小學(xué)教學(xué)教案

高三物理原子核結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)38。

經(jīng)驗(yàn)告訴我們，成功是留給有準(zhǔn)備的人。教師要準(zhǔn)備好教案，這是老師職責(zé)的一部分。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，幫助教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。寫好一份優(yōu)質(zhì)的教案要怎么做呢？以下是小編為大家收集的“高三物理原子核結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)38”歡迎閱讀，希望您能夠喜歡并分享！

3.1原子核結(jié)構(gòu)
新課標(biāo)要求
1、知識(shí)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(guò)程與方法
（1）通過(guò)觀察，思考，討論，初步學(xué)會(huì)探究的方法；
（2）通過(guò)對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)自學(xué)和歸納能力。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
（1）樹(shù)立正確的，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度；
（2）樹(shù)立辨證唯物主義的科學(xué)觀和世界觀。
教學(xué)重點(diǎn)：原子核的組成。
教學(xué)難點(diǎn)：如何利用磁場(chǎng)區(qū)分質(zhì)子與中子
教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。
教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備
1、原子核的組成
問(wèn)提：質(zhì)子：由誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？怎樣發(fā)現(xiàn)的？中子：發(fā)現(xiàn)的原因是什么？由誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？（盧瑟福用粒子轟擊氮核，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。查德威克發(fā)現(xiàn)中子。發(fā)現(xiàn)原因：如果原子核中只有質(zhì)子，那么原子核的質(zhì)量與電荷量之比應(yīng)等于質(zhì)子的質(zhì)量與電荷量之比，但實(shí)際卻是，絕大多數(shù)情況是前者的比值大些，盧瑟福猜想核內(nèi)還有另一種粒子）
小結(jié)：
①質(zhì)子(proton)帶正電荷，電荷量與一個(gè)電子所帶電荷量相等，
中子(nucleon)不帶電，
②數(shù)據(jù)顯示：質(zhì)子和中子的質(zhì)量十分接近，統(tǒng)稱為核子，組成原子核。

提問(wèn)：③原子核的電荷數(shù)是不是電荷量？④原子荷的質(zhì)量數(shù)是不是質(zhì)量？
提示：③不是，原子核所帶的電荷量總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，那這個(gè)倍數(shù)就叫做原子核的電荷數(shù)。
④原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，那這個(gè)倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)。
小結(jié)：③原子核的電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)
④原子核的質(zhì)量數(shù)=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)
⑤符號(hào)表示原子核，X：元素符號(hào)；A：核的質(zhì)量數(shù)；Z：核電荷數(shù)
一種鈾原子核的質(zhì)量數(shù)是235，問(wèn)：它的核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是多少？（核子數(shù)是235，質(zhì)子數(shù)是92，中子數(shù)是143）JAb88.COM

2、同位素(isotope)
（1）定義：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位置，因而互稱同位素。
（2）性質(zhì)：原子核的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子數(shù)目，也決定了電子在核外的分布情況，進(jìn)而決定了這種元素的化學(xué)性質(zhì)，因而同種元素的同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。
提問(wèn)：列舉一些元素的同位素？
提示：氫有三種同位素：氕（通常所說(shuō)的氫），氘（也叫重氫），氚（也叫超重氫），符號(hào)分別是：。
碳有兩種同位素，符號(hào)分別是。

相關(guān)閱讀

高三物理原子核結(jié)構(gòu)教案37

第一節(jié)原子核結(jié)構(gòu)
新課標(biāo)要求
1、知識(shí)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(guò)程與方法
（1）通過(guò)觀察，思考，討論，初步學(xué)會(huì)探究的方法；
（2）通過(guò)對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)自學(xué)和歸納能力。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
（1）樹(shù)立正確的，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度；
（2）樹(shù)立辨證唯物主義的科學(xué)觀和世界觀。
教學(xué)重點(diǎn)：原子核的組成。
教學(xué)難點(diǎn)：如何利用磁場(chǎng)區(qū)分質(zhì)子與中子
教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。
教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備
1、原子核的組成
問(wèn)提：質(zhì)子：由誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？怎樣發(fā)現(xiàn)的？中子：發(fā)現(xiàn)的原因是什么？由誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？（盧瑟福用粒子轟擊氮核，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。查德威克發(fā)現(xiàn)中子。發(fā)現(xiàn)原因：如果原子核中只有質(zhì)子，那么原子核的質(zhì)量與電荷量之比應(yīng)等于質(zhì)子的質(zhì)量與電荷量之比，但實(shí)際卻是，絕大多數(shù)情況是前者的比值大些，盧瑟福猜想核內(nèi)還有另一種粒子）
小結(jié)：
①質(zhì)子(proton)帶正電荷，電荷量與一個(gè)電子所帶電荷量相等，
中子(nucleon)不帶電，
②數(shù)據(jù)顯示：質(zhì)子和中子的質(zhì)量十分接近，統(tǒng)稱為核子，組成原子核。

