第十四章 能源的開發和利用

第一節 原子核的組成

(一)教學目的
1.常識性了解射線的應用，強射線對人體的危害及防護。
2.常識性了解原子核的組成。
3.進行物理學研究方法的啟蒙教育。
(二)教具
錄像機，監視器，原子彈和氫彈爆炸的錄像剪輯。(若沒有上述器材可用原子彈、氫彈爆炸的掛圖代替)
(三)教學過程
1.引入新課
教師：為了打破核壟斷，抵制核訛詐，我國科技工作者自力更生、發奮圖強，從1961年起自己進行核武器的研制，在黨中央的親切關懷下，全國一盤棋，用了短短4年時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：我國第一顆原子彈爆炸的實況。
教師：這是我國第一顆原子彈試爆的實況，其威力超過了第二次世界大戰期間美國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，完成了其他國家要十幾年或幾十年才能做完的工作。
播放錄像：我國第一顆氫彈試爆實況。
這是我國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。
(若沒有錄像設備，就出示掛圖，指著原子彈爆炸后形成的蘑菇云問學生：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具有這么大的威力呢？因為它們都利用了核能。我們知道化學能是在原子發生變化時放出的能量，而核能是在原子核發生變化時放出的能量。為了了解核能，先要知道原子核的組成情況。
2.進行新課
板書課題：〈第二節 原子核的組成〉
(1)電子的發現和放射性現象的發現
教師：我們已經學過，物質是由分子、原子構成的，原子已經是很小很小的微粒了，其直徑只有10-10米，所以在十九世紀以前，人們一直認為原子是不可再分的中性粒子。1897年英國物理學家湯姆生在研究陰極射線時發現了電子，而電子比原子小得多，因而人們才認識到原子內部還有結構。
板書：〈電子的發現把人們帶入了原子內部的世界〉
在同一時期人們還發現了天然放射現象，對放射性現象的進一步研究，人們認識到原子核內部還有結構，原子核由比它更小的粒子組成。可見人類對客觀世界的認識是沒有止盡的。我們先來學習放射性現象。
板書：〈放射性現象的發現把人們帶入了原子核內部的世界〉
(2)放射性現象
①什么是放射性現象？
教師邊寫邊說：像鈾(u)、釙(po)、鐳(rα)等元素能自發地放出一些人眼看不見的、能穿透黑紙使照相底片感光的射線，這種現象叫放射性現象。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以外，還有些什么性質？比如：這些射線帶不帶電呢？為了了解它們的性質，還得通過實驗。
教師：我們做什么樣的實驗，才能判斷它們帶不帶電呢？(放射性現象中放出的射線若是帶電的，射線在磁場中將像通電導體那樣發生偏轉，由偏轉的方向和磁體的n、s極位置還可判斷射線帶的是什么電。)
教師：我們利用已經掌握的知識可以去探索還不知道的現象和規律，最基本的研究方法是通過實驗。把放射性元素裝在一個壁很厚的鉛盒里(射線穿不透)，在盒壁上有一個小孔，放射線可由此孔射出，然后把它們放到兩個很強的磁極之間，再用照相底片把射線的軌道記錄下來。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，說明這兩束射線帶異種電荷；中間一束偏轉，說明它不帶電，是中性的。