原子核物理学发展史

原子核物理学发展史（通用8篇）

1.原子核物理学发展史 篇一

第十九章

原子核

新课标要求

1．内容标准

（1）知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。

（2）了解放射性同位素的应用。知道射线的危害和防护。

例1 了解放射性在医学和农业中的应用。

例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。

（3）知道核力的性质。能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。

（4）认识原子核的结合能。知道裂变反应和聚变反应。关注受控聚变反应研究的进展。

（5）知道链式反应的发生条件。了解裂变反应堆的工作原理。了解常用裂变反应堆的类型。知道核电站的工作模式。

（6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。

例3 思考核能开发带来的社会问题。

（7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的基础知识。

例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。

2．活动建议：

（1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。

（2）观看有关核能利用的录像片。

（3）举办有关核能利用的科普讲座。新课程学习

19．1 原子核的组成

★新课标要求

（一）知识与技能

1．了解天然放射现象及其规律。

2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。

（二）过程与方法

1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。

（三）情感、态度与价值观

1．树立正确的，严谨的科学研究态度。2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。★教学重点

天然放射现象及其规律，原子核的组成。★教学难点

知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。★教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时

★教学过程

（一）引入新课

教师：本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘！

我们已经知道，原子由什么微粒组成啊？ 学生回答：原子由原子核与核外电子组成。

点评：由原来的知识引入新课，对新的一章有一个大致的了解。

教师：那原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？

学生思考讨论。

点评：带着问题学习，激发学习热情

教师：人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。

居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（Po），另一种命名为镭（Ra）。

学生一边听，一边看挂图。

点评：配合挂图，展示物理学发展史上的有关事实，树立学生对科学研究的正确态度。

（二）进行新课 1．天然放射现象

（1）物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．具有放射性的元素称为放射性元素．

（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．

学生一边听，一边看书。2．射线到底是什么

教师：那这些射线到底是什么呢？这就激发着人们去寻求答案：把放

射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：（投影）

思考与讨论：

①你观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？

②如果射线，射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。③如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？ 学生分组讨论，回答问题以及实验方案。

①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。

②根据左手定则，可以判断射线是正电荷，射线是负电荷。③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质，如图

点评：给出实验现象，设置问题情境，引导学生自己得出结论，培养学生的观察，分析，探究的能力。培养学生合作式学习的能力

用多种方案解决一个问题有利于培养学生的扩散散性思维。

教师：我们已经研究了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些性质呢？请同学们阅读课文后填写表格。

学生看书，进行总结。

点评：培养学生自学，总结的能力。教师：（帮助小结）

①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。

②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。

学生对照表格，理解书本知识。

点评：通过对照表格，可以让学生更好的掌握规律性质。3．原子核的组成

教师提问：

①质子：由谁发现的？怎样发现的？ ②中子：发现的原因是什么？是由谁发现的？ 学生看书，然后回答问题

①卢瑟福用粒子轰击氮核，发现质子。

②查德威克发现中子。发现原因：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子。

教师：（帮助小结）

①质子(proton)带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，mp1.67262311027kg

中子(nucleon)不带电，mn1.67492861027kg

②数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。点评：加强学生对书本知识的理解能力，以及语言概括能力。教师：提问：

③原子核的电荷数是不是电荷量？ ④原子荷的质量数是不是质量？ 学生看书，然后回答问题：

③不是，原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。

④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。点评：加强学生对书本知识的理解能力，以及语言概括能力。小结：

③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数 ④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数

A⑤ 符号ZX表示原子核，X：元素符号；A：核的质量数；Z：核电荷数

教师：给出思考与讨论题。

一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？ 学生回答：核子数是235，质子数是92，中子数是143。点评：学生回答调动他们学习的积极性。4．同位素(isotope)

（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。

（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。

学生一边听，一边看书。提问：列举一些元素的同位素？ 学生回答：

氢有三种同位素：氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），氚（也叫超重氢），符号分别123是：1H,1H,1H。

14碳有两种同位素，符号分别是12C,66C。

点评：举例说明同位素的性质，加深对这一概念的理解。例：下列说法正确的是（）A．射线粒子和电子是两种不同的粒子 B．红外线的波长比X射线的波长长 C．粒子不同于氦原子核 D．射线的贯穿本领比粒子强 学生回答：BD

点评：本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识。19世纪末20世纪初，人们发现X，，，射线，经研究知道，X，射线均为电磁波，只是波长不同。可见光，红外线也是电磁波，波长从短到长的电磁波波谱要牢记。另外，射线是电子流，粒子是氦核。从，，三者的穿透本领而言：射线最强，射线最弱，这些知识要牢记。

（三）课堂小结

1．天然放射现象及其规律。2．三种射线的性质。3．原子核的组成。学生总结，讨论。

（四）作业：

1．认真阅读课后的“科学足迹”。完成问题与练习。

2．探究活动：射线的来源：原子核内没有电子，射线如何而来？

点评：学生课后探究。激发学生学习的热情，为以后的学习作好准备。

★教学体会

这节课由天然放射现象开始，揭示了原子核是可分的。展示物理学发展史上的有关事实，是对学生进行辨证唯物主义思想教育的好素材。放射性元素放出的三种射线只可能从原子核里放出来的，从而引起人们去探索原子核的奥妙，揭开了核物理学的第一页。核物理研究的是原子核的组成及其变换规律，是微观世界的现象，不想宏观世界那样看得见，摸得着，研究起来也就更困难。通过本节的学习，要使学生能对核物理的相关实验基础和研究问题的思路，方法有所体会，了解人类是怎样认识微观世界的。

