粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊(cè)第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程一等獎(jiǎng)?wù)n件ppt

這是一份粵教版 (2019)選擇性必修 第三冊(cè)第三節(jié) 核力與核反應(yīng)方程一等獎(jiǎng)?wù)n件ppt，共32頁(yè)。PPT課件主要包含了學(xué)習(xí)目標(biāo)，湯姆孫棗糕模型，盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型，玻爾氫原子模型，一原子核的組成，質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)，中子的發(fā)現(xiàn)，原子核的組成，核反應(yīng)方程，原子核衰變的本質(zhì)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
知道原子核的組成，知道原子核的表示方法。會(huì)寫核反應(yīng)方程，知道核反應(yīng)遵循的規(guī)律。了解四種基本相互作用，知道核力的性質(zhì)。認(rèn)識(shí)結(jié)合能和比結(jié)合能的概念。能用愛因斯坦的質(zhì)能方程進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
關(guān)于原子核內(nèi)部信息的研究，最早來自礦物的天然放射現(xiàn)象。那么，人們是怎樣從破解天然放射現(xiàn)象入手，一步步揭開了原子核秘密的呢？
原子核原子核半徑的數(shù)量級(jí)為10-15m
關(guān)于原子核內(nèi)部的信息，最早來自于天然放射現(xiàn)象
盧瑟福，用α粒子轟擊氮，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子，帶正電，與電子電荷量相同，質(zhì)量為mp=1.6726231×10-27kg
盧瑟福預(yù)言中子存在，他的學(xué)生查德威克發(fā)現(xiàn)，中子不帶電，質(zhì)量為 mn=1.6749286×10-27kg
① 核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=元素的原子序數(shù)=核外電子數(shù)
② 質(zhì)量數(shù)A=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)
③中子與質(zhì)子的質(zhì)量幾乎相等。
④原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，我們把這個(gè)倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)，原子核的質(zhì)量數(shù)就是核內(nèi)的核子數(shù)。
盧瑟福用ɑ粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程。
提出問題：核反應(yīng)后原子核發(fā)生了什么變化?有什么規(guī)律？
1.規(guī)律：在核反應(yīng)過程中，方程兩邊總的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒。
注意：核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接，只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向。
①α衰變：原子核放出α粒子變成新的原子核。
②β衰變：原子核放出β粒子變成新的原子核。
本質(zhì)：發(fā)生衰變時(shí)，原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的光子（能量）輻射。
提出問題：衰變說明原子核里有a粒子和電子嗎？
提出問題：質(zhì)子間存在著巨大的庫(kù)侖斥力，那為什么質(zhì)子沒有被排斥開，反而還緊緊的結(jié)合在一起呢？
三、核力及四種基本互相作用
猜想：核子間的萬有引力使它們緊緊結(jié)合在一起？
質(zhì)子相互間距r的數(shù)量級(jí)為10-15m；質(zhì)子質(zhì)量m的數(shù)量級(jí)為10-27kg，質(zhì)子電量e的數(shù)量級(jí)為10-19C；萬有引力常量G的數(shù)量級(jí)為10-11，靜電力常量k的數(shù)量級(jí)為109。估算兩質(zhì)子間庫(kù)侖斥力與萬有引力之比？
結(jié)論：原子核中的質(zhì)子要靠自身的萬有引力來抗衡相互間的庫(kù)侖斥力是不可能的。
再猜想：核子之間一定存在著第三種力，使核子能緊密的結(jié)合在一起。
分析論證:萬有引力和庫(kù)侖力對(duì)比
1、定義：能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強(qiáng)大的力叫做核力。
核力是短程力。約在 10-15 m量級(jí)時(shí)起作用，距離大于0.8×10-15 m時(shí)為引力, 距離為10×10-15m時(shí)核力幾乎消失，距離小于0.8×10-15 m時(shí)為斥力。核力具有飽和性。核子只對(duì)相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強(qiáng)的引力，而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。
萬有引力引力是自然界的一種基本相互作用，地面物體所受的重力只是引力在地球表面附近的一種表現(xiàn)。
(二）、四種基本相互作用
電荷間、磁體間的相互作用，其本質(zhì)上是同一種相互作用的不同表現(xiàn)，這種相互作用被稱為電磁相互作用。
電流與磁體間的相互作用
