《高二物理同步课堂帮帮帮（新教材人教版选择性必修第三册）》5.1原子核的组成

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第五章原子核

第1节原子核的组成

一、天然放射现象

1．1896 年，法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性．

2．物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射

线的现象叫做天然放射现象．

3．原子序数大于或等于

83 的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于

83 的元素，有的也能放出射

线．

4．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋 ( Po ) 和镭 ( Ra ) ．

二、射线到底是什么

1．三种射线：在射线经过的空间施加磁场，射线分成三束，其中两束在磁场中向不同的方向偏转，

说明这两束是带电粒子流，另一束在磁场中不偏转，说明这一束不带电，这三束射线分别叫作 α射线、β

射线、γ射线．

2．α射线：实际上就是氦原子核，速度可达到光速的，其电离能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进

几厘米，用一张纸就能把它挡住．

3．β射线：是高速电子流，它速度很大，可达光速的 99%，它的穿透能力较强，电离能力较弱，很容

易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．

4．γ射线：呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在 10－10m以下，它的电离作用更小，但穿

透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板或几十厘米厚的混凝土．

5．放射线来自原子核，说明原子核内部是有结构的．

三、原子核的组成

1．质子的发现：1919 年，卢瑟福用 α

粒子轰击氮原子核发现了质子，质子是原子核的组成部分．

2．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．

3．原子核的符号和数量关系

(1)符号：X.

(2)基本关系：核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．质量数 (A)＝核子数＝质子数＋

中子数．

4．对核子数、电荷数、质量数的理解

(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数．

(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷等于质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作

原子核的电荷数．

(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以

原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的质量数．

5．原子核的符号

原子核的质量数＝质子数＋中子数核电荷数＝原子核的质子数，即原子的原子序数 X——元素符号

6．同位素：具有相同的质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为

同位素．例如，氢有三种同位素 H、H、H.

【例题 1】、如图所示，X为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上 L后，计数器

的计数率大幅度减小，在 L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则 X可能是(

)

A．α和β的混合放射源　　 B．纯 α放射源

C．α和γ的混合放射源 D．纯 γ放射源

【答案】]C

【解析】由三种射线的本质和性质可以判断：在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大

幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，

计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有 γ射线．因此放射源可能是 α和γ的混

合放射源．

【例题 2】、(多选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，如图所示射线偏转情况中正确

的是(　　)

【答案】　AD

【解析】　已知 α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹

力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向不同，可知 A、B、C、D四幅图中，α、β粒子的偏转方向都是

正确的，但偏转的程度需要进一步判断．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径 r＝，

将其数据代入，则α粒子与 β粒子的半径之比为：

＝··＝××＝.

由此可见，A正确，B错误．带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为 v0，垂直电场线方向位移为

y，α、β粒子沿电场偏转距离之比为

＝··＝××＝.

由此可见，C错误，D正确．

【例题 3】、已知镭的原子序数是 88，原子核质量数是 226.试问：

(1)镭核中有几个质子？几个中子？

(2)镭核所带的电荷量是多少？

(3)呈中性的镭原子，核外有几个电子？

【答案】　(1)88　138　(2)1.41×10－17C　(3)88

【解析】　(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为 88，中子数 N等于原子核的质量数 A与

质子数 Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.

(2)镭核所带电荷量：

Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C＝1.41×10－17 C.

(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为 88.

1．天然放射现象的发现揭示了(　　)

A．原子不可再分

B．原子的核式结构

C．原子核还可以再分

D．原子核由质子和中子组成

2．(多选)下列关于放射性元素发出的三种射线的说法中正确的是(　　)

A．α粒子就是氢原子核，它的穿透本领和电离本领都很强

B．β射线是电子流，其速度接近光速

C．γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板

D．以上三种说法均正确

3．关于质子和中子，下列说法中错误的是(　　)

A．原子核由质子和中子组成

B．质子和中子统称为核子

C．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在

D．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在

4．(多选)氢有三种同位素分别为氕(H)、氘(H)、氚(H)，下列说法不正确的是(　　)

A．它们的质子数相同

B．它们的质量数相同

C．它们的核子数相同

D．它们的中子数相同

5．如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上 L后，计数器的计数率

大幅度减小，在 L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则 x可能是(　　)

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