2.原子核物理学发展史 篇二

原子、原子核这部分内容多而杂, 学习要求是识记和理解, 而许多同学又总是记不住, 下面介绍一种行之有效的复习方法:以科学家的姓名为线索, 以其发现为主要内容通过读书寻找归纳“十大人物, 九大发现, 四大核变”形成知识体系, 这样非常便于记忆和理解.

一、“十大人物”“九大发现”

1.汤姆生 电子的发现[第一大发现]$\stackrel{}{\to }$原子可以再分$\stackrel{}{\to }$汤姆生“枣糕”式原子模型.

2.卢瑟福 (1) α粒子散射实验[第二大发现]$\stackrel{}{\to }$否定了汤姆生原子模型$\stackrel{}{\to }$卢瑟福原子模型 (核式结构) $\stackrel{}{\to }$打开原子物理大门, 初步建立了原子结构的正确图景;跟经典的电磁理论发生了矛盾.

(2) α粒子轰击氮原子核$\stackrel{}{\to }$发现了质子[第三大发现].

3.玻尔 (1) 核外电子绕核运动不落入原子核; (2) 原子光谱不连续$\stackrel{}{\to }$玻尔原子模型 (a.能量量子化, b.跃迁假设, c.轨道量子化.) [第四大发现]$\stackrel{}{\to }$成功解释了氢光谱的规律, 不能解释比较复杂的原子.

4.贝克勒耳天然放射现象 [第五大发现]$\stackrel{}{\to }$原子核有复杂结构;

$\{\begin{array}{l}\text{α}\text{射}\text{线}\stackrel{}{\to }\text{α}\text{粒}\text{子}\text{流}\stackrel{}{\to }\text{氦}\text{原}\text{子}\text{核}\\ (\text{卢}\text{瑟}\text{福}\text{确}\text{定})\stackrel{}{\to }\text{高}\text{电}\text{离}\text{本}\text{领}\\ \text{β}\text{射}\text{线}\stackrel{}{\to }\text{高}\text{速}\text{电}\text{子}\text{流}(\text{贝}\text{克}\text{勒}\text{耳}\text{确}\text{定})\\ \stackrel{}{\to }\text{电}\text{离}\text{本}\text{领}\text{较}\text{α}\text{粒}\text{子}\text{弱}\\ \text{γ}\text{射}\text{线}\stackrel{}{\to }\text{高}\text{能}\text{量}\text{光}\text{子}\stackrel{}{\to }\text{高}\text{穿}\text{透}\text{本}\text{领}\end{array}$

5.玛丽·居里、皮埃尔·居里 天然放射现象研究发现了放射性元素钋和镭[第六大发现]$\stackrel{}{\to }$放射性元素的衰变$\begin{array}{l}\stackrel{}{\to }\\ \{\begin{array}{l}\text{α}\text{衰}\text{变}\stackrel{}{\to }\text{α}\text{粒}\text{子}({}_2^4\text{Η}\text{e})\\ \text{β}\text{衰}\text{变}\stackrel{}{\to }\text{β}\text{粒}\text{子}({}_{-1}^0\text{e})\\ \text{半}\text{衰}\text{期}\end{array}\\ 6\end{array}$.查德威克 α粒子轰击铍核发现中子[第七大发现]$\stackrel{}{\to }$原子核由质子和中子组成.

7.约里奥·居里、伊丽芙·居里 用α粒子轰击铝箔$\stackrel{}{\to }$探测到预料的中子, 还探测到了正电子, 发现了放射性同位素[第八大发现]$\stackrel{}{\to }$应用 (利用它的射线, 做为示踪原子) .

8.爱因斯坦 (1) 核子结合成原子核时质量亏损损; (2) 核子结合成核时放出能量$\stackrel{}{\to }$质能方程:E=mc2, ΔE=Δmc2.

[第九大发现]

二、“四大核变”

1.放射性元素的衰变

$\{\begin{array}{l}\text{α}\text{衰}\text{变}{}_{92}^{238}\text{U}\stackrel{}{\to }{}_{90}^{234}\text{Τ}\text{h}+{}_2^4\text{Η}\text{e}\\ \text{β}\text{衰}\text{变}{}_{90}^{234}\text{Τ}\text{h}\stackrel{}{\to }{}_{91}^{234}\text{Ρ}\text{a}+{}_{-1}^0\text{e}\end{array}$

