一、质子的发现（原子核的人工转变）
１９１９年卢瑟福完成了用α粒子轰击氮原子 核的人工核实验，实验装置示意如图。
Ｔ
Ｃ Ａ
Ｔ
Ｓ Ｆ Ｍ
Ａ：放射性物质 Ｆ：铝箔
Ｃ：容器 Ｓ：荧光屏
Ｔ：阀门 Ｍ：显微镜
Ｔ Ｃ Ａ
Ｔ
Ｆ
Ｓ
Ｍ
实验步骤及结果：
１、适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好不出现闪光 ２、然后充入氮气
实验步骤及结果：
2、氢有三种同位素，分别是氕 3 氚 1 H ，则（ AB ） A、它们的质子数相等 B、它们的核外电子数相等 C、它们的核子数相等 D、它们的中子数相等
1 1
H 、氘
2 1
H 、
4 2
He N O H
14 7 17 8 1 1
4 2
9 1 He4 Be12 C 5 0n
5、铀238 原子核衰变方程
238 92
4 U 234 T h ＋ 90 2 He
原子核衰变方程 234 6、钍234
温馨提示
遵循： 上标质量数守恒
90
Th Pa＋ e
234 91 0 1
想
由于原子核的质量大体上是质子质量的整数倍，如果原子核只由质子 组成，则原子核的质量数应该与质子数相等，因而也与原子核的核电荷数 相等。但任意考察两种元素（下表），就知它们的核质量数与核电荷数不 等。 原子核只由质子组成的设想能够成立吗？
原子核 示意图
钙Ｃａ 汞Ｈｇ
２００ ８０
质量数 电荷数
４０ ２０
生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。 4. 核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态， 核力与核子电荷无关。
要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组
成物——夸克的相互作用。
四、核反应
1、核反应：利用天然反射性的高速粒子或人工加速的粒子
去轰击原子核,以产生新的原子核的过程。 2、核反应方程：用原子核符号描述核反应过程的式子。 3、发现质子核反应 4、发现中子核反应
9 4
Be He n C
4 2 1 0 12 6
原子核的组成
三、原子核的组成
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
ห้องสมุดไป่ตู้质子
统称核子
中子
元素符号
质量数 （核）电荷数
A Z 235 92
X
10－15m
1 1
H
4 2
He
U
同位素:具有相同质子数和不同中子数的原子叫做同位素
布拉凯特实验证实发生了核反应
在云室中可以观察粒子的径迹。 英国的物理学家布拉凯特在云室 中做了α粒子轰击氮核的实验， 拍摄了两万多张云室照片，终于 从４０万条α粒子径迹的照片中， 发现有八条产生了分叉。 分析径迹的情况可以确定，分叉 后的细长径迹是质子的径迹，短 而粗的径迹是产生的新核的径迹， 碰撞后α粒子径迹不再出现 从质量数和电荷数守恒可知，产生
同种元素的同位素具有相同的化学性质 氢的同位素
1 1 2 1
H
(氕 )
H
(氘 )
3 1
H (氚 )
点击
α 衰变、β 衰变是怎样形成的？
• α 衰变：211H + 201n→42He
• β 衰变：01n →11H + -10e
核子以什么力 结合成原子核
质子
拓展联想
已 知
１、核子之间存在万有引力
２、质子之间存在比万有引 力更强大的库仑斥力 ３、原子核的结构是非常牢固 的
3.1 原子核的组成与核力
天然放射性元素的原子核发出的射线 可使照相底片感光
照相底片
射 线
放 射 源
铅盒
在电场中射线束分离成三束
照相底片
γ
β α
α射线：即氦原子核
β射线：高速电子流 γ射线：高频电磁波
放 射 源
铅盒
从原子核中能发出射线这 一事实，使我们知道了原子核 不是不可再分的，原子核应该 有自己的结构。 原子核是由什么构成的？ 是如何构成的？
在上一世纪的二十年代，卢瑟福依据 原子核的电荷数与质量数的差别，预见到 原子核中应该存在质量与质子相等的、不 带电的粒子，卢瑟福称其为中子。 直到上一世纪的三十年代，另一个人 工核反应，即用放射性元素钋发出的α射 线轰击铍，证实了中子的存在。
二、中子的发现
钋Ｐo
铍Ｂｅ 石蜡
α粒子
