ɑ粒子散射實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生推測(cè)原子核的電性，并與電子比較質(zhì)量相對(duì)大小，使學(xué)生主動(dòng)參與原子核的組成、性質(zhì)以及核素、同位素等概念的探討
四、教學(xué)過(guò)程
[導(dǎo)入]我們已知道原子很小但有質(zhì)量，那么原子的質(zhì)量到底有多大呢？不同的原子質(zhì)量各不相同，可以用現(xiàn)代科學(xué)儀器精確地測(cè)量出來(lái)。
例如：一個(gè)碳原子的質(zhì)量是：0．00000000000000000000000001993kg，即1.993×10-26kg；一個(gè)氧原子的質(zhì)量是2．657×10-26kg；一個(gè)鐵原子的質(zhì)量是9．288×10-26kg。這樣小的數(shù)字，書(shū)寫(xiě)、記憶和使用起來(lái)都很不方便，就像用噸做單位來(lái)表示一粒沙子的質(zhì)量一樣。因此，在國(guó)際上，一般不直接用原子的實(shí)際質(zhì)量，而采用不同原子的相對(duì)質(zhì)量——相對(duì)原子質(zhì)量。
[板書(shū)]相對(duì)原子質(zhì)量：某原子的質(zhì)量與C—12原子質(zhì)量的1/12的比值。
[提出問(wèn)題]你知道C—12原子指的是什么原子嗎？
[講解]我們已經(jīng)知道原子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒。它是由原子核和核外電子構(gòu)成的。那原子核中又有哪些結(jié)構(gòu)和性質(zhì)呢？今天就讓我們來(lái)認(rèn)識(shí)原子核。
[提出問(wèn)題]盧瑟福的ɑ粒子散射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子具有怎樣的結(jié)構(gòu)？
[板書(shū)]
一、原子的組成：
中子
原子核
質(zhì)子
1.原子
核外電子
[講解]絕大多數(shù)原子的原子核都是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的。原子的體積已經(jīng)很小了，原子核在它里面，當(dāng)然更小。如果假設(shè)原子是一個(gè)龐大的體育場(chǎng)，那么，原子核則是位于場(chǎng)中央的一個(gè)小螞蟻。
[提出問(wèn)題]在原子中，質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、電子數(shù)有怎樣的關(guān)系？為什么？
原子在化學(xué)反應(yīng)中失去或得到電子，它還顯電中性嗎？此時(shí)，它還是原子嗎？離子所帶的電荷數(shù)與離子中的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)之間有什么關(guān)系？
忽略電子的質(zhì)量，原子的相對(duì)原子質(zhì)量在數(shù)值上與原子的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有什么關(guān)系？什么是質(zhì)量數(shù)？怎樣簡(jiǎn)潔的表達(dá)原子核的構(gòu)成？其含義是什么？
[講解]原子核內(nèi)所有質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似值加起來(lái)，所得數(shù)值便近似等于該原子的相對(duì)原子質(zhì)量，我們把其稱(chēng)為質(zhì)量數(shù)，用符號(hào)A表示。X中Z表示質(zhì)子數(shù)，X表示元素符號(hào)。如C表示質(zhì)量數(shù)為12，原子核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子的碳原子或原子核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)中子的碳原子。前面我們提到的作為相對(duì)原子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的C—12指的就是這種原子。
[板書(shū)]
2.質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）
[過(guò)渡]“O”與“O”所表示的意義是否相同？
同一種元素的原子具有相同的質(zhì)子數(shù)，但中子數(shù)不一定相同。如在自然界存在著三種不同的氫原子：氕、氘、氚
質(zhì)子數(shù)111
中子數(shù)012
核素：具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。（原子核的組成不同）
同位素：質(zhì)子數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同的核素之間的互稱(chēng)。
（學(xué)生閱讀教材33頁(yè)“拓展視野”）
[板書(shū)]