提問(wèn)：③原子核的電荷數(shù)是不是電荷量？④原子荷的質(zhì)量數(shù)是不是質(zhì)量？
提示：③不是，原子核所帶的電荷量總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，那這個(gè)倍數(shù)就叫做原子核的電荷數(shù)。
④原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，那這個(gè)倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)。
小結(jié)：③原子核的電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=原子序數(shù)
④原子核的質(zhì)量數(shù)=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)
⑤符號(hào)表示原子核，X：元素符號(hào)；A：核的質(zhì)量數(shù)；Z：核電荷數(shù)
一種鈾原子核的質(zhì)量數(shù)是235，問(wèn)：它的核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別是多少？（核子數(shù)是235，質(zhì)子數(shù)是92，中子數(shù)是143）
2、同位素(isotope)
（1）定義：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位置，因而互稱同位素。
（2）性質(zhì)：原子核的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子數(shù)目，也決定了電子在核外的分布情況，進(jìn)而決定了這種元素的化學(xué)性質(zhì)，因而同種元素的同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。
提問(wèn)：列舉一些元素的同位素？
提示：氫有三種同位素：氕（通常所說(shuō)的氫），氘（也叫重氫），氚（也叫超重氫），符號(hào)分別是：。
碳有兩種同位素，符號(hào)分別是。

原子的核式結(jié)構(gòu)原子核

教學(xué)重點(diǎn)：粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子的核式結(jié)構(gòu)

教學(xué)難點(diǎn)：原子的核式結(jié)構(gòu)

教法示例：學(xué)生自學(xué)與教師引導(dǎo)相結(jié)合，此方法針對(duì)一般學(xué)生．

一、引入課題

提問(wèn)：原子是否還可以再分？原子是由什么構(gòu)成的？

二、電子的發(fā)現(xiàn)

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，從而揭示原子是可以再分的，湯姆生由此提出了棗糕式原子結(jié)構(gòu)，如圖所示．

本部分先由教師提出問(wèn)題，學(xué)生帶著問(wèn)題看書，然后教師總結(jié)．

三、原子的核式結(jié)構(gòu)

1、粒子散射實(shí)驗(yàn)

（1）實(shí)驗(yàn)裝置

（2）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：大多數(shù)粒子仍直線運(yùn)動(dòng)；少數(shù)粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)粒子甚至被反彈回來(lái)．

用軟件演示粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．

學(xué)生看書了解實(shí)驗(yàn)裝置與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并記憶實(shí)驗(yàn)結(jié)

2、原子的核式結(jié)構(gòu)

原子有一個(gè)很小的核，它集中了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量，電子在核外巨大的空間繞核運(yùn)動(dòng)．

教師用原子的核式結(jié)構(gòu)解釋粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：由于原子核很小，大部分粒子穿過(guò)金箔時(shí)離核較遠(yuǎn)，受到的斥力很小，它們的運(yùn)動(dòng)幾乎不受影響，仍沿直線運(yùn)動(dòng)；只有極少數(shù)粒子從原子核附近飛過(guò)，受到原子核的庫(kù)侖斥力較大，發(fā)生明顯的偏轉(zhuǎn)．

四、原子核的構(gòu)成

原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成．同位素是質(zhì)子數(shù)相同、而中子數(shù)不同的原子．

