1、高中物理新人教版選修- 5系列課件第十九章原子核1.1.放射性和放射性元素放射性和放射性元素: :18961896年，法國物理學家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和年，法國物理學家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光，物質(zhì)發(fā)射線可以穿透黑紙使照相底片感光，物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為射線的性質(zhì)稱為放射性放射性具有發(fā)射性的元素具有發(fā)射性的元素稱為稱為放射性元素放射性元素2.2.天然放射性現(xiàn)象天然放射性現(xiàn)象: :元素這種自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象叫做元素這種自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象叫做天然放天然放射現(xiàn)象射現(xiàn)象一、天然放射現(xiàn)象一、天然放射現(xiàn)象鋇鈾

2、云母鋇鈾云母翠砷銅鈾礦翠砷銅鈾礦斜水鉬鈾礦斜水鉬鈾礦鈾鈣石礦鈾鈣石礦 放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于8282的所有元素，都的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于8383的元的元素，有的也具有放射性素，有的也具有放射性放大了放大了10001000倍的鈾礦石倍的鈾礦石射線射線射線射線射線射線電離能力電離能力貫穿能力貫穿能力速度速度成分成分氦原子核氦原子核高速高速電子流電子流高能量高能量電磁波電磁波1/101/10光速光速接近光速接近光速光速光速弱弱較強較強很強很強很容易很容易較弱較弱更小更

3、小閱讀課文填寫表格：閱讀課文填寫表格：三三.質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子的發(fā)現(xiàn)1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 1919年，盧瑟福用年，盧瑟福用粒子粒子轟擊轟擊氮核氮核，得到，得到了了質(zhì)子質(zhì)子。經(jīng)過研究證明，質(zhì)子帶正電荷，經(jīng)過研究證明，質(zhì)子帶正電荷，其電量和一個電子的電量相同，它的質(zhì)量其電量和一個電子的電量相同，它的質(zhì)量等于一個電子質(zhì)量的等于一個電子質(zhì)量的1836倍倍.進一步研究進一步研究表明，質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全表明，質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全相同，所以質(zhì)子就是氫原子核相同，所以質(zhì)子就是氫原子核.Kgmp27106726231. 1 同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打同樣的方法，從氟、

4、鈉、鋁的原子核中打出了質(zhì)子。出了質(zhì)子。-質(zhì)子是原子核的組成部分。質(zhì)子是原子核的組成部分。原子核是否只是由質(zhì)子組成呢？原子核是否只是由質(zhì)子組成呢？核的質(zhì)量核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量核的電量質(zhì)子電量質(zhì)子電量？ 盧瑟福進而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這盧瑟福進而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想被他的學生查德威克用實驗證實，并得到公一猜想被他的學生查德威克用實驗證實，并得到公認認2.中子的發(fā)現(xiàn)中子的發(fā)現(xiàn)1.盧瑟福的預(yù)言盧瑟福的預(yù)言2.1932年英國物理學家查德威克又發(fā)現(xiàn)了年英國物理學家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中中子子3.Kgmn27106749286. 11.1.原子核的組成原子核的組成: :質(zhì)

5、子和中子質(zhì)子和中子2.2.原子核中的三個整數(shù)原子核中的三個整數(shù): :(1)(1)核子數(shù)核子數(shù): :質(zhì)子和中子質(zhì)量相差很小質(zhì)子和中子質(zhì)量相差很小, ,統(tǒng)稱為核子統(tǒng)稱為核子. .質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù). .(2)(2)電荷數(shù)電荷數(shù)(z):(z):原子核所帶的電核總是質(zhì)子數(shù)的整數(shù)倍原子核所帶的電核總是質(zhì)子數(shù)的整數(shù)倍, ,用用這個整數(shù)表示電荷量這個整數(shù)表示電荷量. .(3)(3)質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)(A):(A):原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量和原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量和, ,所所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍, ,

6、這個整數(shù)這個整數(shù), ,叫質(zhì)量數(shù)叫質(zhì)量數(shù). .3.3.原子核中的兩個等式原子核中的兩個等式: :(1)(1)核電荷數(shù)核電荷數(shù)= =質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)= =元素的原子序數(shù)元素的原子序數(shù)= =荷外電子數(shù)荷外電子數(shù)(2)(2)質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)= =核子數(shù)核子數(shù)= =質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)+ +中子數(shù)中子數(shù)XAzX表示表示元素符號元素符號Z表示表示質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)A表示表示質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù))2(, 4,242個中子即有質(zhì)量數(shù)為個質(zhì)子有表示氦原子核He)143(,235,9223592個中子即有質(zhì)量數(shù)為個質(zhì)子有表示鈾原子核U 4.同位素同位素:如質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，如質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，（質(zhì)量數(shù)當然不同），則互為同位素。（質(zhì)

7、量數(shù)當然不同），則互為同位素。)(11氫H)(21重氫H)(31氚H氘和氚是氫的同位素，關(guān)于氫、氘、氚的原子，氘和氚是氫的同位素，關(guān)于氫、氘、氚的原子，下列說法哪個正確？下列說法哪個正確？（1）具有相同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、相同）具有相同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、相同的電子數(shù)；的電子數(shù)；（2）具有不同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、相同）具有不同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、相同的電子數(shù)；的電子數(shù)；（3）具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同的中子數(shù)、相同）具有相同的質(zhì)子數(shù)、不同的中子數(shù)、相同的電子數(shù)；的電子數(shù)；（4）具有相同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、不同）具有相同的質(zhì)子數(shù)、相同的中子數(shù)、不同的電子數(shù)的電子數(shù)19.2放射性元

8、素的衰變回顧：三種放射性射線的性質(zhì)回顧：三種放射性射線的性質(zhì)三種射線 、三種射線的性質(zhì)：最弱最強c光子較弱較弱接近c電離本領(lǐng)貫穿本領(lǐng)速率組成物質(zhì)射線射線種類氦核He42電子e01最強最弱c101一、原子核的衰變一、原子核的衰變2.2.衰變遵循的原則：衰變遵循的原則：質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。守恒，電荷數(shù)守恒。 原子核放出原子核放出粒子或粒子或粒子，由于粒子，由于核電荷數(shù)變了，它在周期表中的位置就核電荷數(shù)變了，它在周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。變了，變成另一種原子核。1.1.原子核的衰變：我們把原子核由于放出某原子核的衰變：我們把原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说?/p>