第二課時(shí)認(rèn)識(shí)原子核
一、原子的構(gòu)成：
1.中子（不帶電）
原子核
質(zhì)子（帶正電）一個(gè)質(zhì)子帶一個(gè)單位正電荷
原子
核外電子（帶負(fù)電）一個(gè)電子帶一個(gè)單位負(fù)電荷
在一個(gè)原子中：質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)=核電荷數(shù)
離子中離子所帶的電荷=質(zhì)子數(shù)—核外電子數(shù)
2.質(zhì)量數(shù)：用符號(hào)A表示。中子數(shù)規(guī)定用符號(hào)N表示，X表示某種元素符號(hào)
質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）
二、1.元素：質(zhì)子數(shù)相同的同一類(lèi)原子的總稱(chēng)。
2.核素：具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。
3.同位素：質(zhì)子數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同的核素之間的互稱(chēng)。

二、原子核的組成

一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計(jì)劃，作為高中教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容，幫助高中教師在教學(xué)期間更好的掌握節(jié)奏。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？下面是小編為大家整理的“二、原子核的組成”，僅供參考，希望能為您提供參考！

二、原子核的組成

（一）教學(xué)目的

1．常識(shí)性了解射線的應(yīng)用，強(qiáng)射線對(duì)人體的危害及防護(hù)。

2．常識(shí)性了解原子核的組成。

3．進(jìn)行物理學(xué)研究方法的啟蒙教育。

（二）教具

錄像機(jī)，監(jiān)視器，原子彈和氫彈爆炸的錄像剪接帶。（若沒(méi)有上述器材可用原子彈、氫彈爆炸的掛圖代替）

（三）教學(xué)過(guò)程

1．引入新課

教師：為了打破核壟斷，抵制核訛詐，我國(guó)科技工作者自力更生、發(fā)奮圖強(qiáng)，從1961年起自己進(jìn)行核武器的研制，在黨中央的親切關(guān)懷下，全國(guó)一盤(pán)棋，用了短短4年時(shí)間就完成了研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一顆原子彈。

播放錄像：我國(guó)第一顆原子彈爆炸的實(shí)況。

教師：這是我國(guó)第一顆原子彈試爆的實(shí)況，其威力超過(guò)了第二次世界大戰(zhàn)期間美國(guó)在日本廣島上空爆炸的原子彈。緊接著于1967年6月17日又成功地爆炸了第一顆氫彈，完成了其他國(guó)家要十幾年或幾十年才做完的工作。

播放錄像：我國(guó)第一顆氫彈試爆實(shí)況。

這是我國(guó)試爆第一顆氫彈的情況，與原子彈相比，氫彈所用的燃料更少，而威力則比原子彈大很多。

（若沒(méi)有錄像設(shè)備，就出示掛圖，指著原子彈爆炸后形成的蘑菇云問(wèn)學(xué)生：你們知道這是什么嗎？然后教師再介紹上述情況）

原子彈和氫彈為什么會(huì)具有這么大的威力呢？因?yàn)樗鼈兌祭昧撕四堋Ｎ覀冎阑瘜W(xué)能是在原子發(fā)生變化時(shí)放出的能量而核能是在原子核發(fā)生變化時(shí)放出的能量。為了了解核能，先要知道原子核的組成情況。

2．進(jìn)行新課

板書(shū)課題：〈第二節(jié)原子核的組成〉

(1)電子的發(fā)現(xiàn)和放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

教師：我們已經(jīng)學(xué)過(guò)，物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的，原子已經(jīng)是很小很小的微粒了，其直徑只有10-10米，所以在十九世紀(jì)以前，人們一直認(rèn)為原子是不可再分的中性粒子。1897年英國(guó)物理學(xué)家湯姆生在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子，而電子比原子小得多，因而人們才認(rèn)識(shí)到原子內(nèi)部還有結(jié)構(gòu)。

板書(shū)：〈電子的發(fā)現(xiàn)把人們帶入了原子內(nèi)部的世界〉

在同一時(shí)期人們還發(fā)現(xiàn)了天然放射性現(xiàn)象，對(duì)放射性現(xiàn)象的進(jìn)一步研究，人們認(rèn)識(shí)到原子核內(nèi)部還有結(jié)構(gòu)，原子核由比它更小的粒子組成?？梢?jiàn)人類(lèi)對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)是沒(méi)有止盡的。我們先來(lái)學(xué)習(xí)放射性現(xiàn)象。

