第二十二章原子核分析文档格式.docx

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不过没有实验根据。

一百多前，人们从化学实验中知道，物质由分子组成，分子由原子组成。

因在化学反应中原子的种类和数目不变，使人们认为原子是组成物质的最小微粒，是不能再分的。

2、电子的发现。

（1）介绍阴极射线：

在封闭的玻璃管内有两个电极，抽出管内的空气（压强在10-2mmHg以下）。

当两极间加高压时，从阴极发出一种射线叫阴极射线，它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光。

在19世纪70年代已有人提出它是带负电的粒子流，但实验证据不足。

（2）1897年英国科学家汤姆生利用阴极射线在电场中和磁场中的偏转的实验证明了阴极射线是带负的的粒子流。

（3）1897年汤姆生进一步测定了阴极射线粒子的荷质比e/m，发现不同物质组成的阴极发出的射线都有相同的e/m值。

表明这种带电粒子是一切不同元素的原子的共同组成部分，称它为电子。

汤姆生测得电子的荷质比e/m约是氢离子荷质比的二千倍，又测得二者电量基本相同，由此可知电子的质量约是氢离子质量的二千分之一，电子比原子的质量小得多。

电子的发现证明了原子是可分的

后来发现光电效应等都从物质原子中击出了电子。

3、汤姆生原子模型。

原子内有带负电的电子，但原子是中性的，所以原子里必定还有带正电的部分，并且正电荷的总量和电子的总电量必定相等，那么它们是怎样组成的原子的呢？

20世纪初科学家们提出了很多种原子模型。

其中最有影响的是汤姆生模型。

但后来被一个新的实验事实否定了，而卢瑟福却根据这一实验事实提出了原子的核式结构学说。

{让学生阅读课本第九章第一节，汤姆生模型和α粒子散射实验装置和实验结果}

提问学生：

汤姆生模型是什么样的？

让学生在黑板上画出示意图

4、α粒子的散射实验。

（1）1909-1911年英国物理学家卢瑟福和他的助手盖革，学生马斯登等做了用α粒子轰击薄金箔的实验。

α粒子：

带正电，电量是电子电量的2倍，质量约是氢原子的4倍，约是电子质量的7000倍。

从放射性元素中放射出来的α粒子动能很大，射出速度达107米/秒，α粒子打到荧光屏上能产生一个闪烁的亮点，可用显微镜观察。

（2）介绍α粒子散射实验装置各部分的名称和作用。

放射源：

钋放在带小孔的铅盒中，能放射α粒子。

金箔：

厚度极小，可至1微米（虽然很薄但仍有几千层原子）。

显微镜：

能够围绕金箔在水平面内转动。

荧光屏：

玻璃片上涂有荧光物质硫化锌，装在显微镜上。

（3）介绍实验过程：

①、钋放出的α粒子从铅盒小孔射出，形成很细的束射线，射到荧光屏上产生闪光，通过显微镜观察。

②、放上金箔F，观察α粒子穿过金箔打到荧光屏上发出的闪光。

③、转动显微镜和荧光屏，在不同偏转角θ处观察，可看到α粒子的散射现象。

（4）介绍实验结果（可由学生回答）

1、绝大数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转。

2、散射的α粒子的数目随着θ角的增大而很快地减少。

有极少数α粒子的偏转角θ超过了900，有的甚至几乎达到1800，象是被金箔弹回来。

（5）汤姆生原子模型不能解释α粒子的散射实验结果中的大角度散射现象，因而被否定。

（6）为了解释α粒子的散射实验结果，卢瑟福在1911年提出了原子的核式结构学说：

在原子的中心有一个很的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。

思考：

①用原子的核式结构学说解释：

α粒子的散射实验中为什么绝大多数α粒子仍沿原方向前进，只有极少数发生大角度偏转？

②为什么卢瑟福认为电子一定要绕核旋转？

作业：

P260

（1）

（2）

二、天然放射现象衰变

教学目标

1.了解“天然放射现象”，知道放射现象的实质是原子核的衰变；

2.知道三种天然放射线的基本性质；

3.掌握原子核衰变规律，理解半衰期概念.

4.能够熟练运用核衰变的规律写出核衰变的核反应方程；

5能够利用电场或磁场分离和鉴别三种天然放射线.

6、通过介绍天然放射性的发现过程，以及有关科学家的业绩，对学生进行科学精神与唯物史观的教育.

教学重点：

三种射线的性质及原子核的衰变规律.

教学难点：

半衰期的概念.

教学方法

本节采用学生自学与教师点拨相结合的教学方法，以培养学生的阅读理解、归纳总结能力，进而提高学生的自学能力.

教学用具：

投影仪及投影片.

教学过程

既然原子是可分的，是由原子核和核外电子组成.那么原子核呢？

它能否再分呢？

人们是如何认识它的？

这就是本节课要研究的问题——天然放射现象原子核的衰变

新课教学

（一）天然放射现象

阅读本节教材，回答下列问题：

.

1、什么是天然放射现象？

天然放射线有哪几种？

其性质如何？

天然放射现象：

某些物质自发地放射出看不见的射线的现象.

说明：

（1）物质自发放射射线的性质，叫放射性.