9、衰種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儯ㄗ儯╠ecay） （1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做 衰變衰變 XAZHeThU422349023892 HeRnRa422228622688 ?23892U?23090ThHeRaTh422268823090 He42 YAZ42 3.3.原子核衰變的分類原子核衰變的分類: :（1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做 衰變衰變 XAZHe42 YAZ42 3.3.原子核衰變的分類原子核衰變的分類: :（2 2）衰變衰變: :原子核放出原子核放出粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做

10、衰變衰變 ePaTh012349123490 XAZeMgNa0124122411 ?2411Nae01 YAZ 1 思考與討論思考與討論原子核里沒有電子，原子核里沒有電子，衰變中的電子來自哪衰變中的電子來自哪里？里？11H10n01e（1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做 衰變衰變 XAZHe42 YAZ42 3.3.原子核衰變的分類原子核衰變的分類: :（2 2）衰變衰變: :原子核放出原子核放出粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做衰變衰變 XAZe01 YAZ 1 （3 3）衰變衰變: :伴隨伴隨 射線或射線或 射線產(chǎn)生射線產(chǎn)生. .注意：注意： 1、 放射

11、性元素衰變不可能有單獨的放射性元素衰變不可能有單獨的衰變！衰變！ 2、衰變后元素的化學性質(zhì)發(fā)生了變化，即：、衰變后元素的化學性質(zhì)發(fā)生了變化，即：生成了新的原子核！生成了新的原子核！例：例： 經(jīng)過一系列經(jīng)過一系列 衰變和衰變和 衰變后，可以衰變后，可以變成穩(wěn)定的元素鉛變成穩(wěn)定的元素鉛206 206 ，問這一過程，問這一過程 衰變和衰變和 衰變次數(shù)？衰變次數(shù)？U23892解：設(shè)經(jīng)過解：設(shè)經(jīng)過x x次次 衰變，衰變，y y次次 衰變衰變eyHexPbU01422068223892 2382064x92 = 82 + 2x - yx8y6)(20682Pb1）核反應(yīng)是在原子核內(nèi)部核子數(shù)發(fā)生相應(yīng)）核反應(yīng)

12、是在原子核內(nèi)部核子數(shù)發(fā)生相應(yīng)的變化，而化學反應(yīng)是在原子的外層的電子的變化，而化學反應(yīng)是在原子的外層的電子數(shù)發(fā)生變化，這是二者本質(zhì)的區(qū)別。數(shù)發(fā)生變化，這是二者本質(zhì)的區(qū)別。2）核反應(yīng)一般是不可逆的，所以核反應(yīng)用核反應(yīng)一般是不可逆的，所以核反應(yīng)用單向箭頭表示方向，不能用等號連接。單向箭頭表示方向，不能用等號連接。3）核反應(yīng)的生成物一定要以實驗事實為基）核反應(yīng)的生成物一定要以實驗事實為基礎(chǔ)，不能依據(jù)守恒定律杜撰。礎(chǔ)，不能依據(jù)守恒定律杜撰。4）核反應(yīng)是質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，）核反應(yīng)是質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)前后總質(zhì)量要發(fā)生變化。核反應(yīng)前后總質(zhì)量要發(fā)生變化。書寫原子核衰變方程的規(guī)則：二、半衰期

13、二、半衰期 1 1、半衰期、半衰期 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期。的時間，叫做這種元素的半衰期。 tmm)21(0 放射性元素的剩余質(zhì)量放射性元素的剩余質(zhì)量與原有質(zhì)量的關(guān)系：與原有質(zhì)量的關(guān)系： tNN)21(0 2 2、不同的放射性元素，半衰期、不同的放射性元素，半衰期不同不同 例如：例如： 氡氡222222衰變?yōu)獒曀プ優(yōu)獒?18218的半衰期為的半衰期為3.83.8天天 鐳鐳226226衰變?yōu)殡彼プ優(yōu)殡?22222的半衰期為的半衰期為16201620年年 鈾鈾238238衰變?yōu)殁Q衰變?yōu)殁Q234234的半衰期長達的半衰期長

14、達4.54.510109 9年年3 3、半衰期的計算、半衰期的計算 例：已知釷例：已知釷234234的半衰期是的半衰期是2424天，天，1g1g釷經(jīng)過釷經(jīng)過120120天后還剩多少？天后還剩多少？計算表達式計算表達式: : tmm)21(0 放射性元素的剩余質(zhì)量放射性元素的剩余質(zhì)量與原有質(zhì)量的關(guān)系：與原有質(zhì)量的關(guān)系：練習練習1.1.鉍鉍210210的半衰期是的半衰期是5 5天，經(jīng)過多少天后，天，經(jīng)過多少天后，20g20g鉍還剩鉍還剩1.25g?1.25g?2. 10克鐳克鐳226變?yōu)殡弊優(yōu)殡?22的半衰期為的半衰期為1620年，有年，有人說：經(jīng)過人說：經(jīng)過1620年有一半鐳發(fā)生衰變，還有鐳年有

15、一半鐳發(fā)生衰變，還有鐳（226）5克，再經(jīng)過克，再經(jīng)過1620年另一半鐳也發(fā)生了年另一半鐳也發(fā)生了衰變，鐳衰變，鐳226就沒有了，對嗎？為什么？就沒有了，對嗎？為什么？ (1)“單個的微觀事件是不可預(yù)測的單個的微觀事件是不可預(yù)測的”，所以，放，所以，放射性元素的半衰期，描述的是射性元素的半衰期，描述的是統(tǒng)計規(guī)律統(tǒng)計規(guī)律。 (2)半衰期的長短由半衰期的長短由核內(nèi)部自身核內(nèi)部自身的因素決定，跟所的因素決定，跟所處的化學狀態(tài)和外部條件都沒有關(guān)系。處的化學狀態(tài)和外部條件都沒有關(guān)系。4 4、注意：、注意：五、應(yīng)用五、應(yīng)用 1 1、人們利用地殼巖石中存在的微量的放射性元素、人們利用地殼巖石中存在的微量的放

16、射性元素的衰變規(guī)律，測定地球的年齡為的衰變規(guī)律，測定地球的年齡為4646億年。地殼有一億年。地殼有一部漫長的演變歷史，一部不斷變化、不斷發(fā)展的歷部漫長的演變歷史，一部不斷變化、不斷發(fā)展的歷史。史。 2 2、碳、碳1414測年技術(shù)，測年技術(shù)，1414C C是具有放射性的碳的同位素，是具有放射性的碳的同位素，能夠自發(fā)的進行能夠自發(fā)的進行 衰變，變成氮。衰變，變成氮。一、原子核的衰變一、原子核的衰變2.2.衰變原則：衰變原則：質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。守恒，電荷數(shù)守恒。1.1.原子核的衰變：我們把原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樵雍说乃プ儯何覀儼言雍擞捎诜懦瞿撤N粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍?/p>