板書(shū)：〈放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)把人們帶入了原子核內(nèi)部的世界〉

(2)放射性現(xiàn)象

①什么是放射性現(xiàn)象？

教師邊寫(xiě)邊說(shuō)：像鈾(U)、釙(Po)、鐳(Ra)等元素能自發(fā)地放出一些人眼看不見(jiàn)的、能穿透黑紙使照相底片感光的射線，這種現(xiàn)象叫放射性現(xiàn)象。這些元素叫放射性元素。

②射線究竟是什么？

教師：在放射性現(xiàn)象中放出的射線是什么東西呢？它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性質(zhì)以外，還有些什么性質(zhì)呢？比如：這些射線帶不帶電呢？為了了解它們的性質(zhì)，還得通過(guò)實(shí)驗(yàn)。

教師：我們做什么樣的實(shí)驗(yàn)，才能判斷它們帶不帶電呢？（放射性現(xiàn)象中放出的射線若是帶電的，射線在磁場(chǎng)中將像通電導(dǎo)體那樣發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由偏轉(zhuǎn)的方向和磁體的N、S極位置還可判斷射線帶的是什么電。）

教師：我們利用已經(jīng)掌握的知識(shí)可以去探索還不知道的現(xiàn)象和規(guī)律，最基本的研究方法是通過(guò)實(shí)驗(yàn)。把放射性元素裝在一個(gè)壁很厚的鉛盒里（射線穿不透），在盒壁上有一個(gè)小孔，放射線可由此孔射出，然后把它們放到兩個(gè)很強(qiáng)的磁極之間，再用照相底片把射線的軌道記錄下來(lái)。從照相底片上看到，放射線分成了三束，其中兩束向相反方向偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明這兩束射線帶異種電荷；中間一束不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明它不帶電，是中性的。

這三種射線有哪些性質(zhì)呢？它們的實(shí)質(zhì)是什么呢？

板書(shū)：〈射線由兩種帶異種電荷的粒子和一種不帶電的中性粒子組成〉

(3)三種射線

①α射線

根據(jù)射線的偏轉(zhuǎn)方向和磁場(chǎng)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?？茖W(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α粒子就是氦原子核。

板書(shū)：〈α射線的實(shí)質(zhì)就是高速運(yùn)動(dòng)的氦核流〉

由于α粒子的質(zhì)量較大，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。

②β射線

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)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。

板書(shū)：〈β射線的實(shí)質(zhì)就是高速運(yùn)動(dòng)的電子流〉

實(shí)驗(yàn)還表明，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。

③γ射線

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

板書(shū)：〈γ射線是一種電磁波〉

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

(4)γ射線的應(yīng)用和防護(hù)

由于γ射線穿透性極強(qiáng)，照到動(dòng)、植物上還能對(duì)細(xì)胞發(fā)生生物化學(xué)作用，因此在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)上都有重要應(yīng)用。在工業(yè)上可用它作金屬探傷，或檢查金屬板的厚度，例如飛機(jī)、火車(chē)、輪船上的主軸是用鋼材鍛壓而成的，里面有沒(méi)有砂眼或裂縫呢？以前是用破壞法抽樣檢查的，可靠性差，又浪費(fèi)材料，現(xiàn)改用γ射線來(lái)探查，準(zhǔn)確度高，又不損耗材料；在農(nóng)業(yè)上用γ射線來(lái)適當(dāng)照射種子，能使農(nóng)作物增產(chǎn)，還能增強(qiáng)某些作物的抗病能力，改良農(nóng)作物的品質(zhì)；在醫(yī)學(xué)上還可用γ射線作“放療”，醫(yī)治惡性腫瘤。

事物總是一分為二的，γ射線能殺死癌細(xì)胞，也能殺死正常細(xì)胞，或使正常細(xì)胞癌變，因此在使用放射性元素時(shí)，要注意射線的防護(hù)，要防止放射性物質(zhì)泄漏，以免對(duì)水源、空氣和工作場(chǎng)所造成污染。

(5)原子核的組成

深入研究表明，放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性元素的原子核內(nèi)釋放出來(lái)的，這表明原子核也有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