學(xué)生看書．

教師講解一些有關(guān)質(zhì)子和中子發(fā)現(xiàn)的物理學(xué)史內(nèi)容．

高三物理原子核衰變及半衰期教學(xué)設(shè)計(jì)40

3.2原子核衰變及半衰期
新課標(biāo)要求
1、知識(shí)與技能
（1）了解天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律；
（2）知道三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場(chǎng)區(qū)分它們；
（3）知道放射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是原子核的衰變；
（4）知道兩種衰變的基本性質(zhì)，并掌握原子核的衰變規(guī)律；
（5）理解半衰期的概念。
2、過(guò)程與方法
（1）能夠熟練運(yùn)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(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算（課后自學(xué)）。
（3）通過(guò)觀察，思考，討論，初步學(xué)會(huì)探究的方法；
（4）通過(guò)對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)自學(xué)和歸納能力。
3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
（1）樹(shù)立正確的，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度；
（2）樹(shù)立辨證唯物主義的科學(xué)觀和世界觀。
教學(xué)重點(diǎn)：天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律，原子核的衰變規(guī)律及半衰期。
教學(xué)難點(diǎn)：知道三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場(chǎng)區(qū)分它們及半衰期描述的對(duì)象。
教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。
教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備
（一）引入新課
本節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)新的一章：原子核。本章主要介紹了核物理的一些初步知識(shí)，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(xiàn)象。讓我們走進(jìn)微觀世界，一起探索其中的奧秘！我們已經(jīng)知道原子由原子核與核外電子組成。
那原子核內(nèi)部又是什么結(jié)構(gòu)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(lái)研究原子核呢？
人類認(rèn)識(shí)原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和它的變化規(guī)律，是從發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開(kāi)始的，1896年，法國(guó)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(jiàn)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(duì)鈾和鈾的各種礦石進(jìn)行了深入研究，又發(fā)現(xiàn)了發(fā)射性更強(qiáng)的新元素。其中一種，為了紀(jì)念她的祖國(guó)波蘭而命名為釙（Po），另一種命名為鐳（Ra）。

（二）進(jìn)行新課
1、天然放射現(xiàn)象
（1）物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性(radioactivity)。元素這種自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象，具有放射性的元素稱為放射性元素。
（2）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82的所有元素，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。
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(xì)細(xì)的一束。在射線經(jīng)過(guò)的空間施加磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)射線如圖所示：（投影）
思考與討論：
①你觀察到了什么現(xiàn)象？為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象？
②如果射線，射線都是帶電粒子流的話，根據(jù)圖判斷，他們分別帶什么電荷。
③如果不用磁場(chǎng)判斷，還可以用什么方法判斷三種射線的帶電性質(zhì)？

①射線分成三束，射線在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是受到力的作用。這個(gè)力是洛倫茲力，說(shuō)明其中的兩束射線是帶電粒子。
②根據(jù)左手定則，可以判斷射線都是正電荷，射線是負(fù)電荷。
③帶電粒子在電場(chǎng)中要受電場(chǎng)力作用，可以加一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，也能判斷三種射線的帶電性質(zhì)，如圖：
我們已經(jīng)研究了這三種射線的帶電性質(zhì)，那么這些射線還有哪些性質(zhì)呢？請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文后填寫表格。看書總結(jié)。
小結(jié)：
①實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：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(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。不管該元素是以單質(zhì)的形式存在，還是和其他元素形成化合物，或者對(duì)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(yùn)動(dòng)的粒子，能量很高，都來(lái)自于原子核內(nèi)部，這也使我們認(rèn)識(shí)到原子核蘊(yùn)藏有巨大的核能，原子核內(nèi)也有其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
例題：下列說(shuō)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(zhǎng)比X射線的波長(zhǎng)長(zhǎng)
C．粒子不同于氦原子核D．射線的貫穿本領(lǐng)比粒子強(qiáng)
點(diǎn)評(píng)：本題考查了粒子的性質(zhì)及電磁波波長(zhǎng)的比較等基本知識(shí)。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，人們發(fā)現(xiàn)X，，，射線，經(jīng)研究知道，X，射線均為電磁波，只是波長(zhǎng)不同?？梢?jiàn)光，紅外線也是電磁波，波長(zhǎng)從短到長(zhǎng)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(lǐng)而言：射線最強(qiáng)，射線最弱，這些知識(shí)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(shù)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(zhì)變成另一種物質(zhì)。
（2）α衰變
鈾238核放出一個(gè)α粒子后，核的質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)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(gè)過(guò)程可以用衰變方程式來(lái)表示：23892U→23490Th+42He
（3）衰變方程式遵守的規(guī)律
第一、質(zhì)量數(shù)守恒
第二、核電荷數(shù)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(gè)β粒子而變成23491Pa（鏷），那它進(jìn)行的是β衰變，請(qǐng)同學(xué)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(shù)、質(zhì)量數(shù)都守恒，新核的質(zhì)量數(shù)不會(huì)改變但核電荷數(shù)應(yīng)加1
β衰變規(guī)律：AZX→AZ+1Y+0-1e
提問(wèn)：β衰變?nèi)绻此プ兎匠淌降囊?guī)律來(lái)寫的話應(yīng)該沒(méi)有問(wèn)題，但并不象α衰變那樣容易理解，因?yàn)楹穗姾蓴?shù)要增加，學(xué)生會(huì)問(wèn)為什么會(huì)增加？哪來(lái)的電子？
原子核內(nèi)雖然沒(méi)有電子，但核內(nèi)的的質(zhì)子和中子是可以相互轉(zhuǎn)化的。當(dāng)核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)同時(shí)要產(chǎn)生一個(gè)電子：10n→11H＋0-1e這個(gè)電子從核內(nèi)釋放出來(lái)，就形成了β衰變?？梢钥闯鲂潞松倭艘粋€(gè)中子，卻增加了一個(gè)質(zhì)子，并放出一個(gè)電子。
（5）γ射線
是由于原子核在發(fā)生α衰變和β衰變時(shí)原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的光（能量）輻射，通常是伴隨α射線和β射線而產(chǎn)生。γ射線的本質(zhì)是能量。理解γ射線的本質(zhì)，不能單獨(dú)發(fā)生。