17、的衰變（新核的變化叫做原子核的衰變（decay） （1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做 衰變衰變 （2 2）衰變衰變: :原子核放出原子核放出粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做衰變衰變 （3 3）衰變衰變: :總是伴隨總是伴隨 射線或射線或 射線產(chǎn)生射線產(chǎn)生. .二、半衰期二、半衰期 1 1、半衰期、半衰期: :放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期。生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期。2 2、不同的放射性元素，半衰期不同、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰變的快慢是核內(nèi)部自身因素放射性元素衰變的快

18、慢是核內(nèi)部自身因素決定。決定。課堂總結(jié)課堂總結(jié) tmm)21(0 放射性元素半衰變是一個統(tǒng)計規(guī)律。放射性元素半衰變是一個統(tǒng)計規(guī)律。判斷古生物年代常用判斷古生物年代常用14C定年法。若干萬年定年法。若干萬年以前，始祖鳥通過攝食，吸收了植物中含有以前，始祖鳥通過攝食，吸收了植物中含有14C的營養(yǎng)物質(zhì)，死亡后不再吸收。隨著年代的營養(yǎng)物質(zhì)，死亡后不再吸收。隨著年代的推移，其體內(nèi)的推移，其體內(nèi)14C的含量為現(xiàn)代鳥的的含量為現(xiàn)代鳥的 ，已知地表中已知地表中14C的含量基本不變，的含量基本不變，14C的半衰的半衰期為期為T年，試判斷始祖鳥距今年代為：年，試判斷始祖鳥距今年代為： A B C D 2高考題回顧

19、：高考題回顧： 1圖中圖中P為放在勻強電場中的天然放射源，為放在勻強電場中的天然放射源，其放出的射線其放出的射線 在電在電 場的作用下分成場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是三束，以下判斷正確的是 Aa為為射線、射線、b為為射線射線 Ba為為射線、射線、b為為射線射線 Cb為為射線、射線、C為為射線射線 Db為為射線、射線、C為為射線射線BC2002年 上海 10完成核反應(yīng)方程：完成核反應(yīng)方程： Th Pa 。 衰變?yōu)樗プ優(yōu)?的半衰期是的半衰期是1.2分鐘，則分鐘，則64克克 經(jīng)過經(jīng)過6分鐘還有分鐘還有 克尚未衰變?？松形此プ儭?349023491Th23490Pa23491Th23

20、490 2 e01 高考題回顧：例題分析為測定某水庫的存水量，將一瓶放射性同位素溶液為測定某水庫的存水量，將一瓶放射性同位素溶液倒入水庫中，已知這杯溶液每分鐘衰變倒入水庫中，已知這杯溶液每分鐘衰變8 107次，次，這種同位素半衰期為這種同位素半衰期為2天，該放射性同位素溶液在天，該放射性同位素溶液在較短時間內(nèi)與水庫中水混合均勻較短時間內(nèi)與水庫中水混合均勻. . 10天后從水庫取天后從水庫取出出1m3的水，并測得每分鐘衰變的水，并測得每分鐘衰變10次，求水庫的存次，求水庫的存水量為多少？水量為多少？2.5 105m3例題分析例題：本題中用大寫字母代表原子核，例題：本題中用大寫字母代表原子核，E經(jīng)

21、經(jīng)衰變衰變成為成為F，再經(jīng)，再經(jīng)衰變成為衰變成為G，再經(jīng)，再經(jīng)衰變成為衰變成為H。上述。上述系列衰變可記為下式：系列衰變可記為下式：另一系列衰變?nèi)缦拢毫硪幌盗兴プ內(nèi)缦拢阂阎阎狿和和F是同位素，則（是同位素，則（ ）A.Q和和G是同位素，是同位素，R和和H是同位素是同位素B.R和和E是同位素，是同位素，S和和F是同位素是同位素C.R和和G是同位素，是同位素，S和和H是同位素是同位素D.Q和和E是同位素，是同位素，R和和F是同位素是同位素BHGFE SRQP 例題分析例題：在垂直于紙面的勻強磁場中，有一原例題：在垂直于紙面的勻強磁場中，有一原來靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電來靜止的原子核，

22、該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖中粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖中a、b所所示，由圖可以知（示，由圖可以知（ ）A.該核發(fā)生的該核發(fā)生的衰變衰變B.該核發(fā)生的該核發(fā)生的衰變衰變C.磁場方向一定垂直紙面向里磁場方向一定垂直紙面向里D.磁場方向向里還是向外不能判定磁場方向向里還是向外不能判定BDab19.3探測射線的方法教學目標教學目標 1、知識與技能、知識與技能 （1）知道放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的一些現(xiàn)象； （2）知道用肉眼不能直接看到的放射線可以用適當?shù)膬x器探測到； （3）了解云室、氣泡室和計數(shù)器的簡單構(gòu)造和基本原理。 2、過程與方法、過程與方法 （1）能分析探測

23、射線過程中的現(xiàn)象； （2）培養(yǎng)學生運用已知結(jié)論正確類比推理的能力。 3、情感、態(tài)度與價值觀、情感、態(tài)度與價值觀 （1）培養(yǎng)學生認真嚴謹?shù)目茖W分析問題的品質(zhì)； （2）從知識是相互關(guān)聯(lián)、相互補充的思想中，培養(yǎng)學生建立事物是相互聯(lián)系的唯物主義觀點； （3）培養(yǎng)學生應(yīng)用物理知識解決實際問題的能力。 教學重點：教學重點：根據(jù)探測器探測到的現(xiàn)象分析、探知各種運動粒子。 教學難點教學難點 （1）探測器的結(jié)構(gòu)與基本原理。 （2）如何觀察實驗現(xiàn)象,并根據(jù)實驗現(xiàn)象，分析粒子的帶電、動量、能量等特性，從而判斷是何種射線，區(qū)分射線的本質(zhì)是何種粒子。 教學方法：教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。 教學用具：教學

24、用具： （1）掛圖，實驗器材模型，課件等； （2）多媒體教學設(shè)備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。射線射線射線射線射線射線電離能力電離能力貫穿能力貫穿能力速度速度成分成分氦原子核氦原子核高速高速電子流電子流高能量高能量電磁波電磁波1/101/10光速光速接近光速接近光速光速光速弱弱較強較強很強很強很容易很容易較弱較弱更小更小1、粒子使氣體或液體電離，以這些、粒子使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和汽會產(chǎn)生云霧，離子為核心，過飽和汽會產(chǎn)生云霧，過熱液體會產(chǎn)生氣泡過熱液體會產(chǎn)生氣泡2、使照相底片感光、使照相底片感光3、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光、使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光射線中的粒子與其它物質(zhì)作用會產(chǎn)生