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組成的呢？這是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，直到目前原子核內(nèi)部的細(xì)微組成情況仍是科學(xué)研究的尖端項(xiàng)目之一。現(xiàn)在我們只是粗淺地、簡(jiǎn)單地介紹原子核內(nèi)部的基本組成情況。

①英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福在1919年做核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，經(jīng)過(guò)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)和氫原子核的性質(zhì)完全相同，所以質(zhì)子就是氫原子核。

②1932年英國(guó)物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子，通過(guò)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。是中性粒子。在對(duì)各種原子核進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和電子是組成原子核的兩種基本粒子。

板書(shū)：〈原子核是由質(zhì)子和中子組成的〉

現(xiàn)在我們已經(jīng)知道：氫原子核(H)最簡(jiǎn)單，它就是一個(gè)質(zhì)子，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)；……同學(xué)們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律：

板書(shū)：〈各種原子核內(nèi)質(zhì)子的個(gè)數(shù)（核的電荷數(shù)）和核外電子的個(gè)數(shù)都相同，它也等于該種元素在元素周期表中的原子序數(shù)；原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的總數(shù)叫做核的質(zhì)量數(shù)，它等于該元素原子量的整數(shù)部分。〉

③在某種核反應(yīng)中，一個(gè)中子變成一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子。這就是原子核內(nèi)沒(méi)有電子，又會(huì)放出電子，產(chǎn)生β射線的原因。

3．總結(jié)（略）

4．布置作業(yè)

閱讀課本，了解放射性現(xiàn)象和原子核組成的基本情況。

高三物理《原子和原子核公式》必備知識(shí)點(diǎn)

高三物理《原子和原子核公式》必備知識(shí)點(diǎn)

原子和原子核公式總結(jié)
1.α粒子散射試驗(yàn)結(jié)果a)大多數(shù)的α粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn);(b)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn);(c)極少數(shù)α粒子出現(xiàn)大角度的偏轉(zhuǎn)(甚至反彈回來(lái))
2.原子核的大?。?0-15～10-14m，原子的半徑約10-10m(原子的核式結(jié)構(gòu))
3.光子的發(fā)射與吸收：原子發(fā)生定態(tài)躍遷時(shí),要輻射(或吸收)一定頻率的光子:hν=E初-E末{能級(jí)躍遷｝
4.原子核的組成：質(zhì)子和中子(統(tǒng)稱(chēng)為核子)，{A=質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)，Z=電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)〔見(jiàn)第三冊(cè)P63〕｝
5.天然放射現(xiàn)象：α射線(α粒子是氦原子核)、β射線(高速運(yùn)動(dòng)的電子流)、γ射線(波長(zhǎng)極短的電磁波)、α衰變與β衰變、半衰期(有半數(shù)以上的原子核發(fā)生了衰變所用的時(shí)間)。γ射線是伴隨α射線和β射線產(chǎn)生的〔見(jiàn)第三冊(cè)P64〕
6.愛(ài)因斯坦的質(zhì)能方程:E=mc2{E:能量(J)，m:質(zhì)量(Kg)，c:光在真空中的速度｝
7.核能的計(jì)算ΔE=Δmc2{當(dāng)Δm的單位用kg時(shí)，ΔE的單位為J;當(dāng)Δm用原子質(zhì)量單位u時(shí)，算出的ΔE單位為uc2;1uc2=931.5MeV｝〔見(jiàn)第三冊(cè)P72〕。
注：
(1)常見(jiàn)的核反應(yīng)方程(重核裂變、輕核聚變等核反應(yīng)方程)要求掌握;
(2)熟記常見(jiàn)粒子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù);
(3)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí),是正確書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程的關(guān)鍵;
(4)其它相關(guān)內(nèi)容:氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)〔見(jiàn)第三冊(cè)P49〕/氫原子的電子云〔見(jiàn)第三冊(cè)P53〕/放射性同位數(shù)及其應(yīng)用、放射性污染和防護(hù)〔見(jiàn)第三冊(cè)P69〕/重核裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的條件、核反應(yīng)堆〔見(jiàn)第三冊(cè)P73〕/輕核聚變、可控?zé)岷朔磻?yīng)〔見(jiàn)第三冊(cè)P77〕/人類(lèi)對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)。