4、半衰期
提問(wèn)：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(duì)象是誰(shuí)？
氡的衰變圖的投影：
m/m0＝(1/2)n
學(xué)生交流閱讀體會(huì)：
（1）氡每隔3.8天質(zhì)量就減少一半。
（2）用半衰期來(lái)表示。
（3）大量的氡核。
總結(jié)：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(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，叫做這種元素的半衰期；半衰期描述的對(duì)象是大量的原子核，不是個(gè)別原子核，這是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

例如：數(shù)學(xué)上的概率問(wèn)題
（拋硬幣）將1萬(wàn)枚硬幣拋在地上，那正反兩面的個(gè)數(shù)大概為5000對(duì)5000，但就某個(gè)硬幣來(lái)看要么是正面，要么是反面。這個(gè)事實(shí)告訴我們統(tǒng)計(jì)規(guī)律的對(duì)象僅僅對(duì)大量事實(shí)適用，對(duì)個(gè)別不適用。
元素的半衰期反映的是原子核內(nèi)部的性質(zhì)，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)。簡(jiǎn)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(shuō)明：一種元素的半衰期與這種元素是以單質(zhì)形式還是以化合物形式存在，或者加壓，增溫均不會(huì)改變。

教師給出課堂鞏固練習(xí)題
例1：配平下列衰變方程
23492U→23090Th+(42He)
23490U→23491Pa+(0-1e)
例2：釷232（23290Th）經(jīng)過(guò)________次α衰變和________次β衰變，最后成為鉛208（20882Pb）
分析：因?yàn)棣了プ兏淖冊(cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)而β衰變不能，所以應(yīng)先從判斷α衰變次數(shù)入手：
α衰變次數(shù)==6
每經(jīng)過(guò)1次α衰變，原子核失去2個(gè)基本電荷，那么，釷核經(jīng)過(guò)6次α衰變后剩余的電荷數(shù)與鉛核實(shí)際的電荷數(shù)之差，決定了β衰變次數(shù)：
β衰變次數(shù)==4

高三物理教案：《原子的核式結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)

俗話說(shuō)，磨刀不誤砍柴工。教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案，做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生能夠在課堂積極的參與互動(dòng)，幫助教師能夠井然有序的進(jìn)行教學(xué)。您知道教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？下面是小編精心收集整理，為您帶來(lái)的《高三物理教案：《原子的核式結(jié)構(gòu)》教學(xué)設(shè)計(jì)》，大家不妨來(lái)參考。希望您能喜歡！

本文題目：高三物理教案：原子的核式結(jié)構(gòu)

原子的核式結(jié)構(gòu) 玻爾理論 天然放射現(xiàn)象

一、知識(shí)點(diǎn)梳理

1、原子的核式結(jié)構(gòu)

(1) 粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果：絕大多數(shù) 粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù) 粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)。

(2)原子的核式結(jié)構(gòu)模型：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的質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn).

