高中物理 第4章 从原子核到夸克 4.1 原子核结构探秘教师用书 沪科版选修3-5-沪科版高二选修3-5物理学案VIP免费

4.1原子核结构探秘学习目标知识脉络1.了解质子、中子的发现过程，知道原子核的组成.(重点)2.理解核子、同位素的概念.(重点)3.了解核反应的概念，会书写核反应方程.(重点、难点)质子和中子的发现[先填空]1.质子的发现(1)实验：为探测原子核的结构，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子.(2)结论：质子是原子核的组成部分.2.中子的发现(1)卢瑟福的猜想卢瑟福发现质子后，猜想核内还有一种不带电的中性粒子，并给这种“粒子”起名为中子.(2)中子的发现是许多科学家研究的结晶.①1930年，用钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种穿透能力极强的射线.②1932年，约里奥·居里夫妇用这种射线轰击石蜡，能从石蜡中打出质子.③1932年，查德威克对云室中这种射线进行研究，发现这种射线是一种不带电、质量接近质子的粒子流，即为中子.[再判断]1.卢瑟福在α粒子散射实验中发现了质子.(×)2.玻尔在实验中发现了中子.(×)[后思考]卢瑟福是如何证明α粒子轰击氮原子核产生的新核是质子的？【提示】卢瑟福把这种粒子分别引进电场和磁场，根据该粒子在电场和磁场中的偏转，测出了其质量和电量，确定它就是氢原子核，又叫质子.[核心点击]1.质子的发现(1)实验背景电子的发现使人们认识到，原子不再是构成物质的基本单位，进一步研究发现，原子的中心有一个原子核，原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量.原子核的结构如何？1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验.1(2)实验装置(如图411所示)图411T进气孔、A放射源、F铝箔、S荧光屏、M显微镜，C真空容器.(3)实验过程容器C里放有放射性物质A，从A放射出的α粒子射到铝箔F上，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收，而不能透过.在F的后面放一荧光屏S，M是显微镜，通过M可以观察到S是否有闪光.(4)实验现象开始，S上无闪光(因为α粒子没有穿过铝箔).打开进气孔T的阀门，通入氮气，可以观察到S上有闪光.(5)实验分析容器C中通入氮气后，用显微镜观察到荧光屏上有闪光，闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的.(6)新粒子性质研究①把这种粒子引进电磁场中，根据它在电磁场中的偏转，测出了它的质量和电量，进而确定它就是氢原子核，又叫质子.用符号表示为H或P.②人们用同样的办法从其他元素的原子核中也轰击出了质子.(7)实验结论质子是原子核的组成部分.2.中子的发现(1)科学家在1930年利用Po放出的α射线轰击铍原子核时，产生了一种看不见的贯穿能力很强、不受电场和磁场影响的射线.(2)1932年，约里奥·居里夫妇发现如果用来自铍的射线去轰击石蜡，能从石蜡中打出质子，如图412所示.图412(3)1932年，查德威克进一步研究这种射线时发现，这种射线是一种不带电的、质量接近质子的粒子流，即是卢瑟福猜想的中子.(4)结论：中子是原子核的组成部分.1.卢瑟福发现质子后，猜想到原子核中还有中子的存在，其判断依据与下列事实不相符的是()A.电子数与质子数相等B.原子核的质量大约是质子质量的整数倍C.原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些2D.质子和中子的质量几乎相等E.原子核中存在不带电且质量与质子相近的中性粒子【解析】卢瑟福发现原子核的核电荷数与质子的质量数不相等，大约是原子核质量数的一半或少一些，因此猜想到在原子核内还存在有质量而不带电的中性粒子，即中子，故不符合事实的是A、B、D.【答案】ABD2.如图413所示为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放出α射线轰击铍时会产生粒子流a，用粒子流a轰击石蜡后会打出粒子流b，则粒子流a为________，粒子流b为________.图413【解析】不可见的粒子轰击石蜡时打出的应是质子，因为质子就是氢核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见粒子应该是中子，故a为中子，b为质子.【答案】中子质子3.1919年卢瑟福通过如图414所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现了质子.图中A为放射源发出的________粒子，B为________气.图414【解析】题图为α粒子轰击氮原子核生成质子的实验装置，放射源A发出的是α粒子，B为氮气.【答案】α氮(1)卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子并预言了中子的存在.(2)查德威克首先从实...