一. 教學內容：
（2）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質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉. 原子核所帶的單位正電荷數(shù)等于核外的電子數(shù)，所以整個原子是呈電中性的. 電子繞著核旋轉所需的向心力就是核對它的庫侖引力.
（3）從α粒子散射實驗的數(shù)據(jù)估算出原子核大小的數(shù)量級為10－15-10－14 m，原子大小的數(shù)量級為 10?D10 m。
（二）天然放射性現(xiàn)象
1. 放射性現(xiàn)象：貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，使人們認識到原子核也有復雜的結構，揭開了人類研究原子核結構的序幕. 通過對天然放射現(xiàn)象的研究，人們發(fā)現(xiàn)原子序數(shù)大于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序數(shù)小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它們放射出來的射線共有三種：α射線、β射線、γ射線.
2. 三種射線的本質和特性
（1）α射線：速度約為光速1／10的氦核流，貫穿作用很弱，電離作用很強.
（2）β射線：速度約為光速十分之幾的電子流，貫穿作用很強，電離作用較弱.
（3）γ射線：波長極短的電磁波，貫穿作用最強，電離作用最弱.
種 類 | 本 質 | 質 量（u） | 電 荷（ 速 度（ 電 離 性 | 貫 穿 性 | ||
α射線 | 氦核 | 4 | 2 | 0.1 | 最強 | 最弱，紙能擋住 |
β射線 | 電子 | 1/1840 | -1 | 0.99 | 較強 | 較強，穿幾mm鋁板 |
γ射線 | 光子 | 0 | 0 | 1 | 最弱 | 最強，穿幾cm鉛版 |
三種射線在勻強磁場、勻強電場、正交電場和磁場中的偏轉情況比較：
3. 原子核的衰變規(guī)律
（1）α衰變的一般方程為
（3）γ射線是伴隨α衰變或β衰變同時產(chǎn)生的、γ射線不改變原子核的電荷數(shù)和質量數(shù). 其實質是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變時，產(chǎn)生的某些新核由于具有過多的能量（核處于激發(fā)態(tài)）而輻射出光子.
（4）半衰期
A. 意義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間. 用希臘字母τ表示
公式：
式中
① 盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的核反應方程為：
③ 約里奧?居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應方程為：
3. 放射性同位素的應用
⑴利用其射線：α射線電離性強，用于使空氣電離，將靜電泄出，從而消除有害靜電。γ射線貫穿性強，可用于金屬探傷，也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發(fā)生突變，可用于生物工程，基因工程。
⑵作為示蹤原子。用于研究農(nóng)作物化肥需求情況，診斷甲狀腺疾病的類型，研究生物大分子結構及其功能。
⑶進行考古研究。利用放射性同位素碳14，判定出土木質文物的產(chǎn)生年代。
一般都使用人工制造的放射性同位素（種類齊全，半衰期短，可制成各種形狀，強度容易控制）。
（四）核力與核能
1. 核力：原子核的半徑很小，其中的質子之間的庫侖力很大，受到這么大的庫侖斥力卻處于穩(wěn)定狀態(tài)，一定還有另外一種力把各核子緊緊地拉在一起. 這種力叫做核力
①核力是很強的力
②核力作用范圍小，只在2. 0×10－15 m短距離內起作用
③每個核子只跟它相鄰的核子間才有核力作用
2. 核能
（1）結合能：核子結合成原子核時放出一定的能量，原子核分解成核子時吸收一定的能量，這種能量叫結合能.
（2）質量虧損：核子結合生成原子核，所生成的原子核的質量比生成它的核子的總質量要小些，這種現(xiàn)象叫做質量虧損。
也可以認為，在核反應中，參加核反應的總質量m和核反應后生成的核總質量m/之差： Δm=m-m/
（3）愛因斯坦質能方程：愛因斯坦的相對論指出：物體的能量和質量之間存在著密切的聯(lián)系，它們的關系是：ΔΔ
鈾235核裂變時，同時放出2?D3個中子，如果這些中子再引起其他鈾235核裂變，就可使裂變反應不斷地進行下去，這種反應叫鏈式反應. 鈾235核能夠發(fā)生鏈式反應的鈾塊的最小體積叫做它的臨界體積.
③核反應堆的構造：
A.核燃料?D?D用鈾棒（含
C. 控制棒?D?D用鎘做成（鎘吸收中子的能力很強）。
D. 冷卻劑?D?D用水或液態(tài)鈉（把反應堆內的熱量傳遞出去）
2. 輕核的聚變
①所謂輕核是指質量數(shù)很小的原子核，如氫核、氘核等.
