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高二物理教案:《原子核》

2021-04-21 13:59:35 浏览量:

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高二物理教案:《原子核》

  【学习目标】

  1、了解天然放射现象;知道三种射线的本质及特性。(重点)

  2、知道衰变现象;会写衰变方程;知道半衰期的统计意义。(重点与难点)

  3、了解质能方程;会用质能方程进行简单计算。知道裂变和聚变的特点。(重、难点)

  【知识要点】

  一、原子核的组成

  1.天然放射现象

  (1)物质发射射线的性质称为。元素这种自发的放出射线的现象叫做.具有放射性的元素称为.

  (2)放射性不是少数几种元素才有的,研究发现,原子序数大于的所有元素,都能自发的放出射线,原子序数小于83的元素,有的也具有放射性.

  2.三种射线的比较

  射线种类组成速度贯穿本领电离作用

  射线高速氦核流0.1C

  最弱(用纸能挡住)很强

  射线高速电子流0.99C较强(穿透几毫米的铝板)较弱

  γ射线光子流(高频电磁波)C最强(穿透几厘米的铅板和几十厘米厚的混凝土)很弱

  小结:①实验发现:元素具有放射性是由原子核决定的,跟原子所处的物理或化学状态。不管该元素是以的形式存在,还是以形式存在,或者对它施加,或者升高它的,它都具有放射性。②三种射线都是高速运动的粒子,能量很高,都来自于原子核,这说明原子核内部也有复杂的结构。

  3.原子核的组成①1919年用α粒子轰击氮原子核,发现了。质子带  电荷,电荷量与一个电子所带电荷量, ②卢瑟福提出了在原子核内部存在的设想,1932年通过实验证实了这个猜想。中子不带,mn=1.6749286×10-27kg③数据显示:质子和中子的质量十分接近,统称为,组成。④原子核的电荷数=数=数=序数

  ⑤原子核的质量数=数=数+数

  ⑥符号 表示原子核,X:符号;A:核的数;Z:数

  4.同位素

  (1)定义:具有相同而不同的原子,在元素周期表中处于同一位置,因而互称同位素。

  (2)性质:原子核的质子数决定了核外数目,也决定了电子在核外的分布情况,进而决定了这种元素的性质,因而同种元素的同位素具有相同的性质。

  二、放射性元素的衰变

  1.概念:原子核放出α粒子或β粒子,由于变了,它在周期表中的就变了,变成原子核。我们把这种变化称为原子核的。2.衰变的种类

  ⑴α衰变:铀238核放出一个α粒子后,核的质量数减少4,核电荷数减少2,变成新核-----钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。衰变方程:普遍方程:衰变实质:2个质子和2个中子结合成一个整体射出

  ⑵β衰变:钍234核也具有放射性,它能放出一个β粒子而变成23491Pa(镤),它进行的是β衰变,衰变方程:普遍方程:衰变实质:中子转化为子和子,方程为:

  氡的衰变

  3.γ射线的产生

  γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核处于激发态而产生的光(能量)辐射,通常是α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。即γ射线的本质,不能单独发生。

  4.半衰期

  (1)概念:放射性元素的原子核,有发生衰变所需的时间,叫做这种元素的

  (2)半衰期是表示放射性元素的衰变的物理量。

  (3)半衰期描述的对象是的原子核,不是原子核,这是一个规律

  (4)放射性元素衰变的快慢是由原子核内部的因素决定的,跟原子所处的和无关。一种放射性元素,不管它是以形式存在,还是以形式存在,或者对它施加,提高,都不能改变它的半衰期。

  三、放射性的应用与防护

  1.核反应:原子核在其它粒子的下产生的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。 卢瑟福发现质子的核反应方程为:查德威克发现中子的核反应方程为:

  2.人工放射性同位素

  (1)放射性同位素:有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种,它们的化学性质相同。

  (2)人工放射性同位素居里夫妇用α粒子轰击铝产生 的核反应方程为

  即为人工放射性同位素,它可以发生衰变放出正电子( ),其衰变方程为:

  (3)人工放射性同位素的优点:放射强度容易控制;形状容易控制;半衰期短,废料容易处理。(4)凡是用到射线时,都用人造放射性同位素3.放射性同位素的应用

  1、利用射线:(1)射线测厚装置(2)烟雾报警器(3)放射治疗(4)培育新品种,延长保质期

  2、作为示踪原子:(1)棉花对磷肥的吸收(2)甲状腺疾病的诊断四、核力与结合能

  1.核力的特点

  (1)概念:把原子核分开成核子要能量,核子结合成原子核要能量,这个能量叫做原子核的。

  (2)原子核越大,它的结合能越高,因此有意义的是它的结合能与核子数之比,称做,也叫。比结合能,表示原子核中核子结合得越,原子核越。

  特别说明:★★★

  ①物体的质量包括静止质量和运动质量,质量亏损指的是静止质量的减少,减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。

  ②质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量,只是静止质量的减少

  ③在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律;

  ④质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。

  即质量不是能量、能量也不是质量,质量不能转化能量,能量也不能转化质量,质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。阅读课本82页原子核的比结合能图,得出结论:的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大),这些核最稳定。

  五、重核的裂变

  1.重核分裂成的核,释放出的反应,称为。

  2.铀核的裂变:

  最典型的一种核反应方程式

  3.链式反应: 应用:原子弹

  (1)定义:由重核裂变产生的使裂变反应一代接一代继续下去的过程,叫做核裂变的链式反应。

  (2)临界体积(临界质量):通常把裂变物质能够发生链式反应的叫做它的临界体积,相应的质量叫做临界质量。

  六、核聚变应用:氢弹

  1、概念:两个结合成的核,这样的反应叫做聚变。

  2、聚变方程:

  3、核聚变发生的条件微观上:参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围,即10-15 m,要使原子核接近到这种程度,必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。宏观上:要使原子核有如此大的动能,就要把它加热到几百万摄氏度的高温。










 

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