原子核中的核子之間存在一種很強(qiáng)的相互作用，即存在一種核力，它使得核子緊密地結(jié)合在一起，形成穩(wěn)定的原子核。
短程力：約在10-15m量級(jí)時(shí)起作用
在某些放射現(xiàn)象中起作用的另一種基本相互作用
弱相互作用是引起原子核β衰變的原因，即引起中子一質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因。
短程力：約在10-18m量級(jí)時(shí)起作用。
類比分析： 要使基態(tài)氫原子電離，也就是要從氫原子中把電子剝離，需要通過碰撞、照射光子等途徑讓它得到13.6eV 的能量。
②將一個(gè)質(zhì)子和中子結(jié)合在一起，會(huì)產(chǎn)生什么現(xiàn)象？
提出問題：①若要把核子分開，需要什么條件？
1、定義：因?yàn)樵雍耸呛俗討{借核力結(jié)合在一起構(gòu)成的，要把它們分開或結(jié)合，也需要能量，這就是原子核的結(jié)合能。 將原子核拆分成單個(gè)核子需要吸收的能量。 將單個(gè)核子結(jié)合成原子核需要放出的能量。
2、結(jié)合能大?。航M成原子核的核子數(shù)越多，結(jié)合能越大。
問題：結(jié)合能的大小與什么因素有關(guān)？
問題：如果結(jié)合能越大說明把原子核分開，所需要的能量就越大，那是不是結(jié)合能越大就意味著原子核越穩(wěn)定呢？
平均到每一個(gè)核子的結(jié)合能大小反映原子核的穩(wěn)定性。
2、比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定。
1、定義：原子核的結(jié)合能與核子數(shù)之比稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。
輕核和重核的比結(jié)合能都比中等大小的核的比結(jié)合能要小
情景一：請(qǐng)觀察比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)關(guān)系圖，（1）找出比結(jié)能隨核子數(shù)變化的規(guī)律？
比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)關(guān)系圖
（2）最穩(wěn)定的原子核是什么？為什么？
因?yàn)镕e的比結(jié)合能最大，所以Fe原子核最穩(wěn)定。
（3）原子核 的結(jié)合能是多大？
(1) 物體具有的能量跟它的質(zhì)量存在著簡(jiǎn)單正比關(guān)系。
（3）物體的質(zhì)量發(fā)生變化，相對(duì)應(yīng)的能量也會(huì)變化。
問題：如何求解原子核的結(jié)合能？
3.3475 ×10－27
原子核的質(zhì)量總是小于組成它的核子的質(zhì)量之和，這個(gè)現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損。
中子與質(zhì)子結(jié)合成氘原子核
質(zhì)量虧損Δm=(mn+mp-mD)=0.0039 ×10－27kg
1u的質(zhì)量虧損對(duì)應(yīng)931.5 MeV的能量解析：1u=1.66×10－27 kg(約等于)
1. 原子核23892U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍?3490Th，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍?3491Pa，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍?3492U，放射性衰變①②③依次為（　　）A. α衰變、β衰變和β衰變B.β衰變、α衰變和β衰變C. β衰變、β衰變和α衰變D.α衰變、β衰變和α衰變
【解題提示】　書寫方程式要遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，對(duì)于衰變，主要看生成物，有42He的是α衰變，有 0-1e的是β衰變。【解析】　涉及的核反應(yīng)方程分別是23892U→23490Th+42He、23490Th→23491Pa+0-1e、23491Pa→23492U+ 0-1e，因此①②③依次是α衰變、β衰變、β衰變。
解析：A錯(cuò)，B對(duì)： 發(fā)生一次β衰變，產(chǎn)生新原子核的電荷數(shù)為28，質(zhì)量數(shù)為60，因此中子數(shù)為32，中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多4。C錯(cuò)：β粒子來源于鈷60原子核。D錯(cuò)：γ射線由鈷60衰變后產(chǎn)生的新核釋放。
2. 鈷60（6027C）是金屬元素鈷的一種放射性同位素。鈷60發(fā)生一次β衰變后放出γ射線，產(chǎn)生新的原子核X，則下列說法正確的是（　?。〢.原子核X的電荷數(shù)為26B.原子核X的中子數(shù)比質(zhì)子數(shù)多4C.β粒子是鈷60原子最外層電子D.γ射線是由鈷60原子核釋放
3.放射性元素23290Th經(jīng)過　　　　次α衰變和　　　　次β衰變變成了穩(wěn)定元素20882Pb。
4.以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程x+73Li→2yy+147 N→x+178Oy+94Be→z+126Cx、y和z是3種不同的粒子，其中z是（　?。〢.α粒子 B.質(zhì)子 C.中子 D.電子
【解析】　把前兩個(gè)方程化簡(jiǎn)，消去x，即147N+73Li→y+178O，可見y是42He，結(jié)合第三個(gè)方程，根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知z是中子10n，選項(xiàng)C正確。