25、的現(xiàn)象：射線中的粒子與其它物質(zhì)作用會產(chǎn)生的現(xiàn)象：一、威爾遜云室：一、威爾遜云室：構(gòu)造：一個圓筒狀容器，構(gòu)造：一個圓筒狀容器，低部可以上下移動，上低部可以上下移動，上蓋是透明的，內(nèi)有干凈蓋是透明的，內(nèi)有干凈空氣空氣實驗時，加入少量酒精，實驗時，加入少量酒精，使酒精蒸汽達到過飽和使酒精蒸汽達到過飽和狀態(tài)。狀態(tài)。利用射線的電離本領(lǐng)利用射線的電離本領(lǐng)a射線在云室中的徑跡：直而粗射線在云室中的徑跡：直而粗原因：原因：a粒子質(zhì)量大，不易改變方向，電離粒子質(zhì)量大，不易改變方向，電離本領(lǐng)大，沿涂產(chǎn)生的粒子多本領(lǐng)大，沿涂產(chǎn)生的粒子多射線在云室中的徑跡：比較細，而且常射線在云室中的徑跡：比較細，而且常常彎曲常彎曲

26、原因：粒子質(zhì)量小，跟氣體碰撞易改變原因：粒子質(zhì)量小，跟氣體碰撞易改變方向，電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少方向，電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少二、氣泡室二、氣泡室-高能物理實驗的最風行的探測設(shè)備 氣泡室是由一密閉容器氣泡室是由一密閉容器組成，容器中盛有工作組成，容器中盛有工作液體液體 液體在特定的溫度和壓力下進行絕熱膨脹，由于在液體在特定的溫度和壓力下進行絕熱膨脹，由于在一定的時間間隔內(nèi)（例如一定的時間間隔內(nèi)（例如50ms）處于過熱狀態(tài)，液）處于過熱狀態(tài)，液體不會馬上沸騰，這時如果有高速帶電粒子通過液體不會馬上沸騰，這時如果有高速帶電粒子通過液體，在帶電粒子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰體，在帶電粒

27、子所經(jīng)軌跡上不斷與液體原子發(fā)生碰撞而產(chǎn)生低能電子，因而形成離子對，這些離子在撞而產(chǎn)生低能電子，因而形成離子對，這些離子在復(fù)合時會引起局部發(fā)熱，從而以這些離子為核心形復(fù)合時會引起局部發(fā)熱，從而以這些離子為核心形成胚胎氣泡，經(jīng)過很短的時間后，胚胎氣泡逐漸長成胚胎氣泡，經(jīng)過很短的時間后，胚胎氣泡逐漸長大，就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時對其進大，就沿粒子所經(jīng)路徑留下痕跡。如果這時對其進行拍照，就可以把一連串的氣泡拍攝下來，從而得行拍照，就可以把一連串的氣泡拍攝下來，從而得到記錄有高能帶電粒子軌跡的底片。到記錄有高能帶電粒子軌跡的底片。 照相結(jié)束后，在液體沸騰之前，立即壓縮工作液照相結(jié)束后，在液體沸

28、騰之前，立即壓縮工作液體，氣泡隨之消失，整個系統(tǒng)就很快回到初始狀體，氣泡隨之消失，整個系統(tǒng)就很快回到初始狀態(tài)，準備作下一次探測。態(tài)，準備作下一次探測。 氣泡室中帶電粒子的徑跡氣泡室中帶電粒子的徑跡氣泡室的優(yōu)點：氣泡室的優(yōu)點：它的空間和時間分它的空間和時間分辨率高；辨率高；工作循環(huán)周期短，工作循環(huán)周期短，本底干凈、徑跡清本底干凈、徑跡清晰，可反復(fù)操作。晰，可反復(fù)操作。但也有不足之處：但也有不足之處：那就是掃描和測量那就是掃描和測量時間還嫌太長；時間還嫌太長；體積有限，而且甚體積有限，而且甚為昂貴，為昂貴， 三、蓋革三、蓋革- -米勒計數(shù)器米勒計數(shù)器一種能自動把放一種能自動把放射微粒計數(shù)出來射微粒

29、計數(shù)出來的儀器，利用了的儀器，利用了射線的電離本領(lǐng)射線的電離本領(lǐng)19.4放射性的應(yīng)用與防護教學目標教學目標 1、知識與技能、知識與技能（1）知道什么是核反應(yīng)，會寫出人工轉(zhuǎn)變方程；（2）知道什么是放射性同位素，人造和天然放射性物質(zhì)的主要不同點；（3）了解放射性在生產(chǎn)和科學領(lǐng)域的應(yīng)用；（4）知道放射性污染及其對人類和自然產(chǎn)生的嚴重危害，了解防范放射線的措施，建立防范意識。 2、過程與方法：、過程與方法：滲透和安全地開發(fā)利用自然資源的教育。 3、情感、態(tài)度與價值觀：、情感、態(tài)度與價值觀：培養(yǎng)學生收集信息、應(yīng)用已有知識、處理加工信息、探求新知識的能力。 教學重點：教學重點：人工轉(zhuǎn)變的兩個核反應(yīng)方程及反

30、應(yīng)過程中遵循的規(guī)律。 教學難點：教學難點：人工轉(zhuǎn)變的兩個核反應(yīng)方程及反應(yīng)過程中遵循的規(guī)律 教學方法：教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。 教學用具：教學用具：（1）掛圖，實驗器材模型，課件等；（2）多媒體教學設(shè)備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。探測射線的方法威耳孫云室 射線徑跡 徑跡的長短和粗細可以知道粒子的性質(zhì)；粒子軌跡的彎曲方向可以知道粒子帶電的正負 射線徑跡氣泡室蓋革彌勒計數(shù)器窗口陰極陽極接放大器粒子蓋革彌勒計數(shù)器四、放射性的應(yīng)用與防護 1932年，居里夫婦用年，居里夫婦用粒子轟擊鈹，粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素，發(fā)現(xiàn)了前所未有的穿透性鋁，硼等元素，發(fā)現(xiàn)了前所未有的穿透性強的輻射

