1、1會計學C原子核的組成原子核的組成鉛盒放射源射線照相底片天然放射性元素的原子核發出的射線可使照相底片感光鉛盒放射源照相底片在電場中射線束分離成三束射線：即氦原子核射線：高速電子流射線：高頻電磁波從原子核中能發出射線這一事實，使我們知道了原子核不是不可再分的，原子核應該有自己的結構。原子核是由什么構成的？是如何構成的？年盧瑟福完成了用年盧瑟福完成了用粒子轟擊氮原子粒子轟擊氮原子核的人工核實驗，實驗裝置示意如圖。核的人工核實驗，實驗裝置示意如圖。：放射性物質：容器：閥門：放射性物質：容器：閥門：鋁箔：熒光屏：顯微鏡：鋁箔：熒光屏：顯微鏡實驗步驟及結果：實驗步驟及結果：、適當選擇鋁箔的厚度，使熒光屏

2、恰好不出現閃光、適當選擇鋁箔的厚度，使熒光屏恰好不出現閃光、然后充入氮氣、然后充入氮氣氮氣氮氣實驗步驟及結果：實驗步驟及結果：、適當選擇鋁箔的厚度，使熒光屏恰好不出現閃光、適當選擇鋁箔的厚度，使熒光屏恰好不出現閃光、充入氮氣后，熒光屏出現了閃光、充入氮氣后，熒光屏出現了閃光 從實驗結果可知，充入氮氣后產生了穿透能力比從實驗結果可知，充入氮氣后產生了穿透能力比粒子更強的新的粒子更強的新的粒子，這種粒子可以穿透鋁箔，打在熒光屏上，出現了閃光。粒子，這種粒子可以穿透鋁箔，打在熒光屏上，出現了閃光。 后來，將這種粒子引入電場、磁場測定它的電量和質量，確定了后來，將這種粒子引入電場、磁場測定它的電量和質

3、量，確定了它就是氫原子核，又稱為它就是氫原子核，又稱為質子質子。物理學中用符號。物理學中用符號 或表示質子或表示質子。 上述實驗中的質子從何而來？盧瑟福設想實驗中出現的質子是上述實驗中的質子從何而來？盧瑟福設想實驗中出現的質子是粒子擊中氮原子核，發生核反應產生的。粒子擊中氮原子核，發生核反應產生的。P11H11從質量數和電荷數守恒可知，產生從質量數和電荷數守恒可知，產生的新核是的新核是17，核反應方程，核反應方程:HOHeN1117842147上述實驗以及后來用上述實驗以及后來用粒子轟擊氟、鈉、鋁粒子轟擊氟、鈉、鋁等元素的原子核都發生了類似的反應，并且都等元素的原子核都發生了類似的反應，并且都

4、產生了質子。產生了質子。這些實驗表明，由于從不同元素的原子核這些實驗表明，由于從不同元素的原子核中都能打出質子來，因此質子應該是原子核的中都能打出質子來，因此質子應該是原子核的組成部分。組成部分。原子核只由質子組成嗎？原子核只由質子組成嗎？質量數電荷數鈣汞想一想想一想由于原子核的質量大體上是質子質量的整數倍，如果原子核只由質子由于原子核的質量大體上是質子質量的整數倍，如果原子核只由質子組成，則原子核的質量數應該與質子數相等，因而也與原子核的核電荷數組成，則原子核的質量數應該與質子數相等，因而也與原子核的核電荷數相等。但任意考察兩種元素（下表），就知它們的核質量數與核電荷數不相等。但任意考察兩種

5、元素（下表），就知它們的核質量數與核電荷數不等。等。原子核只由質子組成的設想能夠成立嗎？原子核只由質子組成的設想能夠成立嗎？原子核示意圖在上一世紀的二十年代，盧瑟福依據在上一世紀的二十年代，盧瑟福依據原子核的電荷數與質量數的差別，原子核的電荷數與質量數的差別，預見預見到到原子核中應該存在質量與質子相等的、不原子核中應該存在質量與質子相等的、不帶電的粒子，盧瑟福稱其為帶電的粒子，盧瑟福稱其為中子中子。直到上一世紀的三十年代，另一個人直到上一世紀的三十年代，另一個人工核反應，即用放射性元素釙發出的工核反應，即用放射性元素釙發出的射射線轟擊鈹，證實了中子的存在。線轟擊鈹，證實了中子的存在。二、中子的