2.原子核的人工转变

$\{\begin{array}{l}\text{质}\text{子}\text{发}\text{现}{}_7^{14}\text{Ν}+{}_2^4\text{Η}\text{e}\stackrel{}{\to }{}_8^{17}\text{Ο}+{}_1^1\text{Η}\\ \text{中}\text{子}\text{发}\text{现}{}_4^9\text{B}\text{e}+{}_2^4\text{Η}\text{e}\stackrel{}{\to }{}_6^{12}\text{C}+{}_0^1\text{n}\\ \text{放}\text{射}\text{性}\text{同}\text{位}\text{素}\text{的}\text{发}\text{现}\\ {}_{13}^{27}\text{A}\text{l}+{}_2^4\text{Η}\text{e}\stackrel{}{\to }{}_{15}^{30}\text{Ρ}+{}_0^1\text{n}\end{array}$

3.重核的裂变 (核能发电、原子弹)

${}_{92}^{235}\text{U}+{}_0^1\text{n}\stackrel{}{\to }{}_{38}^{90}\text{S}\text{r}+{}_{54}^{136}\text{X}\text{e}+10{}_0^1\text{n}\stackrel{}{\to }$链式反应$\stackrel{}{\to }$核能的应用

4.轻核的聚变 (氢弹)

${}_1^2\text{Η}+{}_1^3\text{Η}\stackrel{}{\to }{}_2^4\text{Η}\text{e}+{}_0^1\text{n}\stackrel{}{\to }$热核反应

由于本部分的理论的形成都是以事实发现为依据, 故在复习每一理论时, 应按如下知识链进行:事实、发现$\stackrel{}{\to }$发现的意义$\stackrel{}{\to }$模型$\stackrel{}{\to }$成功的地方、不足之处$\stackrel{}{\to }$新的发现事实$\stackrel{}{\to }$事实.

江苏省阜宁中学

3.原子核物理学发展史 篇三

首先，近代经典原子物理实验的成果对我们人类思想的发展产生了巨大的影响，使人们不再受主观臆想的“超自然”力量影响，使人类不再认为物质是由上帝创造的，彻底脱离了虚无缥缈的宗教思想束缚，确定了认识自然，改造自然，并让其为人类服务的雄心壮志.回首人类认识微观粒子的过程，其间充满了艰难和曲折.从古希腊哲学家德谟克利特提出世界万物由原子构成，原子是不可再分的物质假设开始，经历长时间的谬误和坎坷，直到18世纪这假设才得到证实.在以后的几十年里，原子是组成物质最小的不可再分的微粒的说法在科学界得到公认.但是，原子真的是不可再分吗？在19世纪，随着阴极射线的发现，并通过实验证实其实际为电子流.这样，人们知道原子中有电子，进而发现原子中除电子外还有质子和中子，并且知道质子和中子组成原子核，原子核和电子组成了原子.那么，电子、质子和中子能不能再分为更细的粒子呢？随着科技的发展，从20世纪30年代以来，人们不断地从宇宙射线和原子核物理实验中发现了大量的基本粒子.按照基本粒子之间的相互作用，可把它们分为强子、轻子和媒介子.可见，物理的发展就是对物质越分越细、越来越精确的过程，也是人类的主观认识不断向更微观的世界前进的生动例子.

其次，近代经典原子物理实验的成果对现代社会的经济、科技和生活产生了更大的影响.近代以来，在牛顿的经典力学的指导下，近代物理学家们经过艰苦努力，取得了很多成就，为现代物理学的大发展奠定了基础.近代经典原子物理实验对人类的物质贡献表现在以下几个方面：

1近代原子物理实验的成果改变了旧事物，发现新事物

1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验，发现了质子是原子核的组成部分.之后，有人提出原子核可能是只由带正电的质子组成的.但这种设想遇到的困难是：除了氢原子外，所有元素的原子核的电荷数并不等于原子核的质量数.例如：氦核的质量数是4，电荷数是2.那么原子核里除了质子外还有什么呢？英国物理学家查德威克用α粒子轰击铍，可打出不可见的粒子.这种粒子流在磁场中不发生偏转，可见它是中性粒子流.经过计算，查德威克就发现了一种新的与氢核（质子）的质量差不多的粒子，叫中子.从此，我们知道，原子核中并不单包括质子，还有中子.这是人类发现和判断新物质的典型例子.

2近代原子物理实验的成果创造了新事物，为人类提供新能源

根据爱因斯坦提出的质能方程E=mc2，在原子核里蕴藏着巨大的能量，但是在相当长的时间里一直找不到释放核能的实际方法.1938年12月，德国化学家哈恩和斯特拉斯曼在用中子轰击铀核的产物中，发现了自然界不存在的新原子——钡的放射性同位素.一个月以后，终于证实，铀核在俘获一个中子后，发生了一个重核分裂两个中等质量的核的反应过程——核裂变.铀核裂变时，同时放出2～3个中子.如果这些中子引起其它铀235核裂变，就可以使核裂变反应不断地进行下去，这个反应叫链式反应.在极短的时间内就会释放出大量的核能，发生猛烈的爆炸.原子弹和原子能核电站就是根据这个原理制成的.这是把理论具体应用实践，造福于人类典型例子.