31、，后來被確定為中子流。強的輻射，后來被確定為中子流。 1934年，查德威克在用年，查德威克在用粒子轟擊鈹，鋁，硼等元粒子轟擊鈹，鋁，硼等元素，除了測到中子流外，還探測到了正電子。素，除了測到中子流外，還探測到了正電子。nPHeAl103015422713eSiP0130143015放2、3 3、可以用人工的方法得到、可以用人工的方法得到4、( (二二) )、放射性、放射性的應(yīng)用的應(yīng)用放射性的應(yīng)用射線應(yīng)用示蹤原子探傷儀培育新種保存食物消除有害靜電消滅害蟲治療惡性腫瘤農(nóng)作物檢測診斷器質(zhì)性和功能性疾病生物大分子結(jié)構(gòu)及功能研究食品保鮮棉花育種放射性同位素造影術(shù)糧食保存“放療”治療放射線測厚儀放射性污染

32、和防護 20世紀人們在毫無防備的情況下研究放射性遭原子彈炸后的廣島放射性污染和防護檢測輻射裝置全身污染檢測儀輻射檢測系統(tǒng)輻射源的存放鈾放射性污染和防護1：下列關(guān)于放射線的說法中不正確的是( )A、放射線可以用來進行工業(yè)探傷B、放射線可以使細胞發(fā)生變異C、放射同位素可以用來做示蹤原子D、放射線對人體無害19.5核力與結(jié)合能教學目標教學目標 1、知識與技能、知識與技能 （1）知道核力的概念、特點及自然界存在的四種基本相互作用； （2）知道穩(wěn)定原子核中質(zhì)子與中子的比例隨著原子序數(shù)的增大而減小； （3）理解結(jié)合能的概念，知道核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損； （4）知道愛因斯坦的質(zhì)能方程，理解質(zhì)量與能量的關(guān)系。 2

33、、過程與方法、過程與方法 （1）會根據(jù)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的概念計算核反應(yīng)中釋放的核能； （2）培養(yǎng)學生的理解能力、推理能力、及數(shù)學計算能力。 3、情感、態(tài)度與價值觀、情感、態(tài)度與價值觀 （1）使學生樹立起實踐是檢驗真理的標準、科學理論對實踐有著指導和預(yù)見作用的能力； （2）認識開發(fā)和利用核能對解決人類能源危機的重要意義。 教學重點：教學重點：質(zhì)量虧損及愛因斯坦的質(zhì)能方程的理解。 教學難點：教學難點：結(jié)合能的概念、愛因斯坦的質(zhì)能方程、質(zhì)量與能量的關(guān)系。 教學方法：教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。 教學用具：教學用具：多媒體教學設(shè)備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。原子核的組成原子核

34、的組成 原子核是由質(zhì)子和中子原子核是由質(zhì)子和中子組成組成的，質(zhì)子和中子的，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為統(tǒng)稱為核子核子電荷數(shù)電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)中子數(shù)=核子數(shù)核子數(shù) 原子核的半徑約為原子核的半徑約為10-15m , 只只相當原子半徑的萬分之一。在這相當原子半徑的萬分之一。在這么小的空間里帶正電的質(zhì)子與質(zhì)么小的空間里帶正電的質(zhì)子與質(zhì)子間的庫侖斥力是很大，萬有引子間的庫侖斥力是很大，萬有引力太小，只有庫侖力的力太小，只有庫侖力的10-36。而。而通常原子核是穩(wěn)定的通常原子核是穩(wěn)定的,于是核內(nèi)還于是核內(nèi)還應(yīng)有另一種力把各種核子緊緊拉應(yīng)有另一種力把各種核子緊緊拉在一起在一起, 此力

35、稱為核力。此力稱為核力。核力核力mpmp庫侖力庫侖力庫侖力庫侖力萬有萬有引力引力萬有萬有引力引力核力核力 核子靠什么力結(jié)合成原子核？核子靠什么力結(jié)合成原子核？核力：核力：能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的能夠把核中的各種核子聯(lián)系在一起的強大的力叫做強大的力叫做核力核力核力具有怎樣的特點呢？核力具有怎樣的特點呢？一、核力：一、核力： 2. 核力是短程力核力是短程力。約在。約在 10-15m量級時起作用，距離量級時起作用，距離大于大于0.810-15m時為引力時為引力, 距離為距離為1010-15m時核力幾乎時核力幾乎消失，距離消失，距離小于小于0.810-15m時為斥力時為斥力。 3. 核力具有飽

36、和性核力具有飽和性。核子只對相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)。核子只對相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強的引力，而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。生較強的引力，而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。 4. 核力具有電荷無關(guān)性核力具有電荷無關(guān)性。對給定的相對運動狀態(tài)，。對給定的相對運動狀態(tài)，核力與核子電荷無關(guān)。核力與核子電荷無關(guān)。 要真正了解核子間的相互作用還要考慮核子的組要真正了解核子間的相互作用還要考慮核子的組成物成物夸克夸克的相互作用。的相互作用。 1. 核力是四種相互作用中的核力是四種相互作用中的強相互作用（強力）強相互作用（強力）的的一種表現(xiàn)。一種表現(xiàn)。除核力外原子核內(nèi)還存在除核力外原子核內(nèi)還存在 弱相互作用（弱力）弱相互作

37、用（弱力）弱力是引起弱力是引起中子質(zhì)子中子質(zhì)子轉(zhuǎn)變的原因轉(zhuǎn)變的原因弱相互作用也是短程力，力程比強力更短，為弱相互作用也是短程力，力程比強力更短，為1018m，作用強度則比電磁力小。，作用強度則比電磁力小。二、原子核中質(zhì)子與中子的比例二、原子核中質(zhì)子與中子的比例二、原子核中質(zhì)子與中子的比例二、原子核中質(zhì)子與中子的比例自然界中較輕的原子自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對于較大致相等，但對于較重的原子核，中子數(shù)重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多。元素，兩者相差越多。為什么會這樣呢？為什么會這樣呢？核越來越大，有些核子間的距離越來

38、越遠。核越來越大，有些核子間的距離越來越遠。隨著距離的增加，核力與電磁力都會減小，隨著距離的增加，核力與電磁力都會減小，但核力減小得更快。所以，原子核大到一定但核力減小得更快。所以，原子核大到一定程度時，相距較遠的質(zhì)子間的核力不足以平程度時，相距較遠的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力，這個原子核就不穩(wěn)定衡它們之間的庫侖力，這個原子核就不穩(wěn)定了。這時，如果不再成對地增加核子，而只了。這時，如果不再成對地增加核子，而只增加中子，增加中子，中子與其他核子沒有庫侖斥力，中子與其他核子沒有庫侖斥力，但有相互吸引的核力，有助于維系原子核的但有相互吸引的核力，有助于維系原子核的穩(wěn)定。穩(wěn)定。由于這個原因

