本节编写思路
本节主要讨论原子核的结构，介绍质子和中子的发现，引入同位素的概念，对同位素的应用作简单介绍。
正文解读
卢瑟福根据金箔的 α 粒子散射实验，提出原子由原子核及核外电子组成。进一步的实验发现，原子核虽然尺度很小（只有 10−15 m），但仍具有结构。利用较高能量的 α 粒子等粒子轰击原子，可以使原子电离，进而确定原子是由原子核及核外电子构成的。而要探究原子核的结构，则需要用更高能量的粒子来轰击原子核，才有可能打开原子核的神秘之门。
从 20 世纪初开始，卢瑟福和他的学生做了大量的 α 粒子散射实验，以探究原子及原子核的结构。马斯登在 1914 年发现，实验中出现了穿透能力比 α 粒子强得多的新粒子，卢瑟福精心设计实验并经过几年的实验探索，确认这个新粒子就是氢核，并将其命名为质子。实验诳明，用 α 粒子轰击各种不同的原子核均能产生质子，因此可以确定质子是原子核的组成部分。卢瑟福通过用 α 粒子轰击原子核后导致原子核的衰变，第一次通过人工方法实现了核反应，这一方法很快成为人们研究原子核和应用核技术的重要手段。应当注意，核反应过程中不仅质量数和电荷是守恒的，能量和动量也是守恒的。
根据实验，如果 α 粒子从氮原子核直接打出质子并被散射，那么在撞击点 α 粒子的径迹就会出现三分叉现象。如果 α 粒子是与氮原子核撞击后形成新的原子核同时放出质子，在撞击点 α 粒子的径迹则会出现两分叉现象。布拉凯特利用云室证明第二种猜测是正确的。
此处设置“大家谈”的目的是帮助学生理解 α 粒子击中氮原子核的概率。
参考答案：因为氮气的密度很低，原子核又很小，所以 α 粒子撞到氮原子核的概率很小。按第一种猜测，应该出现三分叉现象。
此处设置“拓展视野”的目的是简要介绍云室的结构和工作原理。云室又称威尔逊云室，是由英国物理学家威尔逊发明的用来显示带电粒子径迹的仪器，在核物理及粒子物理发展历史上曾起过重大作用。物理学家用云室先后发现了正电子、μ 介子等粒子，我国物理学家王淦昌领导的实验组利用云室发现了反 ∑− 超子。
中子的发现是核物理发展的一个里程碑，不仅圆满解决了原子核结构的问题，对中子的进一步研究也推动了核物理的飞速发展以及核能的开发利用。利用中子来撞击原子核，比用 α 粒子撞击产生的效果更好。费米利用中子轰击铀产生链式反应，使核能的利用成为可能。
此处设置“自主活动”的目的是帮助学生进一步理解中子的性质。
参考答案：中子不带电．与组成原子核的质子不会发生库仑力作用，所以更容易打进原子核。
此处设置“自主活动”的目的是帮助学生理解 β 衰变的机理。
参考答案：β 衰变过程中，原子核中的一个中子发生衰变，放出电子，而衰变产生的质子留在原子核中。核反应方程如下：
abX → ab + 1Y + 0−1e
元素的化学性质是由外层电子决定的，而原子的核外电子数与质子数相同。同一种元素的不同同位素之间的差别只是原子核包含的中子数不同，因此具有相同的化学性质。
此处设置“STSE”的目的是简要介绍同位素在医学检测中的实际应用。将稳定的化学元素与其少量具有放射性的同位素混合在一起，就可以利用放射性来确定这种元素的运动情况及与其他物质的作用。这称为示踪原子法，在生物、化学、医学及工业上都有广泛的应用。
所谓人工放射性是指不是天然存在，而是通过人工方式得到的某种同位素的放射性现象。约里奥—居里夫妇首先用 α 粒子轰击铝得到了第一种人工放射性同位素磷 30，这是核物理发展的一个重要标志，从此可以通过人工方式获得地球上不存在的原子核，使得核物理、核技术进入了飞速发展的阶段。
放射性同位素目前广泛应用于工业、农业、医学及科学研究。科学家利用碳 14 的放射性来测定古生物的年代；工业上利用放射性进行无损检测；农业上用射线照射种子培育新品种，杀灭害虫。
问题与思考解读
1．参考解答：不能。原子序数等于原子核中的质子数，质量数等于原子核的核子数，即质子数加中子数。原子核 A 的质量大，说明其质量数更大，也就是核子数更多，但无法确定其质子数一定更多。而原子序数等于原子核的质子数，因此不能确定 A 一定具有更大的原子序数。
命题意图：知道原子序数与原子核质量的关系。
主要素养与水平：模型建构（Ⅰ）；科学推理（Ⅰ）。
2．参考解答：锶核有 57 个中子、38 个质子。
命题意图：知道原子序数、质量数与原子核内质子数、中子数的关系。
主要素养与水平：模型建构（Ⅰ）；科学推理（Ⅰ）。
3．参考解答：根据质量数和电荷数守恒可得 147N + 42He → 10n + 179F
命题意图：知道原子核反应的基本规律。
主要素养与水平：模型建构（Ⅰ）；科学推理（Ⅰ）。
4．参考解答：氢原子核只含有一个质子，质子的质量 m = 1.67×10−27 kg，原子核的半径 r = 10−15 m，可得氢原子核密度 ρ = \(\frac{m}{V}\) = \(\frac{m}{{\frac{4}{3}\pi {r^3}}}\) ≈ 1017 kg/m3
命题意图：原子核的尺度及密度量级的基本认识。
主要素养与水平：模型建构（Ⅰ）；科学推理（Ⅰ）。