②某些輕核結合成質量數(shù)較大的原子核的反應過程叫做輕核的聚變，同時放出大量的能量.
輕核聚變方程列舉
輕核聚變只能發(fā)生在超高溫（需要幾百萬度高溫）條件下，故輕核聚變也叫做熱核反應.
（六）粒子物理學
到19世紀末，人們認識到物質由分子組成，分子由原子組成，原子由原子核和電子組成，原子核由質子和中子組成。
20世紀30年代以來，人們認識了正電子、μ子、K介子、π介子等粒子。后來又發(fā)現(xiàn)了各種粒子的反粒子（質量相同而電荷及其它一些物理量相反）。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的粒子達400多種，形成了粒子物理學。按照粒子物理理論，可以將粒子分成三大類：媒介子、輕子和強子，其中強子是由更基本的粒子?D?D夸克組成。從目前的觀點看，媒介子、輕子和夸克是沒有內部結構的“點狀”粒子。
用粒子物理學可以較好地解釋宇宙的演化。
【典型例題】
掌握典型的反應方程
⑴衰變： α衰變：
β衰變：
γ衰變：原子核處于較高能級，輻射光子后躍遷到低能級。
⑵人工轉變：
⑶重核的裂變：
【例1】在盧瑟福的α粒子散射實驗中，有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉，其原因是（ ）
A. 原子的正電荷和絕大部分質量集中在一個很小的核上
B. 正電荷在原子中是均勻分布的
C. 原子中存在著帶負電的電子
D. 原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中
A. 鉛核比釷核少8個質子 B. 鉛核比釷核少16個中子
C. 共經(jīng)過4次α衰變和6次β衰變 D. 共經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變
再結合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判定β衰變的次數(shù)y應滿足：
2x－ y＝90－ 82= 8 所以y＝2x?D8＝4（次） 即D也是正確的.
A. 原子核發(fā)生了α衰變 B. 原子核發(fā)生了β衰變
C. 原子核放出了一個正電子 D. 原子核放出了一個中子；
點評：本題僅僅只是判斷衰變的種類，而沒有判斷軌跡是屬于哪種粒子的. 處于靜止狀態(tài)時的原子核發(fā)生的衰變，它們的動量大小相等，而新核的電量一般遠大于粒子（α、β）的電量，又在同一磁場中，由洛侖茲力提供向心力時，其圓運動的半徑R＝mv／qB，此式的分子是相等的，分母中電量大的半徑小，電量小的半徑大，所以，一般情況下，半徑小的是新核的軌跡，半徑大的是粒子（α、β 或正電子）的軌跡.
【例4】下面是一核反應方程
A. X是質子，核反應放出的能量等于質子質量乘C2
B. X是中子，核反應放出的能量等于質子質量乘C2
C. X是質子，核反應放出的能量等于氘核與氚核的質量和減去氦核與質子的質量和，再乘C2
D. X是中子，核反應放出的能量等于氘核與氚核的質量和減去氦核與中子的質量和，再乘C2
解：根據(jù)在核反應中，質量數(shù)和電荷數(shù)都守恒，可知核反應方程中的X為中子，根據(jù)愛因斯坦質能方程ΔE=Δmc2知，核反應放出的能量等于氘核與氚核的質量和減去氦核與中子的質量和，再乘以C2，答案為D。
【例5】 靜止的氡核
A.
答案：C
A. 質子由1個u夸克和1個u夸克和2個u夸克和1個u夸克和2個u夸克和2個u夸克和1個u夸克和1個u夸克和1個
⑶
⑸
A. 124、259 B. 124、265 C. 112、265 D. 112、277
【試題答案
1. 解析：“由于原子核很小，α粒子十分接近它的機會很少，所以絕大多數(shù)α粒子基本上仍按直線方向前進，只有極少數(shù)發(fā)生大角度的偏轉”。故選項A錯誤。
用極端法，設α粒子在向重金屬核射去，如圖所示，所知α粒子接近核時，克服電場力做功. 其動能減小，勢能增加；當α粒子遠離原子核時，電場力做功，其動能增加，勢能減小，故選項B、C是錯誤的。
答案：D
2. 解析：
答案：A
3. 解析 原子
聯(lián)系客服