39、，穩(wěn)定的重原子核里，由于這個原因，穩(wěn)定的重原子核里，中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。 由于核力的作用范圍是有限的，如果繼由于核力的作用范圍是有限的，如果繼續(xù)增大原子核，一些核子間的距離會大到其續(xù)增大原子核，一些核子間的距離會大到其間根本沒有核力的作用，這時即使再增加中間根本沒有核力的作用，這時即使再增加中子也無濟于事，這樣的核必然是不穩(wěn)定的。子也無濟于事，這樣的核必然是不穩(wěn)定的。 在宇宙演化的進程中，各種粒子有機會在宇宙演化的進程中，各種粒子有機會進行各種組合，但那些不穩(wěn)定的組合很快就進行各種組合，但那些不穩(wěn)定的組合很快就瓦解了，只有瓦解了，只有200多種穩(wěn)定的原子核長久地多種穩(wěn)定的原

40、子核長久地留了下來。現(xiàn)在觀察到的天然放射性元素，留了下來?，F(xiàn)在觀察到的天然放射性元素，則正在瓦解之中。則正在瓦解之中。某一數(shù)值時某一數(shù)值時某一數(shù)值時某一數(shù)值時相同相同 由于核子間存在著強大的核力，所以核子由于核子間存在著強大的核力，所以核子結(jié)合結(jié)合成原子核或原子核成原子核或原子核分解分解為核子時，都伴隨著巨大的為核子時，都伴隨著巨大的能量變化能量變化 nHHHHn101121211110例如：可見，當核子結(jié)合成原子核時要放出一定能量；可見，當核子結(jié)合成原子核時要放出一定能量；原子核分解成核子時，要吸收同樣的能量這個原子核分解成核子時，要吸收同樣的能量這個能量能量叫做原子核的結(jié)合能叫做原子核的結(jié)

41、合能三、結(jié)合能三、結(jié)合能結(jié)合能結(jié)合能并不是由于核子結(jié)合成原子核而并不是由于核子結(jié)合成原子核而具有具有的的能量，而是為把核子分開而能量，而是為把核子分開而需要需要的能量。的能量。比結(jié)合能比結(jié)合能：結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做為比：結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做為比結(jié)合能結(jié)合能。也叫平均結(jié)合能。也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。牢固，原子核越穩(wěn)定。三、結(jié)合能三、結(jié)合能四、質(zhì)量虧損四、質(zhì)量虧損1、例題：、例題：中子的質(zhì)量中子的質(zhì)量 =1.6749=1.6749 10102727Kg Kg 質(zhì)子的質(zhì)量質(zhì)子的質(zhì)量 = = 1.67261

42、027Kg 中子和質(zhì)子的質(zhì)量和中子和質(zhì)子的質(zhì)量和 = = 3.34751027Kg 氘核的質(zhì)量氘核的質(zhì)量 = = 3.34361027Kg 質(zhì)量差質(zhì)量差 = = 0.00391027Kg HHn211110四、質(zhì)量虧損四、質(zhì)量虧損2、質(zhì)量虧損：原子分解為核子時，質(zhì)量增加；核子、質(zhì)量虧損：原子分解為核子時，質(zhì)量增加；核子結(jié)合成原子核時，質(zhì)量減少。結(jié)合成原子核時，質(zhì)量減少。原子核的質(zhì)量小于組原子核的質(zhì)量小于組成原子核的核子的質(zhì)量之和，叫做質(zhì)量虧損成原子核的核子的質(zhì)量之和，叫做質(zhì)量虧損。1、例題：、例題：愛因斯坦質(zhì)能方程愛因斯坦質(zhì)能方程 E=mc2 式中式中c是真空中的光速，是真空中的光速，m是是物

43、體的質(zhì)量，物體的質(zhì)量，E是物體的能量。是物體的能量。核子核子在在結(jié)合成原子核結(jié)合成原子核時出現(xiàn)的時出現(xiàn)的質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損 mm，正表明它們在互相結(jié)合過程中正表明它們在互相結(jié)合過程中放出了能量放出了能量 E=E= mmc c2 23、有關(guān)問題的理解和注、有關(guān)問題的理解和注意事項意事項第一第一.核反應(yīng)過程中核反應(yīng)過程中: 核子結(jié)合成原子核時核子結(jié)合成原子核時,新核質(zhì)量新核質(zhì)量小于小于核子的質(zhì)核子的質(zhì)量量(質(zhì)量虧損質(zhì)量虧損),同時以同時以 光子形式光子形式釋放核能釋放核能; 原子核分解為核子時原子核分解為核子時,需要需要吸收一定能量吸收一定能量,核子核子的總質(zhì)量的總質(zhì)量大于大于原原子核的質(zhì)量原原子核

44、的質(zhì)量.第二第二.核反應(yīng)過程中核反應(yīng)過程中,質(zhì)量虧損時質(zhì)量虧損時,核子個數(shù)不虧損核子個數(shù)不虧損(即質(zhì)即質(zhì)量數(shù)守恒量數(shù)守恒),可理解為組成原子核后可理解為組成原子核后,核內(nèi)每個核子仿佛核內(nèi)每個核子仿佛“瘦了瘦了”一些一些.第三第三.質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失質(zhì)量虧損并非質(zhì)量消失,而是減少的質(zhì)量而是減少的質(zhì)量 m以能以能量形式輻射量形式輻射(動質(zhì)量動質(zhì)量),因此因此質(zhì)量守恒定律不被破壞質(zhì)量守恒定律不被破壞.第四第四.公式公式 E=E= mmc c2 2 的單位的單位問題問題國際單位國際單位: m用用“kg” C用用“m/s” E E用用“ “J”J”常用單位常用單位: m用用“u(原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單

45、位)” 1u=1.66056610-27kg E E用用“ “ucuc2 2” ” 1uc1uc2 2=931MeV =931MeV ( (表示表示1u 1u 的質(zhì)量變化相當于的質(zhì)量變化相當于931Me V931Me V的能量改變的能量改變) )P39問題與練習問題與練習 3.當然，當然，2.19MeV2.19MeV的能量的絕對數(shù)量并不算大，的能量的絕對數(shù)量并不算大，但這只是組成但這只是組成1 1個氘核所放出的能量如果個氘核所放出的能量如果組成的是組成的是6.026.0210102323個氘核時，放出的能量個氘核時，放出的能量就十分可觀了與之相對照的是，使就十分可觀了與之相對照的是，使1 1摩

46、的摩的碳完全燃燒放出的能量為碳完全燃燒放出的能量為393.5393.510103 3J J折折合為每個碳原子在完全燃燒時放出的能量只合為每個碳原子在完全燃燒時放出的能量只不過不過4eV4eV若跟上述核反應(yīng)中每個原子可能若跟上述核反應(yīng)中每個原子可能放出的能量相比，兩者相差數(shù)十萬倍放出的能量相比，兩者相差數(shù)十萬倍第五第五.核反應(yīng)中釋放或吸收的能量比化學反核反應(yīng)中釋放或吸收的能量比化學反應(yīng)中釋放或吸收的能量大好幾個數(shù)量級應(yīng)中釋放或吸收的能量大好幾個數(shù)量級. 課堂練習課堂練習:(1)試證明，試證明，1原子質(zhì)量單位原子質(zhì)量單位u相當于相當于931.50 MeV的能的能量量1u=1.6606-27kg，光

47、速，光速c=2.9979108m/s，1eV=1.602210-19J (2)碳原子的質(zhì)量是碳原子的質(zhì)量是12.000 000 u12.000 000 u，可以看做是由，可以看做是由6 6個氫原子個氫原子( (質(zhì)量是質(zhì)量是1.007 825u)1.007 825u)和和6 6個中子組成的求個中子組成的求核子結(jié)合成碳原子核時釋放的能量核子結(jié)合成碳原子核時釋放的能量( (在計算中可以在計算中可以用碳原子的質(zhì)量代替碳原子核的質(zhì)量，用氫原子的用碳原子的質(zhì)量代替碳原子核的質(zhì)量，用氫原子的質(zhì)量代替質(zhì)子的質(zhì)量，因為電子的質(zhì)量可以在相減質(zhì)量代替質(zhì)子的質(zhì)量，因為電子的質(zhì)量可以在相減過程中消去過程中消去) )出出

48、多多少少能能量量？并并求求出出衰衰變變過過程程中中釋釋放放）。寫寫出出核核反反應(yīng)應(yīng)方方程程，的的原原子子量量為為（粒粒子子）時時，釋釋放放出出（原原子子量量為為）衰衰變變?yōu)闉椋ㄔ幼恿苛繛闉?026. 4He0287.228Th0372.232U. 3422289023592 19.6重核的裂變教學目標教學目標 1、知識與技能、知識與技能 （1）知道核裂變的概念，知道重核裂變中能釋放出巨大的能量； （2）知道什么是鏈式反應(yīng)； （3）會計算重核裂變過程中釋放出的能量； （4）知道什么是核反應(yīng)堆。了解常用裂變反應(yīng)堆的類型，了解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點。 2、過程與方法、過程與方法 （1）通過對核

49、子平均質(zhì)量與原子序數(shù)關(guān)系的理解，培養(yǎng)學生的邏輯推理能力及應(yīng)用教學圖像處理物理問題的能力； （2）通過讓學生自己閱讀課本，查閱資料，培養(yǎng)學生歸納與概括知識的能力和提出問題的能力。 3、情感、態(tài)度與價值觀、情感、態(tài)度與價值觀 （1）激發(fā)學生熱愛科學、探求真理的激情，樹立實事求是的科學態(tài)度，培養(yǎng)學生基本的科學素養(yǎng)，通過核能的利用，思考科學與社會的關(guān)系； （2）通過教學，讓學生認識到和平利用核能及開發(fā)新能源的重要性； （3）確立世界是物質(zhì)的，物質(zhì)是運動變化的，而變化過程必然遵循能量守恒的觀點。 教學重點：教學重點：鏈式反應(yīng)及其釋放核能的計算；重核裂變的核反應(yīng)方程式的書寫。 教學難點：教學難點：通過核子

50、平均質(zhì)量與原子序數(shù)的關(guān)系，推理得出由質(zhì)量數(shù)較大的原子核分裂成質(zhì)量數(shù)較小的原子核釋放能量這一結(jié)論。 教學方法：教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。 教學用具：教學用具：多媒體教學設(shè)備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。 鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，有鈾核裂變的產(chǎn)物是多種多樣的，有時裂變?yōu)殡〞r裂變?yōu)殡╔e)和鍶和鍶(Sr),有時裂變?yōu)橛袝r裂變?yōu)殇^（鋇（Ba）和氪（）和氪（Kr）或者銻（）或者銻（Sb）和）和 鈮（鈮（Nb），同時放出），同時放出23個中子。鈾核個中子。鈾核還可能分裂成三部分或四部分，不過這還可能分裂成三部分或四部分，不過這種情形比較少見。種情形比較少見。 鈾核裂變的許多

51、可能的核反應(yīng)中鈾核裂變的許多可能的核反應(yīng)中的一個是：的一個是： 92235u+01n3890sr+54136xe+1001n在這個反應(yīng)中釋放的能量可以計算如下：裂變以前：裂變以前：U 235.0439un 1.0087u 236.0526u裂變以后：裂變以后：Sr 89.9077uXe 135.9072u10n 10.0867u 235.9016u反應(yīng)過程中質(zhì)量減少了反應(yīng)過程中質(zhì)量減少了m=0.1510u.反應(yīng)中釋放的能量：反應(yīng)中釋放的能量： E= mc2=141兆電子伏兆電子伏說明：說明：如果如果1克鈾全部裂變，它放出的能量就相克鈾全部裂變，它放出的能量就相當于當于2500噸優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時

52、放出的化學噸優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒時放出的化學能。能。 鈾核裂變時，同時釋放出鈾核裂變時，同時釋放出2 23 3個中子，個中子，如果這些中子再引起其他如果這些中子再引起其他U235U235核裂變，就核裂變，就可使裂變反應(yīng)不斷地進行下去，這種反應(yīng)可使裂變反應(yīng)不斷地進行下去，這種反應(yīng)叫做鏈式反應(yīng)。叫做鏈式反應(yīng)。 核反應(yīng)堆：核反應(yīng)堆： 石墨作用：作減速劑石墨作用：作減速劑 鎘棒作用：控制鏈式反應(yīng)速度鎘棒作用：控制鏈式反應(yīng)速度 水泥防護層作用：防止鈾核裂變產(chǎn)物發(fā)出各種射線對水泥防護層作用：防止鈾核裂變產(chǎn)物發(fā)出各種射線對人體危害人體危害19.7核聚變教學目標教學目標1、知識與技能、知識與技能（1）了解聚變反應(yīng)的

53、特點及其條件；（2）了解可控熱核反應(yīng)及其研究和發(fā)展；（3）知道輕核的聚變能夠釋放出很多的能量,如果能加以控制將為人類提供廣闊的能源前景。2、過程與方法：、過程與方法：通過讓學生自己閱讀課本，培養(yǎng)他們歸納與概括知識的能力和提出問題的能力3、情感、態(tài)度與價值觀、情感、態(tài)度與價值觀（1）通過學習，使學生進一步認識導科學技術(shù)的重要性，更加熱愛科學、勇于獻身科學；（2）認識核能的和平利用能為人類造福，但若用于戰(zhàn)爭目的將給人類帶來災(zāi)難，希望同學們努力學習，為人類早日和平利用核聚變能而作出自己的努力。教學重點教學重點:聚變核反應(yīng)的特點。聚變反應(yīng)的條件。教學方法教學方法:教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。教學用

54、具：教學用具：多媒體教學設(shè)備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。復(fù)習復(fù)習:1、在原子核反應(yīng)產(chǎn)生的核能怎樣計算？、在原子核反應(yīng)產(chǎn)生的核能怎樣計算？E=mc2 E= mc2 1u=951.5MeV2、怎樣理解核反應(yīng)中的質(zhì)量守恒與質(zhì)量虧損。、怎樣理解核反應(yīng)中的質(zhì)量守恒與質(zhì)量虧損。新課教學新課教學一、輕核聚變一、輕核聚變 某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的核反應(yīng)過某些輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核的核反應(yīng)過程，同時放出大量的核能。程，同時放出大量的核能。 MeVnHeHH6 .1710422131例：例：1、輕核聚變的條件：、輕核聚變的條件：核子要距核子要距離十分近離十分近加熱加熱高溫高溫熱核反應(yīng)熱核反應(yīng)幾百萬幾

55、百萬度高溫度高溫2、熱核反應(yīng)的優(yōu)點：、熱核反應(yīng)的優(yōu)點：（1）熱核反應(yīng)釋放的能量比裂變大得多。）熱核反應(yīng)釋放的能量比裂變大得多。（2）反應(yīng)后的廢物較易處理。）反應(yīng)后的廢物較易處理。（3）原料易得。）原料易得。例例1、已知氘核質(zhì)量為、已知氘核質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為，中子質(zhì)量為1.0087u 核的質(zhì)量為核的質(zhì)量為3.0150u。求：。求：（1）寫出兩個氘核聚變成）寫出兩個氘核聚變成 的核反應(yīng)方程式的核反應(yīng)方程式（2）計算上述核反應(yīng)中釋放的核能。）計算上述核反應(yīng)中釋放的核能。23 He23 He【分析】算出核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，利用愛因斯坦質(zhì)能方【分析】算出核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，利用愛因斯坦質(zhì)能

56、方程即可求出反應(yīng)釋放的核能。程即可求出反應(yīng)釋放的核能。解答：解答： （1）nHeHH10322121（2）由題給條件可求得質(zhì)量虧損為：）由題給條件可求得質(zhì)量虧損為：m=2.01362(3.0150+1.0087)=0.0035u釋放的核能為釋放的核能為E=mc2 2=931.50.0035=3.26MeV 靜止在勻強磁場中的靜止在勻強磁場中的 原子核，俘獲一個原子核，俘獲一個速度為速度為7.7104 m/s 的中子而發(fā)生核反應(yīng)放出的中子而發(fā)生核反應(yīng)放出粒子后粒子后變成一個新原子核，已知中子速度方向與磁場方向垂變成一個新原子核，已知中子速度方向與磁場方向垂直，測得直，測得粒子速度為：粒子速度為：

57、2104m/s，方向與中子速度，方向與中子速度方向相同，求：方向相同，求：（1）生成的新核是什么？寫出核反應(yīng)方程式。）生成的新核是什么？寫出核反應(yīng)方程式。（2）生成的新核的速度大小和方向。）生成的新核的速度大小和方向。（3）若）若粒子與新核間相互作用不計，則二者在磁場粒子與新核間相互作用不計，則二者在磁場中運動軌道半徑之比及周期之比各為多少？中運動軌道半徑之比及周期之比各為多少？6 Li3解：解：（1）寫出核反應(yīng)方程式寫出核反應(yīng)方程式HeHnLi42311063生成的新核是氚核生成的新核是氚核例2、HeHnLi42311063（2）由動量守恒定律由動量守恒定律 mn vn=m v +mH vH

58、 vn= 7.7104 m/s v = 2104m/sV H =( mn vn- m v )/ mH= ( 17.7104 - 4 2104 ) 3= - 1.0103 m/s方向與中子方向相反方向與中子方向相反（3）由由 r=mv/qB mv/qr : rH = mv/q ： mHvH/qH =（42 2 ） : （30.1）= 40: 3 T=2m/qB m/qT : TH=4/2 : 3/1=2: 3 靜止在勻強磁場中的靜止在勻強磁場中的 核，沿與磁場垂直的方核，沿與磁場垂直的方向射出一個向射出一個粒子后，變成鈾的一種同位素核，同時釋放能量為粒子后，變成鈾的一種同位素核，同時釋放能量為0

59、.09 MeV光子。光子。 核的質(zhì)量為核的質(zhì)量為238.99965u，鈾核質(zhì)量為，鈾核質(zhì)量為234.99347u， 粒子粒子的質(zhì)量為的質(zhì)量為4.001509u，1u=1.660566102727 kg）若不計光子的動量，求：）若不計光子的動量，求：（1）鈾核與）鈾核與粒子回轉(zhuǎn)半徑之比粒子回轉(zhuǎn)半徑之比RU R；（2）粒子的動能為多少？粒子的動能為多少？ 239 Pu94 239 Pu94解解： （1） 射出射出粒子的過程中粒子的過程中 動量守恒動量守恒 239 Pu940=mUvU-mv (1)由帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式得由帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的半徑公式得RU

60、=mU vU/qUBR =m v/qB （2）由由(1) (2) 得得 RU / R = q /qU=2/92=1/46例例9.（2）核反應(yīng)中釋放的核能為）核反應(yīng)中釋放的核能為 E=mc2 2=(238.999655 - 234.99347 - 4.001509)931.5 =4.356MeV由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律知EkU+E k=E - 0.09 = 4.266MeVpU=p由由EK=1/2mv2 =p 2/2m EKU / EK=m /mU=4/235 粒子的動能為粒子的動能為EK = (EkU+E k ) mU (m +mU ) = 4.266 235 239 = 4