(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(gè)要點(diǎn)：

(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(zhuǎn)，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(shí)，它輻射(或吸收)一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)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(duì)應(yīng)于電子沿不同圓形軌道運(yùn)動(dòng).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(duì)應(yīng)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(jí)。

3、原子核的組成 核力

原子核是由質(zhì)子和中子組成的.質(zhì)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(qiáng)的力，而且是短程力，只能在2.0X10-15的距離內(nèi)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(xiàn)象：有些元素自發(fā)地放射出看不見(jiàn)的射線，這種現(xiàn)

象叫天然放射現(xiàn)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(chǎng)和電場(chǎng)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(shù)和質(zhì)量數(shù)都是守恒的.

(4)半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間稱為半衰期.不同的放射性元素的半衰期是不同的，但對(duì)于確定的放射性元素，其半衰期是確定的.它由原子核的內(nèi)部因素所決定，跟元素的化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)等因素?zé)o關(guān).

(5)同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)，中子數(shù)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(shí)驗(yàn)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(gè)位置時(shí)，觀察到的現(xiàn)象，下述說(shuō)法中正確的是

A.放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多

B.放在B 位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)只比A位置時(shí)稍少些

C.放在C、D 位置時(shí)，屏上觀察不到閃光

D.放在D 位置時(shí)，屏上仍能觀察一些閃光，但次數(shù)極少

[解析] 根據(jù)α粒子散射現(xiàn)象，絕大多數(shù) 粒子沿原方向前進(jìn)，少數(shù) 粒子發(fā)生較大偏轉(zhuǎn)，本題應(yīng)選擇A、B、D

[點(diǎn)評(píng)] 本題考查學(xué)生是否掌握盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yuǎn)的軌道過(guò)程中 ( )

A.原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量增大

B.原子要放出光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量也減小

C.原子要吸收光子，電子的動(dòng)能增大，原子的電勢(shì)能減小，原子的能量增大

D.原子要吸收光子，電子的動(dòng)能減小，原子的電勢(shì)能增大，原子的能量增加

[解析] 根據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子在離核越遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shù)n 小)向高軌道(n值較大)躍遷時(shí)，要吸收一定的能量的光子.故選項(xiàng)B可排除.氫原子核外電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由原子核對(duì)電子的庫(kù)侖引力提供，即 = ，電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek= mv2= .由此可知：電子離核越遠(yuǎn)，r越大時(shí)，則電子的動(dòng)能就越小，故選項(xiàng)A、C均可排除.

由于原子核帶正電荷，電子帶負(fù)電荷，事實(shí)上異性電荷遠(yuǎn)離過(guò)程中需克服庫(kù)侖引力做功，即庫(kù)侖力對(duì)電子做負(fù)功，則原子系統(tǒng)的電勢(shì)能將增大，系統(tǒng)的總能量增加，故選項(xiàng)D正確.

[點(diǎn)評(píng)] 考查對(duì)玻爾理論、庫(kù)侖定律、圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律及電場(chǎng)力做功性質(zhì)的綜合運(yùn)用的能力.

例3 關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是 ( )

A.若使放射性物質(zhì)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(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的

C.在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)

D.鈾核( )衰變?yōu)殂U核( )的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)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(nèi)部因素所決定，跟元素的化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)等因素?zé)o關(guān).A錯(cuò);β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的， ，B對(duì);根據(jù)三種射線的物理性質(zhì)，C對(duì); U的質(zhì)子數(shù)為92，中子數(shù)為146， Pb的質(zhì)子數(shù)為82，中子數(shù)為124，因而鉛核比鈾核少10個(gè)質(zhì)子，22個(gè)中子。注意到一次α衰變質(zhì)量數(shù)減少4，故α衰變的次數(shù)為x= =8次。再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來(lái)判定β衰變的次數(shù)y應(yīng)滿足 2x-y+82=92， y=2x-10=6次。故本題正確答案為B、C。