（2）放射性是某些物质的天然存在的客观属性，与任何外界因素无关.

（3）具有放射性的元素叫放射性元素.

（4）放射线是直接用肉眼看不见的，必须借助于专门的仪器来观察（第三节专门学习）.

2、利用什么方法可以将天然放射线分离开来，并加以鉴别？

你还能想出与课本上不同的方法吗？

天然放射线的分离及其鉴别

方法一：

利用磁场（图22—5）

方法二：

利用电场（图22—6）

3、试列表比较各种放射线的质量、电荷、贯穿本领和电离本领.

天然放射线的性质及其比较.（投影）

说明电离本领和贯穿本领之间的关系：

α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其他原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领最弱；

而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能力最弱而贯穿本领最强.

介绍或让学生上网查阅法国物理学家贝克勒耳发现天然放射现象的经历，以及贝克勒耳为了试验放射线的性质，用试管装入含铀矿物插在上衣口袋中被射线灼伤，早期核物理学家多死于白血病（放射病）的故事.从而学习科学家为科学而献身的精神.

4、元素的放射性是原子的性质还是原子核的性质？

放射性的发现有何重要意义?

放射性的特点、本质及其意义

特点：

与元素所处的化学状态无关

本质：

是原子核的性质，而不是原子的性质

意义：

表明原子核是可以变化的，原子核也有其内部结构

（二）原子核的衰变

1、放射性元素的原子核在放出α或β射线后，其自身发生什么样的变化？

举例说明.

原子核的衰变：

某种元素原子核自发地放出射线粒子后，转变成新的元素原子核的现象.

例：

α衰变：

23892U→23490Th+42He

β衰变：

23490Th→23491Pa+0-1e

2、什么叫原子核的衰变？

原子核的衰变有哪几种情况？

原子核衰变过程遵循什么规律？

衰变规律：

电荷数、质量数、能量和动量都守恒

α衰变规律：

MZX→M-4Z-2Y+42He（衰变产生的新核质量数减4，电荷数减2）

在放射性元素的原子核中，由于两个中子和两个质子结合的比较紧密，往往会作为一个整体从较大的原子核中被放射出来而形成α衰变.

β衰变规律：

MZX→MZ+1Y+0-1e

（衰变产生的新核质量数不变，电荷数加1）

原子核

内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的.当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子（10n→11H＋0-1e），这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变.

3、原子核在放出γ射线的过程中是否会发生衰变？

为什么？

γ辐射不引起原子核衰变

γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生.

（三）半衰期

放射性元素的衰变的快慢有什么规律？

用什么物理量描述？

由大量原子构成的放射性物质，其原子核的衰变应遵从一定的统计规律.实验表明放射性元素衰变的速率（即单位时间发生衰变的核数目）与其核的总数目成正比.随着放射性元素的衰变，其衰变速率越来越慢，但对某一种放射性元素来说，从某一时刻开始其原子核衰变掉一半所用的时间是一定的，物理学上把这个时间叫放射性元素的“半衰期”，用它来表示放射性元素衰变的快慢.

1.定义：

放射性元素的原子核衰变掉一半所用时间，叫放射性元素的半衰期.

2.衰变规律：

m＝（1/2）nm0或m/m0＝（1/2）n

m0－放射性元素的原有质量；

m－经过n个半衰期的时间后剩余的放射性元素的质量

如：

氡222（α衰变）→钋218的半衰期为3.8天，即大约每过3.8天就有一半的氡发生了衰变，经过第一个半衰期（3.8天）剩有一半的氡，经过第二个半衰期（3.8天），剩有1/4的氡，再经过第三个半衰期（3.8天）剩有1/8的氡……如图22—7所示

3.决定半衰期的因素：

由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有关，跟元素所处的物理或化学状态无关.

镭226→氡222的半衰期为1620年

铀238→钍234的半衰期为4.5亿年

（四）课堂巩固训练

［例1］平衡下列衰变方程：

23492U→23090Th+（）

23490U→23491Pa+（）

答案：

42He,0-1e

［例2］钍232（23490Th）经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208（20882Pb）.

6，4

小结

本节研究了天然放射现象及其本质，放射性是物质的一种天然属性，其实质是原子核发生衰变.天然放射线有三种：

α射线、β射线和γ射线.其性质分别是高速运动的氦核流、电子流和光子流.原子核衰变的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，完全由原子核自身的性质决定.

布置作业

练习二3，5

四放射线的应用与防护

1、放射性同位素有哪些应用

2、简单的放射性防护措施

教材重点及难点：

放射性同位素有哪些应用

简单的放射性防护措施

教法方法：

学生自学：

学生阅读课本，并总结出放射线的各种应用和防护措施．

扩展资料

居里夫妇与放射医学

放射治疗始于19世纪末。

1895年11月8日，德国物理学家伦琴在他的实验室里偶然发现了X射线，这种射线能穿透可见光不能穿透的物质，并能使照相底片感光，使荷电体放电。

X射线的发现揭开了人类向原子世界进军的序幕。

1896年法国物理学家贝克勒尔在研究荧光物质时，发现了从铀盐中发射出的射线，这种射线与伦琴射线具有相似的性质，