不可见粒子
质子
α粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么？
的新核是Ｏ17，核反应方程:
14 7
N He O H
4 2 17 8 1 1
上述实验以及后来用α粒子轰击氟、钠、铝 等元素的原子核都发生了类似的反应，并且都 产生了质子。 这些实验表明，由于从不同元素的原子核 中都能打出质子来，因此质子应该是原子核的 组成部分。 原子核只由质子组成吗？
想
一
中子
原子核示意图
核子靠什么力结合成原子核？ 原 子 核 的 半 径 约 为 10-15m , 只相当原子半径的万分之一。在
这么小的空间里带正电的质子与
质子间的库仑斥力是很大，万有 引力太小，只有库仑力的 10-36 。 而通常原子核是稳定的,于是核内 还应有另一种力把各种核子紧紧
库仑力
mp 万 有 引 万 核力 有 力 核力 mp 引 力 库仑力
中子
核子以什么力结合成原子 核？
原子核示意图
核子以什么力 结合成原子核
质子
使核子结合在 一起的强相互 作用（引力）
• 核力存在于质子之间、中子 之间及中子与质子之间，即核 子之间。 • 核力是只在2.0×10－15米距 离内起作用的短程强相互作用 力。由于核子的大小约为 0.8×10－15米，故只有相邻的 核子之间才有核力作用。 • 核力的本质仍在研究中。
Ｔ Ｃ 氮气Ｎ２ Ａ Ｔ Ｆ Ｓ Ｍ
１、适当选择铝 箔的厚度，使荧 光屏恰好不出现 闪光. ２、充入氮气后， 荧光屏出现了闪 光.
α粒子轰击氮原子核
从实验结果可知，充入氮气后产生了穿透能力比 α粒子更强的新的粒子，这种粒子可以穿透铝箔，打 在荧光屏上，出现了闪光。 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。物理 1 P 学中用符号1 或 1 H 表示质子。 1 上述实验中的质子从何而来？卢瑟福设想实验中 出现的质子是α粒子击中氮原子核，发生核反应产生 的。
拉在一起, 此力称为核力。
1. 核力是四种相互作用中的强相互作用（强力） 的一种表现。
2. 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用，距
离大于0.8×10-15m时为引力, 距离为10×10-15m时核力
几乎消失，距离小于0.8×10-15m时为斥力。
3. 核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产
铍Ｂｅ
α 不可见 粒子
石蜡
质子
查德威克对实 验结果的分析
钋
铍Ｂｅ
α 不可见 粒子
石蜡 质子
查德威克用碰撞中的动 量守恒和能量守恒分析得到 不可见粒子是质量与质子几 乎相等的、不带电的粒子， 它正是卢瑟福预见的中子。 中子的质量数与质子的相等， 都是1，中子不带电，其电 荷数为零。物理学中用符号 1 n表示中子。 0 α射线粒子轰击铍的核反应 方程是：
精讲细练
1、若用x代表一个中性原子中核外的电子数， y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此 234 原子的原子核内的中子数，则对 90Th 的原 子来说（ B ） A、x=90,y=90,z=234 B、x=90,y=90,z=144 C、x=144,y=144,z=90 D、x=234,y=234,z=324
下标电荷数守恒
课堂小 结
３、α粒子轰击铍的核实 １、原子核的人工转 验（发现中子的核反应） 变（用人工的办法使 原子核发生转变） ２、 粒子轰击氮的核 实验（发现质子的核反应） 9 4 12 1
4
Be2 He 6 C0 n
14 7
N He O H
4 2 17 8 1 1
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。
对实验结果的 猜想和思考
钋
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5.7 Mev的能量，这要求γ射线的能 量达到55 Mev。但是，钋发出 的α射线轰击铍只能产生7 Mev 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。