[點(diǎn)評(píng)]

1 本題考查α衰變、β衰變的規(guī)律及質(zhì)量數(shù)，質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)之間的關(guān)系。

2 β衰變放出的電子并不是由核外電子躍遷出來(lái)的，而是從核中衰變產(chǎn)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(fù)的基元電荷，π0介子不帶電。一個(gè)K-介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π-介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點(diǎn)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(dòng)量大小與π0介子的動(dòng)量大小之比為 A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶6

[解析] 根據(jù)題意，分別計(jì)算出帶電粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑。根據(jù)動(dòng)量的定義，分別求出兩個(gè)介子的動(dòng)量大小，再?gòu)膱D中確定兩個(gè)介子動(dòng)量的方向，最后運(yùn)用動(dòng)量守恒，計(jì)算出 粒子的動(dòng)量大小。qvKB=mK ，RK= R ， ，pK=-p +p ，

p 。正確選項(xiàng)為(C)

[點(diǎn)評(píng)] 這題以基本粒子的衰變?yōu)榍榫?，涉及帶電粒子在磁?chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)量守恒等知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性題目。帶電粒子在磁場(chǎng)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(yùn)動(dòng)。根據(jù)動(dòng)量守恒，基本粒子衰變前后的總動(dòng)量不變，但計(jì)算過(guò)程要主注意動(dòng)量的方向問(wèn)題。

例5 若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位，其它的電子躍遷到該空位上時(shí)，會(huì)將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來(lái)，此電磁輻射就是原子的特征X射線。內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機(jī)制，其中的一種稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時(shí)，將躍遷時(shí)釋放的能量交給某一內(nèi)層電子，使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子)。 的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，可將能量E0=1.416MeV交給內(nèi)層電子(如K、L、M層電子，K、L、M標(biāo)記原子中最靠近核的三個(gè)電子層)使其電離。實(shí)驗(yàn)測(cè)得從 原子的K、L、M層電離出的動(dòng)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(dòng)能等于吸收的能量減去電子原來(lái)所處的能級(jí)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(diǎn)評(píng)]這是一道信息題要求學(xué)生能把題中所給的知識(shí)與已學(xué)知識(shí)有機(jī)結(jié)合。學(xué)生首先要弄清電子的電離能、動(dòng)能與吸收能量的關(guān)系。

三、過(guò)關(guān)測(cè)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(shí)形成的，乙圖是b光照射時(shí)形成的。則關(guān)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(shí)不能打出光電子，則用b 光照射該金屬時(shí)一定打不出光電子

D.若a光是氫原子從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，則b光可能是氫原子從n=3的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的

2、德國(guó)物理學(xué)家弗蘭克林和赫茲進(jìn)行過(guò)氣體原子激發(fā)的實(shí)驗(yàn)研究。如圖(1)他們?cè)谝恢魂帢O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(dá)柵極R時(shí)，電場(chǎng)做功eUR。此后電子通過(guò)柵極R和陽(yáng)極A之間的減速電壓UA。通過(guò)陽(yáng)極的電流如圖(2)所示，隨著加建電壓增大，陽(yáng)極電流在短時(shí)間內(nèi)也增大。但是到達(dá)一個(gè)特定的電壓值UR后.觀察到電流突然減小。在這個(gè)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(dá)不了陽(yáng)極.陽(yáng)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(jí)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(gè)能量為7.97eV電子進(jìn)入汞蒸氣后測(cè)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(guò)程是A B C，下述說(shuō)法中正確的是 ，

A.核C比核B的中子數(shù)少2 B.核C比核A的質(zhì)量數(shù)少5

C.原子核為A的中性原子的電子數(shù)比原子核為B的中性原子的電子數(shù)多2

D.核C比核A的質(zhì)子數(shù)少1

4、原子從一個(gè)能級(jí)躍遷到一個(gè)較低的能級(jí)時(shí)，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(jí)上的電子躍遷到n=1能級(jí)上時(shí)并不發(fā)射光子，而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給 n=4能級(jí)上的電子，使之能脫離原子，這一現(xiàn)象叫做俄歇效應(yīng).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(jí)公式可簡(jiǎn)化表示為En=- ，式中n=1，2，3…表示不同能級(jí)，A是正的已知常數(shù).上述俄歇電子的動(dòng)能是