3近代原子物理实验的成果为人类提供了新材料，改变了人类的生活、娱乐和医疗方式

4.原子物理分章练习 篇四

1．卢瑟福原子核式结构理论的主要内容有（）

A．原子的中心有个核，叫做原子核

B．原子的正电荷均匀分布在整个原子中

C．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

D．带负电的电子在核外的空间运动

2．卢瑟福α粒子散射实验的结果证明了()

A．质子的存在B．原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在一个很小的核上

C．电子只能在某些轨道上运动D．原子核是由质子和中子组成的3.在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量符合下列哪种情况()

A．动能最小B．α粒子与金原子核组成的系统能量最小

C．势能最小D．α粒子所受金原子核的斥力最大

4．下图为卢瑟福和他的同事们做a粒子散射实验的装置示意图，荧光

屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，观察到的现象描述正确的是（）

A．在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多

B．在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比在A位置时稍少些

C．在C、D位置时，屏上观察不到闪光

D．在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少

5．玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有：（）

A.原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量

B.原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是

不连续的C.电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子

D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率

6．按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是（）

A．第m个定态和第n个定态的轨道半径rm和rn之比为rm: rn=m:n

B．第m个定态和第n个定态的能量

和

之比为

2C．电子沿一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率为v，则其发光频率也是v

D．若氢原子处于能量为E的定态，则其发光频率为 ν=E/h

7．2002

年诺贝尔物理学奖中的一项，是奖励美国科学家贾科尼和日本科学家小柴晶俊发现了宇

宙X射线源。X射线是一种高频电磁波，若X射线在真空中的波长为，以h表示普朗克常量，c表示真空的光速，以E和m分别表示X射线中每个光子的能量和质量，则（）

A．Eh，m0c

C．EB．ED．Ehh，m3 cchchc

，m0，mh c

8．氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为

射出波长为的光子。若的光子；从能级A跃迁到能级C时，辐，则氢原子从能级B跃迁到能级C时，将________光子，光子的波长为________。

9．氢原子处于基态时电子的轨道半径为，电子质量为m，电量为e，氢原子在基态时能量为，求：（1）电子从量子数n=3的激发态轨道上跃迁回基态轨道上时，动能的变化量和能量的变化量各为多少？（2）跃迁时辐射出光波的波长为多少？

(1)求电子在基态轨道上运动时的动能。

(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态。画一能级图，在图14－1上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线。

(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长。(其中静电力

恒量K=9.0×10N·m/C，电子电量e=1.6×10C，普朗克恒量

h=6.63×10J·s，真空中光速c=3.0×10m/s)。

-348922-19

原子核与放射性

1.图为查德威克实验示意图，由于天然放射性元素钋(Po)

放出的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击

石石昔 时会打出粒子流B，经研究知道：()

A.A为中子，B为质子

C.A为γ射线，B为中子

B.A为质子，B为中子D.A为中子，B为γ射线 表示放出一个α

2、某原子核的衰变过程是ABC,符号表示放出一个 粒子，粒子，下列说法中正确的是（）

A、核C比核B的中子数少

2B、核C比核A的质量数少

5C、原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子的电子数多

1D、核C比核A的质子数少

113.某放射源发射射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，射线的强度减小为原来的，当用

31cm厚的铝板放在放射源前面时，射线的强度减小为零，该放射源放射的是

A.只有α射线

C.只有β射线B.既有α射线，又有β射线D.既有β射线，又有γ射线

4．放射性元素镭放射出α、β、γ三种射线．如果让

它们处于匀强磁场中，则三种粒子在磁场中的轨迹

正确的是 []

5．图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正

确的是（）

A．a为α射线、b为β射线

B．a为β射线、b为γ射线

C．b为γ射线、c为α射线

D．b为α射线、c为γ射线

306.一个静止的放射性同位素的原子核15P衰变为14Si，另一个静止的天然放射性元素的原子核

49030Th衰变为91Pa，在同一磁场中，得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4，如图所示，则这

23430234四条径迹依次是A.电子、91Pa、14Si、正电子

30234B.91Pa、电子、正电子、14Si

30234C.14Si、正电子、电子、91Pa

30234D.正电子、14Si、91Pa、电子

7．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性情性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的（）

A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了

B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子衰变成质子所产生的C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱

D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了

42068．238

92U变为82Pb要经过次α衰变和次β衰变。

609、1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用27Co放射源进行了

实验验证，1957年李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖，60

276027Co的衰变方程是：ACo→ZNi0

1eve，其中ve是反中微子，它的电荷为零，静止质量可认为是零，则衰变产

A物ZNi的质量数为10．原来静止在匀强磁场中的放射性元素的原子核A，发生衰变后放出的一

个射线粒子和反冲核都以垂直于磁感线的方向运动，形成如图所示的8字型

轨迹，已知大圆半径是小圆半径的n倍，且绕大圆轨道运动的质点沿顺时针

方向旋转。那么：⑴该匀强磁场的方向一定是垂直于纸面向_____。⑵原子

核A的原子序数是___。⑶沿小圆运动的是________，⑷其旋转方向为

___________。

11．处于静止状态的某原子核X，发生α衰变后变成质量为M的原子核Y，被释放的α粒子垂

直射人磁感强度为B的匀强磁场中，测得其圆周与运动的半径为r，设α粒子质量为m，质子的电量为e，试求：

(1)衰变后α粒子的速率υa和动能Eka；

(2)衰变后Y核的速率υy和动能Eky；

5.原子物理与量子力学课程重点 篇五

每章最后的总结需要深刻理解，关键公式需要记忆

4道大题分别考察以下内容：

 一维薛定鄂方程求解问题：有线深方势阱，势阱，势垒隧穿，不对称势阱。 要点：在不同区域合理假设波函数，E>V时振荡，E

 边界条件连接，注意势的地方一阶导数有个跳跃

 有时会用到图解法

 量子力学一般问题，给定零时刻波函数，求t时刻波函数

 中心力场三维问题

 三维问题的分离变量法RnlYlm

 中心力场中的离心势能

 球方势阱

 氢原子问题

 角动量耦合及角动量理论

 理论适用于轨道，自旋及耦合后的角动量

 泡利矩阵，特殊性质

 升降算符作用的公式

 有限维度下的矩阵表示(e.g., l=1,2,s=1/2,3/2)

 表象及表象变换（Lx表象和Lz表象的幺正变换矩阵，耦合表象和未耦合表象之间变换的CG系数）

 自旋轨道耦合，自旋单态和三重态，波函数对称性要求

 磁场中的电子与矩阵力学

 自旋与轨道磁矩在磁场中的哈密顿量

 关于自旋分量的测量

 量子力学一般问题，给定t=0时刻，求t时刻的态

 矩阵特征值和特征向量的求法

 在A算符的本征态上测量B算符，几率，测量值和平均值

 填空题主要考点：

 几个原子模型的特点，几个基本常数（玻尔半径，精细结构常数，旋磁比，拉莫进动频率，玻尔磁子），几个关键实验证明了什么物理事实

 卢瑟福散射公式，黑体辐射的普朗克公式，光谱的里德堡方程

 塞曼效应：正常，反常，强磁场，弱磁场，谱线分裂奇偶，原因：自旋轨道耦合是否破坏

 氢原子：基态能量，波函数，三个量子数的物理意义，取值范围，玻尔半径，能级简并度等

 守恒律与对称性的关系，波函数的统计解释，几率流的概念

 角动量耦合中力学量完全集的选取（耦合与未耦合表象）

 算符对易关系的计算和测不准原理的证明

6.原子核物理学发展史 篇六

关键词：原子-分子论发展史；化学史教育

文章编号：1005–6629（2014）2–0075–03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

关于原子-分子论发展史的教育，笔者近来利用为初中化学教师培训班讲学的机会对参训的初中化学教师进行了群体访谈，如2012年10月陕西师范大学承办的“国培计划”——陕西省农村中小学教师培训（2012）置换研修培训（初中化学）班、2011年11月河南师范大学承办的“国培计划”——农村教师短期培训（初中化学）班、2012年10月河南师范大学承办的“国培计划”——河南省农村中小学教师培训（2012）置换研修培训（初中化学）班、2011年11月安阳师范学院承办的安阳市初中化学骨干教师培训班等。结果发现，初中化学教师大都通过阅读与教科书配套的教师教学用书或其他化学史著作了解原子、分子概念的发展史，但对于原子和分子从假说变为客观实在的历史过程尚不清楚。究其原因，老师们阅读的相关史料中要么不涉及此方面内容，要么极为简略地概述。为此，在原子-分子论发展史的教育中，以下三方面的问题值得注意。

1 客观、准确地描述从原子论到分子学说的发展过程

关于原子概念，不少相关著作中常常将其追溯到古代，并介绍了不同古代文明中的类似说法。

客观而言，不同古代文明中与现代原子、分子概念相似的观点都是人类文明史中的重要内容。但从化学思想史的角度看，现代原子的概念源于古希腊的哲学思想，正如科学社会学家约瑟夫·本-戴维（Joseph BenDavid）所述，科学活动和科学家的社会角色是经过几个世纪的发展才出现在西欧少数几个国家之中的；到了19世纪以后，这种科学活动及科学家角色才逐渐传播到世界的其他地方。科学活动及科学家角色在世界其他地方的出现，并不是由这些地区的传统知识和知识分子演变而来，而只是接受西方文明的结果[1]。

值得广大初中化学教师注意的是，个别相关著作中提供的相关史料不够准确。例如，《义务教育教科书教师用书化学》（九年级上册）（人民教育出版社，2012年）中关于分子概念发展的叙述出现了严重的错误，书中提到：“法国化学家盖·吕萨克（J. L. Gay-Lussac，1778～1850）通过气体反应体积定律提出了分子假说作为对原子学说的补充。之后意大利的阿伏伽德罗于1811年发表了一篇论文，引入了分子的概念，并指出分子跟原子的区别和联系。”遗憾的是，书中没有指明文献来源。但目前学界较为一致的看法是，阿伏伽德罗提出分子假说，而不是盖·吕萨克。

初中化学教师所用的化学史资料主要来源于与教科书配套的教师用书、教辅材料及网络文章等，但这些史料相对粗略且大都没有文献出处。初中化学教师对于这些史料的使用大都如同使用化学教科书一样不加甄别。结果，一些不详或不实的史料造成化学史教育中的错误，从而影响了对学生科学素养的培养。因此，在原子-分子论发展史教育中，建议初中化学教师阅读一些化学史专著和相关的化学史研究论文，对相关内容进行一定的分析对比（也可咨询专家），形成自己的教学思想和观点，以保证在教学中客观、准确地描述从原子论到分子学说的发展过程。

2 了解原子和分子如何从假说变为客观实在

事实上，直至20世纪初，原子和分子的真实性才得到证实。而已有的中文化学史书籍大都限于对20世纪以前的化学发展的研究。少数研究20世纪化学发展的著作，如郭保章编著的《20世纪化学史》（江西教育出版社，1988）等，也缺乏相关的专门论述。

从教育价值的角度看，这段史实对培养学生的科学素养有着重要的作用，不仅能让学生了解化学思想的发展过程，而且能了解从提出假说到验证假说的曲折研究过程，从中感悟科学探究的真谛。因此，建议初中化学教师了解这段历史。

虽然原子-分子论能很好地解释许多化学、物理现象，但由于观察条件的限制，当时的许多科学家仍然怀疑原子和分子的真实性。例如，发现苯分子环状结构的化学家凯库勒（F. A. Kekulé，1892～1896）声称：“原子是否存在的问题，从化学观点来说是没有意义的，……从哲学观点来说，我不相信原子的实际存在。”关于原子和分子的真实性的争论曾一直是科学界的一个重要问题。这一问题的解决始于20世纪初爱因斯坦（A. Einstein，1879～1955）等人对布朗运动的研究[2]。

1827年，英国植物学家布朗（R. Brown，1773～1858）发现了“布朗运动”（Brownian Movement）。布朗观察的目的是为了研究植物的受精过程，他选取克拉花属植物雄蕊花粉中的微粒，用显微镜观察它们在水中的行为。值得注意的是，目前的大多数教科书和文章中都说是布朗观察了花粉，这其实是个错误，因为花粉粒子大小约100μm，而能显示布朗运动的微粒要比这一尺寸小两个数量级才行。根据布朗的文献，他观察的是花粉中的微粒，大概是细胞质粒之类。布朗观察到微粒在不停地迅速地移动，总是处于无规则的骚动，而没有趋于静止的迹象。他明智地推断这种运动必定是一种物理现象，而不是生物现象。他强调这一现象的原因尚不明了，但否定了是由于液体蒸发或者由于微粒之间相互吸引和排斥所致。这样，他虽然没有找到解释，但认识到这是一种新的特殊的运动。这种现象究竟意味着什么？有些科学家认为是一种生物现象，也有人认为是雄性生命的特性，也有科学家认为是因加热不均匀，而在液体中形成对流。直到19世纪70年代，才有科学家利用液体分子的热运动给予解释。

爱因斯坦相信世界是物质的，相信原子和分子是存在的。从联邦工业大学毕业以后，他就开始寻找能证明原子和分子存在的有力证据。一方面，他在显微镜下仔细地观察布朗运动；另一方面，他发明了将统计学和力学结合起来的新的统计力学的方法，并利用该方法深入研究悬浮粒子在流体中的运动。他分析了原子和分子的运动及其与热之间的关系，计算出布朗运动的规律，得到了关于布朗运动的精确的数学理论。1905年4月和5月，他把这一研究成果写成两篇论文：“分子大小的新测定法”和“热的分子运动论所要求的静液中悬浮粒子的运动”。其中，前一篇论文是他向苏黎世大学申请博士学位的论文，当年以单行本在伯尔尼（Berne）出版，后一篇论文则在当年莱比锡（Leipzip）的《物理学杂志》上发表。在这两篇论文中，爱因斯坦从理论上科学地阐明了布朗运动产生的原因，并从悬浮粒子位移的平均值推算出单位体积中流体的分子数目，提出了一种通过观察布朗运动测定分子实际大小的新方法。就在差不多同时，奥地利科学家斯莫路霍夫斯基（M. Von Smoluchowski）也做出了同样的成果。他们的理论圆满地回答了布朗运动的本质问题，证明了微粒的运动是由于液体粒子从四面八方对它们的撞击引起的。爱因斯坦在第二篇论文的最后，向实验物理学家呼吁，希望他们能用实验证实他的这一理论。3年后这一任务就由法国物理学家佩兰（J. B. Perin，1870～1942）和瑞典化学家斯维德伯格（T. Svedberg，1884～1971）分别完成了。为此，他们二人于1926年分别获得了诺贝尔物理学奖和化学奖。这里还应该提到1902年齐格蒙第（Richard Zsigmondy，1865～1929）发明的超显微镜，这是实验科学上的重大进展。利用它可直接看到和测定胶体粒子的布朗运动，从而证实了胶体粒子的真实性。为此，齐格蒙第获得1925年诺贝尔化学奖。佩兰和斯维德伯格测定布朗运动就是用超显微镜进行的。

爱因斯坦等人的研究成果终于证明了分子和原子的客观存在。从此以后，科学上关于原子和分子真实性的争论即告终结。法国著名数学家、物理学家庞加莱（J. Henri Poincaré，1854～1912）在1913年总结说：“佩兰对原子数目的光辉测定完成了原子论的胜利，化学家的原子论现在是一个真实存在。”

3 知道原子和分子中文译名的由来

当把引自西方的化学语言译为中文时，往往很难找到对应的词汇。于是，就必须创造或引进一些规范而统一的译名，使之在传播中容易被接受。清末民初，随着原子论和分子学说在中国逐渐传播，其中文译名也发生了一些变化。该变化过程不仅反映了化学思想在中国的传播过程，也反映了与当时中国社会状况相关的人文内涵。从教学的实际需要看，初中化学教师若能知道这两个中文名称的由来，对挖掘与此相关的人文内涵很有帮助。

原子和分子的中文译名是随着原子论和分子学说在清末民初的传播逐渐形成并普及的，大致分为两个时期：19世纪和20世纪初期。

在19世纪，科学在中国的传播和教育是伴随着西方传教士在中国传教活动而展开的，其中，传教士扮演了主要角色。在中国学者的帮助下，传教士翻译了一些化学著作并逐渐传播了原子论和分子学说。在这一时期，中文化学著作中大都把“Atom”和“Molecule”译为“某点”。例如，1886年美国人丁韪良编译了《化学入门》，该书是第一本介绍原子学说的中文化学著作。书中问：“物之微点分有二类，何也？”其回答是：“分原质与杂质，如养气与轻气，其各点皆为原质，不能再分，合为水则成杂质。[3]”所谓“微点”即指原子，很明显，书中所介绍的理论是道尔顿的原子论。1899年，美国人福开森（J·C·Ferguson，1866～1945）翻译出版的《化学新编》一书的“总引”中有一段论述“质点（molecule）”的文字：“凡物皆极微之点所成，此极微点虽不化合而时动。在一质内，其微点皆同，亦与质同形，此微点，化学家名为质点。质点即一质内极微之点，至不能再分。此质点独立，即不能分，如与他可化合之质即能分。其所能分者，乃质点内极小之点，名为小质点（atom）。[4]”这里所谓的“质点”是指分子，而“小质点”就是原子。这一段论述不仅说明了原子和分子概念，而且也阐述了原子和分子的关系。

甲午战争之后，中国开始从日本引进西方科学。至20世纪初，已有大量日文化学书籍被留日学生译介过来。受日文的影响，其中大都把“atom”和“molecule”译为“原子”和“分子”。1903年，虞和钦（1879～1944）在《科学世界》杂志上发表了“论原子量”一文。文中介绍“原子说”如下：“凡原质极小分子（已达不能再分之界）即自原子而成，而此原子有一定之重量。凡诸化合物皆自此原子结合成立者也。自达尔顿（今译道尔顿）得此原子思想后，近世学术界多利用之[5]。”这是已查阅文献中最早使用“原子”和“分子”作为“Atom”和“Molecule”译名的文献。这显然是采用了日语译名。

1900年，曾经留日的杜亚泉（1873-1933）在其个人编辑出版的《亚泉杂志》上发表了“质点论”[6]一文，文中谈到：“物质由极细之质点连接而成，谓之微点。同一物质必同一样之微点构成。其诸微点之形性重量皆同。故虽一微点，仍不失其本质之性。……微点者尚为二原点或数原点合成。则原点之微更甚于微点矣。”这里的“微点”是指能保持原物质化学性质的分子，比“微点”更微的“原点”就是原子。杜亚泉在这里采用了传统的“点”来翻译日文中的“原子”和“分子”。但很快他就直接使用“原子”和“分子”作为译名了。例如，1905年上海商务印书馆出版了杜亚泉译订的《化学新教科书》，该书是根据日本人吉田彦六郎所著的《化学新教科书》翻译成的，书中谈到：“近世学者所公认，无论何种物质均为分子所成。……分子者实为比分子更小者之所成。此更小者谓之原子。[7] ”1907年，由严复主持、学部审定科编纂的《化学语汇》（商务印书馆代印出版发行）中，把“Atom”和“Molecule”的译名定为“原子”和“分子”。学部的审定使这两个译名首次得到统一。

至1923年，由任鸿隽（1886～1961）起草、全国教育会联合会新学制课程标准起草委员会公布的“新学制课程纲要高级中学第二组必修的化学课程纲要”中的“内容部分”规定学生学习“化学上之重要概念，如原子、分子、原子量、分子式、原子价等”。这说明在国家公布的教学指导性文件中已经确定了以“原子”和“分子”作为“Atom”和“Molecule”的译名。

4 结语

从化学思想史、文明史及科学社会学的角度看，在原子-分子论发展史教育中，初中化学教师若能分析对比相关史料，形成教学思想，就能客观、准确地描述从原子论到分子学说的演进过程。从科学方法论角度看，初中化学教师需了解原子和分子从假说到客观实在的发展过程，从中挖掘有利于科学方法论教育的课程资源，提高学生的科学素养。从文化传播史的角度看，初中化学教师需知道原子和分子中文译名的由来，以便在教学中进行相关的人文教育，增强学生的人文素养。

参考文献：

[1] Joseph Ben-David， The Scientists Rolein Society： A Comparative Study， Englewood Cliffs， NewJersey. Prentice-Hall. 1971：21.

[2]袁振东，朱敬.在科学的入口处30位化学家的贡献[M].武汉：湖北少年儿童出版社，2008：7～11.

[3][美]丁韪良.格物入门卷六化学[M].上海：上海美华书馆，1899：8.

[4][美]福开森译.化学新编[M].上海：上海美华书馆，1899：4.

[5]虞和钦.论原子量[J].科学世界，1903，（2）：27～34.

[6]杜亚泉.质点论[J].亚泉杂志，1900，（1）：6～9.

7.原子核物理学发展史 篇七

阐述了建构主义学习理论的基本特征及建构主义的教学观,分析了建构主义学习理论应用在原子物理网络教学平台设计中的意义和效果.

作 者：张秀荣 李涛 ZHANG Xiu-rong LI Tao  作者单位：江苏科技大学,江苏,镇江,21 刊 名：重庆工学院学报（自然科学版）  ISTIC英文刊名：JOURNAL OF CHONGQING INSTITUTE OF TECHNOLOGY 年，卷(期)： 21(10) 分类号：G642.0 关键词：建构主义   原子物理学   网络教学平台  

8.原子核物理学发展史 篇八

原子结构

新课标要求

1．内容标准

（1）了解人类探索原子结构的历史以及有关经典实验。

例1 用录像片或计算机模拟，演示α粒子散射实验。

（2）通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。

例2 了解光谱分析在科学技术中的应用。

2．活动建议

观看有关原子结构的科普影片。新课程学习

18．3 氢原子光谱

★新课标要求

（一）知识与技能

1．了解光谱的定义和分类。

2．了解氢原子光谱的实验规律，知道巴耳末系。3．了解经典原子理论的困难。

（二）过程与方法

通过本节的学习，感受科学发展与进步的坎坷。

（三）情感、态度与价值观

培养我们探究科学、认识科学的能力，提高自主学习的意识。

★教学重点

氢原子光谱的实验规律 ★教学难点 经典理论的困难 ★教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时

★教学过程

（一）引入新课 讲述： 粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，但电子在核外如何运动呢？它的能量怎样变化呢？通过这节课的学习我们就来进一步了解有关的实验事实。

（二）进行新课

1．光谱（结合课件展示）

早在17世纪，牛顿就发现了日光通过三棱镜后的色散现象，并把实验中得到的彩色光带叫做光谱。

（如图所示）讲述：

光谱是电磁辐射（不论是在可见光区域还是在不可见光区域）的波长成分和强度分布的记录。有时只是波长成分的记录。

（1）发射光谱

物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱。发射光谱可分为两类：连续光谱和明线光谱。

引导学生阅读教材，回答什么是连续光谱和明线光谱？

学生回答：连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱。只含有一些不连续的亮线的光谱叫做明线光谱。明线光谱中的亮线叫谱线，各条谱线对应不同波长的光。

教师讲述：炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续光谱。例如白炽灯丝发出的光、烛焰、炽热的钢水发出的光都形成连续光谱。如图所示。

稀薄气体或金属的蒸气的发射光谱是明线光谱。明线光谱是由游离状态的原子发射的，所以也叫原子的光谱。实践证明，原子不同，发射的明线光谱也不同，每种原子只能发出具有本身特征的某些波长的光，因此明线光谱的谱线也叫原子的特征谱线。如图所示。

（2）吸收光谱

教师：高温物体发出的白光（其中包含连续分布的一切波长的光）通过物质时，某些波长的光被物质吸收后产生的光谱，叫做吸收光谱。各种原子的吸收光谱中的每一条暗线都跟该种原子的原子的发射光谱中的一条明线相对应。这表明，低温气体原子吸收的光，恰好就是这种原子在高温时发出的光。因此吸收光谱中的暗谱线，也是原子的特征谱线。太阳的光谱是吸收光谱。如图所示。

课件展示，氢、钠的光谱、太阳光谱

投影各种光谱的特点及成因知识结构图：

（3）光谱分析

由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定的化学组成。这种方法叫做光谱分析。

原子光谱的不连续性反映出原子结构的不连续性，所以光谱分析也可以用于探索原子的结构。

2．氢原子光谱的实验规律

教师讲述：氢原子是最简单的原子，其光谱也最简单。引导学生阅读教材61页有关内容。（课件展示）

3．卢瑟福原子核式模型的困难

教师：（讲述）卢瑟福原子核式模型无法解释氢原子光谱的规律。引导学生阅读教材62页有关内容。

教师总结：按经典理论电子绕核旋转，作加速运动，电子将不断向四周辐射电磁波，它的能量不断减小，从而将逐渐靠近原子核，最后落入原子核中。

轨道及转动频率不断变化，辐射电磁波频率也是连续的，原子光谱应是连续的光谱。实验表明原子相当稳定，这一结论与实验不符。实验测得原子光谱是不连续的谱线。

（三）课堂小结

教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。

学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。

点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。

教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。

（四）作业：课本P62第1、3、4题

★教学体会