C节原子核结构的探索-原子核的人工转变

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1、第十二章C节原子核结构的探索（二）原子核的人工转变一、原子核的人工转变：用高速运动的粒子轰击原子核，用人工方法使一种原子核变成另一种原子核的的方法。引言：天然放射现象的发现，使人们认识到原子核内部有复杂的结构，而且原子核可以发生变化，成为另一种原子核。于是，科学家们对原子核的组成的研究进入了更深的层次。但是单靠天然放射性元素的衰变是不够的，所以，有必要用人工方法把原子核“轰开”，从而去探索原子核的结构，这种方法称为原子核的人工转变。实验装置：容器C里有放射性物质A，从A射出的α粒子射到一片铝箔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

2、透过。在F的后面放一荧光屏S，用显微镜M来观察荧光屏上是否出现闪光，通过阀门T可往容器C里通入气体。卢瑟福：用α粒子轰击氮原子核的人工核实验ＴＴＣＡＦＳＭＡ：放射性物质　　　Ｃ：容器　　　　Ｔ：阀门Ｆ：铝箔　　　　　　Ｓ：荧光屏　　　Ｍ：显微镜实验结果：通过阀门T往容器C里通入氮气后，卢瑟福从荧光屏S上观察到了闪光。这个实验表明，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。后来，将这种粒子引入电场、磁场测定它的电量和质量，确定了它就是氢原子核，又称为质子。氢原子核，又称为质子2、发现质子的核反应方程：二、质子(proton)的发现：1919

3、年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次用实验证实了原子核中有质子，即质子是原子核的组成部分。1、符号：卢瑟福的预言质子发现后，有人提出原子核可能是由带正电的质子组成的。但这设想在解释除氢原子核外的其他原子核时遇到了困难，大多数原子核的电荷数与质量数不相等，如铀238的电荷数为92，若都由质子组成，其质量数也应是92，而除质子外剩下146的质量数是什么呢？1920年，根据以上分析，卢瑟福曾预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，并把它叫做中子。钋Ｐo铍Ｂｅ石蜡不可见粒子不可见粒子不可见粒子质子质子质子α射线α粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么？

4、用α粒子轰击铍原子核的人工核实验钋铍Be石蜡不可见粒子质子质子质子α射线对实验结果的猜想和思考１、α射线轰击铍产生的不可见粒子有很强的穿透能力，可贯穿１０－２０ｃｍ的铅板，人们认为它是高能的γ射线。２、计算表明，不可见粒子从石蜡中打出质子，需要提供5.7Mev的能量，这要求γ射线的能量达到55Mev。但是，钋发出的α射线轰击铍只能产生7Mev的γ射线。因此，不可见粒子能从石蜡中打出质子，它一定不是铍被轰击后发出的γ射线。后来，查德威克发现的这种与质子质量差不多的粒子，由于不带电，所以叫作中子。三、中子(neutron)的发现查德威克通过实验和分析发现

5、了中子，证实了中子也是原子核的组成部分。2、发现中子的核反应方程式：1、符号：由于中子不带电，跟其他粒子不会发生静电作用，可以比α粒子容易打进原子核里，为用人工方法轰击原子核实现核的转变找到了一种理想的“炮弹”，不少科学家用中子轰击原子核，进一步揭示了物质的微观结构，对近代物理学的发展起了很大的推进作用。查德威克发现中子，使他荣获了1935年度诺贝尔物理学奖。历史回眸：中子发现的意义四、原子核的组成质子数＝核电荷数=原子序数质量数=质子数+中子数=N核子数2、原子核的表示：原子核常用符号来表示，X是元素符号，Z为原子核的原子序数，也叫电荷数，A为原子

6、核的质量数。1、海森堡和前苏联物理学家伊凡连科提出了原子核组成的假说：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子(nucleon)。质子和中子统称为原子核核子质子中子示例：一个钠原子核的质量数是23，原子序数是11，它的核子数、质子数和中子数分别是多少?解答：如图所示。点击1、α衰变时，从放射性元素的原子核中释放出来的α粒子就是两个质子和两个中子结合在一起放出的.P392、β衰变时，释放的β粒子是核内的一个中子转化成质子和电子时，从核里发射出来。3、γ辐射是因为原子核放出α粒子或β粒子后，处在一种“激发”状态时释放出频率很高的电磁波，常称为γ光

7、子。拓展联想：核子以什么力结合成原子核？中子质子1、定义:使核子结合成原子核的吸引力。2、特点:a.是一种很强的吸引力；b.是一种短程力，核力的作用范围极小,仅当核子间距＜2×10-15m时，才明显发生作用；几乎可以说，核子只跟它相邻的核子才有核力作用。c.电荷的无关性,即核中的核子，不论是质子与质子，中子与中子，质子与中子，它们之间的核力是一样的.五、核力3、核力的本质仍在研究中。小　　　结４、原子核由质子和中子（统称为核子）组成５、使核子结合在一起的力是短程强相互作用力，也称为核力。１、原子核的人工转变（用人工的办法使原子核发生转变）２、粒子轰

8、击氮的核实验（发现质子的核反应）３、α粒子轰击铍的核实验（发现中子的核反应）六、同位素1）同位素：具有相同的