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

5、 地球的年齡到底有多大，科學(xué)家利用天然放射性元素的衰變規(guī)律，通過(guò)對(duì)目前發(fā)現(xiàn)最古老的巖石中鈾和鉛含量來(lái)推算。測(cè)得該巖石中現(xiàn)含有的鈾是巖石形成初期時(shí)(巖石形成初期時(shí)不含鉛)的一半，鈾238衰變后形成鉛206，鈾238的相對(duì)含量隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，圖中N為鈾238的原子數(shù)，N0為鈾和鉛的總原子數(shù).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(cè)定的古老巖石樣品在90億年時(shí)的鈾、鉛原子數(shù)

之比約為1∶4

D.被測(cè)定的古老巖石樣品在90億年時(shí)鈾、鉛原子數(shù)之

比約為1∶3

6.關(guān)于氫原子能級(jí)的躍遷，下列敘述中正確的是 ( )

A.用波長(zhǎng)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(jí)A躍遷到能級(jí)B時(shí)，輻射出波長(zhǎng)為λ1的光子，從能級(jí)A躍遷到能級(jí)C時(shí)，輻射出波長(zhǎng)為入2的光子.若入1>入2，則氫原子從能級(jí)B躍遷到能級(jí)C時(shí)，將______光子，光子的波長(zhǎng)為_(kāi)______。

8、太赫茲輻射(1THz=1012Hz)是指頻率從0.3THz到10THz、波長(zhǎng)介于無(wú)線電波中的毫米波與紅外線之間的電磁輻射區(qū)域，所產(chǎn)生的T射線在物體成像、醫(yī)療診斷、環(huán)境檢測(cè)、通訊等方面具有廣闊的應(yīng)用前景.最近，科學(xué)家終于研制出以紅外線激光器為基礎(chǔ)的首臺(tái)可產(chǎn)生4.4THz的T射線激光器，從而使T射線的有效利用成為現(xiàn)實(shí)。已知普朗克常數(shù)h=6.63×10-34J?s，關(guān)于4.4THz的T射線，下列說(shuō)法中錯(cuò)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(shí)產(chǎn)生的

C.它的波長(zhǎng)比可見(jiàn)光短D.它的光子的能量約為2.9×10-21J

9、氫原子從能級(jí)A躍遷到能級(jí)B吸收頻率為 的光子，從能級(jí)A躍遷到能級(jí)C釋放頻率為 的光子，若 ，則當(dāng)它從能級(jí)B躍遷到能級(jí)C時(shí)，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(gè)啟動(dòng)器，其中的玻璃泡中裝有氖氣。啟動(dòng)時(shí)，玻璃泡中的氖氣會(huì)發(fā)出紅光，這是由于氖原子的

A.自由電子周期性運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的

B.外層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的

C.內(nèi)層電子受激發(fā)而產(chǎn)生的

D.原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的

11、已知氦離子He+能級(jí)En與量子數(shù)n的關(guān)系和氫原子能級(jí)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(dòng)控制鋁板厚度的裝置示意圖.(1)請(qǐng)簡(jiǎn)述自動(dòng)控制的原理.(2)如果工廠生產(chǎn)的是厚度為1mm的鋁板，在 三種射線中，哪一種對(duì)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(lǐng)，如果向前移動(dòng)的鋁板的厚度有變化，則探測(cè)器接收到的放射線的強(qiáng)度就會(huì)隨之變化，將這種變化轉(zhuǎn)變的電信號(hào)輸入到相應(yīng)的裝置，自動(dòng)地控制圖中右側(cè)的兩個(gè)輪間的距離，達(dá)到自動(dòng)控制鋁板厚度的目的.

(2) 射線起主要作用，因?yàn)?射線的貫穿本領(lǐng)很小，一張薄紙就能把它擋住，更穿不過(guò)1mm的鋁板; 射線的貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)，能穿過(guò)幾厘米的鉛板.當(dāng)鋁板厚度發(fā)生變化時(shí)，透過(guò)鋁板的 射線強(qiáng)度變化較大，探測(cè)器可明顯地反映出這種變化，使自動(dòng)化系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng)