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二、原子核的組成
二、原子核的組成（一）教學(xué)目的
1．常識(shí)性了解射線的應(yīng)用，強(qiáng)射線對(duì)人體的危害及防護(hù)。
2．常識(shí)性了解原子核的組成。
3．進(jìn)行物理學(xué)研究方法的啟蒙教育。
（二）教具
錄像機(jī)，監(jiān)視器，原子彈和氫彈爆炸的錄像剪接帶。（若沒(méi)有上述器材可用原子彈、氫彈爆炸的掛圖代替）
（三）教學(xué)過(guò)程
1．引入新課
教師：為了打破核壟斷，抵制核訛詐，我國(guó)科技工作者自力更生、發(fā)奮圖強(qiáng)，從1961年起自己進(jìn)行核武器的研制，在黨中央的親切關(guān)懷下，全國(guó)一盤(pán)棋，用了短短4年時(shí)間就完成了研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一顆原子彈。
播放錄像：我國(guó)第一顆原子彈爆炸的實(shí)況。
教師：這是我國(guó)第一顆原子彈試爆的實(shí)況，其威力超過(guò)了第二次世界大戰(zhàn)期間美國(guó)在日本廣島上空爆炸的原子彈。緊接著于1967年6月17日又成功地爆炸了第一顆氫彈，完成了其他國(guó)家要十幾年或幾十年才做完的工作。
播放錄像：我國(guó)第一顆氫彈試爆實(shí)況。
這是我國(guó)試爆第一顆氫彈的情況，與原子彈相比，氫彈所用的燃料更少，而威力則比原子彈大很多。
�。ㄈ魶](méi)有錄像設(shè)備，就出示掛圖，指著原子彈爆炸后形成的蘑菇云問(wèn)學(xué)生：你們知道這是什么嗎？然后教師再介紹上述情況）
原子彈和氫彈為什么會(huì)具有這么大的威力呢？因?yàn)樗鼈兌祭昧撕四�。我們知道化學(xué)能是在原子發(fā)生變化時(shí)放出的能量而核能是在原子核發(fā)生變化時(shí)放出的能量。為了了解核能，先要知道原子核的組成情況。
2．進(jìn)行新課
板書(shū)課題：〈第二節(jié)原子核的組成〉
(1)電子的發(fā)現(xiàn)和放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)
教師：我們已經(jīng)學(xué)過(guò)，物質(zhì)是由分子、原子構(gòu)成的，原子已經(jīng)是很小很小的微粒了，其直徑只有10-10米，所以在十九世紀(jì)以前，人們一直認(rèn)為原子是不可再分的中性粒子。1897年英國(guó)物理學(xué)家湯姆生在研究陰極射線時(shí)發(fā)現(xiàn)了電子，而電子比原子小得多，因而人們才認(rèn)識(shí)到原子內(nèi)部還有結(jié)構(gòu)。
板書(shū)：〈電子的發(fā)現(xiàn)把人們帶入了原子內(nèi)部的世界〉
在同一時(shí)期人們還發(fā)現(xiàn)了天然放射性現(xiàn)象，對(duì)放射性現(xiàn)象的進(jìn)一步研究，人們認(rèn)識(shí)到原子核內(nèi)部還有結(jié)構(gòu)，原子核由比它更小的粒子組成。可見(jiàn)人類對(duì)客觀世界的認(rèn)識(shí)是沒(méi)有止盡的。我們先來(lái)學(xué)習(xí)放射性現(xiàn)象。
板書(shū)：〈放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)把人們帶入了原子核內(nèi)部的世界〉
(2)放射性現(xiàn)象
�、偈裁词欠派湫袁F(xiàn)象？
教師邊寫(xiě)邊說(shuō)：像鈾(U)、釙(Po)、鐳(Ra)等元素能自發(fā)地放出一些人眼看不見(jiàn)的、能穿透黑紙使照相底片感光的射線，這種現(xiàn)象叫放射性現(xiàn)象。這些元素叫放射性元素。
②射線究竟是什么？
教師：在放射性現(xiàn)象中放出的射線是什么東西呢？它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性質(zhì)以外，還有些什么性質(zhì)呢？比如：這些射線帶不帶電呢？為了了解它們的性質(zhì)，還得通過(guò)實(shí)驗(yàn)。
教師：我們做什么樣的實(shí)驗(yàn)，才能判斷它們帶不帶電呢？（放射性現(xiàn)象中放出的射線若是帶電的，射線在磁場(chǎng)中將像通電導(dǎo)體那樣發(fā)生偏轉(zhuǎn)，由偏轉(zhuǎn)的方向和磁體的N、S極位置還可判斷射線帶的是什么電。）
教師：我們利用已經(jīng)掌握的知識(shí)可以去探索還不知道的現(xiàn)象和規(guī)律，最基本的研究方法是通過(guò)實(shí)驗(yàn)。把放射性元素裝在一個(gè)壁很厚的鉛盒里（射線穿不透），在盒壁上有一個(gè)小孔，放射線可由此孔射出，然后把它們放到兩個(gè)很強(qiáng)的磁極之間，再用照相底片把射線的軌道記錄下來(lái)。從照相底片上看到，放射線分成了三束，其中兩束向相反方向偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明這兩束射線帶異種電荷；中間一束不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明它不帶電，是中性的。
這三種射線有哪些性質(zhì)呢？它們的實(shí)質(zhì)是什么呢？
板書(shū)：〈射線由兩種帶異種電荷的粒子和一種不帶電的中性粒子組成〉
(3)三種射線
�、佴辽渚�
根據(jù)射線的偏轉(zhuǎn)方向和磁場(chǎng)方向的關(guān)系可以確定，偏轉(zhuǎn)較小的一束由帶正電荷的粒子組成，我們把它叫做α射線，α射線由帶正電的α粒子組成�？茖W(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)每個(gè)α粒子帶的正電荷是電子電荷的2倍，α粒子質(zhì)量大約等于氦原子的質(zhì)量。進(jìn)一步研究表明α粒子就是氦原子核。
板書(shū)：〈α射線的實(shí)質(zhì)就是高速運(yùn)動(dòng)的氦核流〉
由于α粒子的質(zhì)量較大，所以α射線的穿透本領(lǐng)最小，我們用一張厚紙就能把它擋住。
�、讦律渚�
與α射線偏轉(zhuǎn)方向相反的那束射線帶負(fù)電荷，我們把它叫做β射線。研究發(fā)現(xiàn)β射線由帶負(fù)電的粒子（β粒子）組成。進(jìn)一步研究表明β粒子就是電子。
板書(shū)：〈β射線的實(shí)質(zhì)就是高速運(yùn)動(dòng)的電子流〉
實(shí)驗(yàn)還表明，β射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，還能穿透幾厘米厚的鋁板。
�、郐蒙渚�
中間不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的那束射線叫做γ射線，研究表明，γ射線的實(shí)質(zhì)是一種波長(zhǎng)極短的電磁波，它不帶電，是中性的。
板書(shū)：〈γ射線是一種電磁波〉
γ射線的穿透本領(lǐng)極強(qiáng)，一般薄金屬板都擋不住它，它能穿透水泥墻和幾厘米厚的鉛板。
(4)γ射線的應(yīng)用和防護(hù)
由于γ射線穿透性極強(qiáng)，照到動(dòng)、植物上還能對(duì)細(xì)胞發(fā)生生物化學(xué)作用，因此在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和醫(yī)學(xué)上都有重要應(yīng)用。在工業(yè)上可用它作金屬探傷，或檢查金屬板的厚度，例如飛機(jī)、火車、輪船上的主軸是用鋼材鍛壓而成的，里面有沒(méi)有砂眼或裂縫呢？以前是用破壞法抽樣檢查的，可靠性差，又浪費(fèi)材料，現(xiàn)改用γ射線來(lái)探查，準(zhǔn)確度高，又不損耗材料；在農(nóng)業(yè)上用γ射線來(lái)適當(dāng)照射種子，能使農(nóng)作物增產(chǎn)，還能增強(qiáng)某些作物的抗病能力，改良農(nóng)作物的品質(zhì)；在醫(yī)學(xué)上還可用γ射線作“放療”，醫(yī)治惡性腫瘤。
事物總是一分為二的，γ射線能殺死癌細(xì)胞，也能殺死正常細(xì)胞，或使正常細(xì)胞癌變，因此在使用放射性元素時(shí)，要注意射線的防護(hù)，要防止放射性物質(zhì)泄漏，以免對(duì)水源、空氣和工作場(chǎng)所造成污染。
(5)原子核的組成
深入研究表明，放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性元素的原子核內(nèi)釋放出來(lái)的，這表明原子核也有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
原子核內(nèi)究竟還有什么結(jié)構(gòu)？原子核又是由什么粒子組成的呢？這是個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題，直到目前原子核內(nèi)部的細(xì)微組成情況仍是科學(xué)研究的尖端項(xiàng)目之一。現(xiàn)在我們只是粗淺地、簡(jiǎn)單地介紹原子核內(nèi)部的基本組成情況。
�、儆�(guó)物理學(xué)家盧瑟福在1919年做核反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，經(jīng)過(guò)研究證明，質(zhì)子帶正電荷，其電量和一個(gè)電子的電量相同，它的質(zhì)量等于一個(gè)電子質(zhì)量的1836倍。進(jìn)一步研究表明，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。
�、�1932年英國(guó)物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子，通過(guò)研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量基本相同，但是不帶電。是中性粒子。在對(duì)各種原子核進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和電子是組成原子核的兩種基本粒子。
板書(shū)：〈原子核是由質(zhì)子和中子組成的〉
現(xiàn)在我們已經(jīng)知道：氫原子核(H)最簡(jiǎn)單，它就是一個(gè)質(zhì)子，核外有一個(gè)電子繞著它轉(zhuǎn)；氦原子核(He)是由2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子組成的，核外有2個(gè)電子繞著它轉(zhuǎn)；鋰原子核(Li)是由3個(gè)質(zhì)子和4個(gè)中子組成的，核外有3個(gè)電子分兩層繞著它轉(zhuǎn)；鈹原子核(Be)由4個(gè)質(zhì)子和5個(gè)中子組成，核外有4個(gè)電子分兩層繞著它轉(zhuǎn)；……同學(xué)們可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)規(guī)律：
板書(shū)：〈各種原子核內(nèi)質(zhì)子的個(gè)數(shù)（核的電荷數(shù)）和核外電子的個(gè)數(shù)都相同，它也等于該種元素在元素周期表中的原子序數(shù)；原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的總數(shù)叫做核的質(zhì)量數(shù)，它等于該元素原子量的整數(shù)部分�！�
③在某種核反應(yīng)中，一個(gè)中子變成一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子。這就是原子核內(nèi)沒(méi)有電子，又會(huì)放出電子，產(chǎn)生β射線的原因。
3．總結(jié)（略）
4．布置作業(yè)
閱讀課本，了解放射性現(xiàn)象和原子核組成的基本情況。
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