6、發現釙釙o鈹鈹石蠟石蠟不可見粒子不可見粒子不可見粒子不可見粒子不可見粒子不可見粒子質子質子質子質子質子質子粒子粒子粒子轟擊鈹產生的不可見粒子是什么？粒子轟擊鈹產生的不可見粒子是什么？釙鈹石蠟不可見粒子不可見粒子不可見粒子質子質子質子對實驗結果的猜想和思考、射線轟擊鈹產生的不可見粒子有很射線轟擊鈹產生的不可見粒子有很強的穿透能力，可貫穿的強的穿透能力，可貫穿的鉛板，人們認為它是高能的鉛板，人們認為它是高能的射線。射線。、計算表明，不可見粒子從石蠟中打出、計算表明，不可見粒子從石蠟中打出質子，需要提供質子，需要提供5.7 Mev的能的能量，這要量，這要求求射線的能量達到射線的能量達到55 Mev。

7、但是，釙發。但是，釙發出的出的射線轟擊鈹只能產生射線轟擊鈹只能產生7 Mev的的射線射線。因此，不可見粒子能從石蠟中打出質子。因此，不可見粒子能從石蠟中打出質子，它一定不是鈹被轟擊后發出的，它一定不是鈹被轟擊后發出的射線。射線。釙鈹石蠟不可見粒子不可見粒子不可見粒子質子質子質子查德威克對實驗結果的分析查德威克用碰撞中的動量查德威克用碰撞中的動量守恒和能量守恒分析得到不守恒和能量守恒分析得到不可見粒子是質量與質子幾乎可見粒子是質量與質子幾乎相等的、不帶電的粒子，它相等的、不帶電的粒子，它正是盧瑟福預見的中子。中正是盧瑟福預見的中子。中子的質量數與質子的相等，子的質量數與質子的相等，都是都是1，中

8、子不帶電，其電，中子不帶電，其電荷數為零。物理學中用符號荷數為零。物理學中用符號 10n表示中子。表示中子。射線粒子轟擊鈹的核反應射線粒子轟擊鈹的核反應方程是：方程是：CnHeBe126104294三、原子核的組成質子和中子統稱為質子和中子統稱為原子核原子核原子核的電荷數原子核的電荷數=質子數質子數原子核的質量數原子核的質量數=質子數質子數 + 中子數中子數具有具有相同的質子數相同的質子數和和不同的中子數不同的中子數的原子互稱的原子互稱如如: :H11H21H31(氕氕)(氘氘)(氚氚)質子質子H11中子中子n10從放射性元素的原子核中釋放出來的從放射性元素的原子核中釋放出來的射線就是射線就是

9、兩兩個質子個質子和和兩個中子兩個中子結合在一起放出的結合在一起放出的點擊點擊核子以什么力結合成原子核中子質子原子核示意圖原子核示意圖拓展聯想拓展聯想已知已知、核子之間存在萬有引力、核子之間存在萬有引力、質子之間存在比萬有引、質子之間存在比萬有引 力更強大的庫侖斥力力更強大的庫侖斥力、原子核的結構是非常牢固、原子核的結構是非常牢固的的核子以什么力結合成原子核子以什么力結合成原子核？核？使核子結合在使核子結合在一起的強相互一起的強相互作用（引力）作用（引力）核子以什么力結合成原子核中子質子核力存在于質子之間、中子之間及中核力存在于質子之間、中子之間及中子與質子之間，即核子之間。子與質子之間，即核子

10、之間。核力是只在核力是只在2.01015米距離內起作米距離內起作用的短程強相互作用力。由于核子的大小用的短程強相互作用力。由于核子的大小約為約為0.81015米，故只有相鄰的核子之米，故只有相鄰的核子之間才有核力作用。間才有核力作用。核力的本質仍在研究中。核力的本質仍在研究中。原子核示意圖原子核示意圖HOHeN1117842147nCHeBe101264294、原子核的人工轉、原子核的人工轉變（用人工的辦法使變（用人工的辦法使原子核發生轉變）原子核發生轉變）、 粒子轟擊氮的核粒子轟擊氮的核實驗（發現質子的核反應實驗（發現質子的核反應）、粒子轟擊鈹的核實粒子轟擊鈹的核實驗（發現中子的核反應）驗（發現中子的核反應）鉛盒放射源射線照相底片天然放射性元素的原子核發出的射線可使照相底片感光釙鈹石蠟不可見粒子不可見粒子不可見粒子質子質子質子對實驗結果的猜想和思考、射線轟擊鈹產生的不可見粒子有很射線轟擊鈹產生的不可見粒子有很強的穿透能力，可貫穿的強的穿透能力，可貫穿的鉛板，人們認為它是高能的鉛板，人們認為它是高能的射線。射線。、計算表明，不可見粒子從石蠟中打出、計算表明，不可見粒子從石蠟中打出質子