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2019-2020年新課標(biāo)粵教版3-5選修三4.1《走進原子核》WORD教案2 居里夫人 (Marie Curie，1867-1934)法國籍波蘭科學(xué)家，研究放射性現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)鐳和釙兩種放射性元素，一生兩度獲諾貝爾獎。 居里夫人與鐳的發(fā)現(xiàn) 瑪麗婭斯可羅多夫斯卡婭，即著名的居里夫人，被譽為“鐳的母親”。她1867年11月7日誕生于俄國沙皇侵略者統(tǒng)治下的波蘭首都華沙。父親是華沙高等學(xué)校的物理學(xué)教授，使她從小就對科學(xué)實驗發(fā)生了興趣。 1891年，她到巴黎繼續(xù)深造，獲得了兩個碩士學(xué)位。學(xué)業(yè)完成后，她本打算返回祖國為受奴役的波蘭人民服務(wù)，但是，與法國年輕物理學(xué)家皮埃爾居里的相識，改變了她的計劃。1895年，她與皮埃爾結(jié)婚，1897年生了一個女兒，一個未來的諾貝爾獎金獲得者。 居里夫人注意到法國物理學(xué)家貝克勒爾的研究工作。自從倫琴發(fā)現(xiàn) X射線之后，貝克勒爾在檢查一種稀有礦物質(zhì)“鈾鹽”時，又發(fā)現(xiàn)了一種“鈾射線”，朋友們都叫它貝克勒爾射線。 貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的射線，引起了居里夫人極大興趣，射線放射出來的力量是從哪里來的？居里夫人看到當(dāng)時歐洲所有的實驗室還沒有人對鈾射線進行過深刻研究，于是決心闖進這個領(lǐng)域。 理化學(xué)校校長經(jīng)過皮埃爾多次請求，才允許居里夫人使用一間潮濕的小屋作理化實驗。在攝氏6度的室溫里，她完全投入到鈾鹽的研究中去了。 居里夫人受過嚴(yán)格的高等化學(xué)教育，她在研究鈾鹽礦石時想到，沒有什么理由可以證明鈾是惟一能發(fā)射射線的化學(xué)元素。她根據(jù)門捷列夫的元素周期律排列的元素，逐一進行測定，結(jié)果很快發(fā)現(xiàn)另外一種釷元素的化合物，也能自動發(fā)出射線，與鈾射線相似，強度也相像。居里夫人認(rèn)識到，這種現(xiàn)象絕不只是鈾的特性，必須給它起一個新名稱。居里夫人提議叫它“放射性”，鈾、釷等有這種特殊“放射”功能的物質(zhì)，叫作“放射性元素”。 一天，居里夫人想到，礦物是否有放射性？在皮埃爾的幫助下，她連續(xù)幾天測定能夠收集到的所有礦物。她發(fā)現(xiàn)一種瀝青鈾礦的放射性強度比預(yù)計的強度大得多。 經(jīng)過仔細的研究，居里夫人不得不承認(rèn)，用這些瀝青鈾礦中鈾和釷的含量，絕不能解釋她觀察到的放射性的強度。 這種反常的而且過強的放射性是哪里來的？只能有一種解釋：這些瀝青礦物中含有一種少量的比鈾和釷的放射性作用強得多的新元素。居里夫人在以前所做的試驗中，已經(jīng)檢查過當(dāng)時所有已知的元素了。居里夫人斷定，這是一種人類還不知道的新元素，她要找到它！ 居里夫人的發(fā)現(xiàn)吸引了皮埃爾的注意，居里夫婦一起向未知元素進軍。在潮濕的工作室里，經(jīng)過居里夫婦的合力攻關(guān)，1898年7月，他們宣布發(fā)現(xiàn)了這種新元素，它比純鈾放射性要強400倍。為了紀(jì)念居里夫人的祖國——波蘭，新元素被命名為釙（波蘭的意思）。 1898年12月，居里夫婦又根據(jù)實驗事實宣布，他們又發(fā)現(xiàn)了第二種放射性元素，這種新元素的放射性比釙還強。他們把這種新元素命名為“鐳”?？墒?，當(dāng)時誰也不能確認(rèn)他們的發(fā)現(xiàn)，因為按化學(xué)界的傳統(tǒng)，一個科學(xué)家在宣布他發(fā)現(xiàn)新元素的時候，必須拿到實物，并精確地測定出它的原子量。而居里夫人的報告中卻沒有針和鐳的原子量，手頭也沒有鐳的樣品。 居里夫婦決定拿出實物來證明。當(dāng)時，藏有釙和鐳的瀝青鈾礦，是一種很昂貴的礦物，主要產(chǎn)在波希米亞的圣約阿希母斯塔爾礦，人們煉制這種礦物，從中提取制造彩色玻璃用的鈾鹽。對于生活十分清貧的居里夫婦來說，哪有錢來支付這件工作所必需的費用呢？他們的智慧補足了財力，他們預(yù)料，提出鈾之后，礦物里所含的新放射性元素一定還存在，那么一定能從提煉鈾鹽后的礦物殘渣中找到它們。經(jīng)過無數(shù)次的周折，奧地利政府決定饋贈一噸廢礦渣給居里夫婦，并答應(yīng)若他們將來還需要大量的礦渣，可以在最優(yōu)惠的條件下供應(yīng)。 居里夫婦的實驗室條件極差，夏天，因為頂棚是玻璃的，里面被太陽曬得像一個烤箱；冬天，又冷得人都快凍僵了。居里夫婦克服了人們難以想像的困難，為了提煉鐳，他們辛勤地奮斗著。居里夫人立即投入提取實驗，她每次把20多公斤的廢礦渣放入冶煉鍋熔化，連續(xù)幾小時不停地用一根粗大的鐵棍攪動沸騰的材料，而后從中提取僅含百萬分之一的微量物質(zhì)。 他們從1898年一直工作到1902年，經(jīng)過幾萬次的提煉，處理了幾十噸礦石殘渣，終于得到0.l克的鐳鹽，測定出了它的原子量是225。 鐳宣告誕生了！ 居里夫婦證實了鐳元素的存在，使全世界都開始關(guān)注放射性現(xiàn)象。鐳的發(fā)現(xiàn)在科學(xué)界爆發(fā)了一次真正的革命。 居里夫人以（放射性物質(zhì)的研究）為題，完成了她的博士論文。1903年，居里夫人獲得巴黎大學(xué)的物理學(xué)博士學(xué)位。同年，居里夫婦和貝克勒爾共同榮獲諾貝爾物理學(xué)獎。 繼鐳的發(fā)現(xiàn)之后，另一些新的放射性元素如錒等也相繼被發(fā)現(xiàn)。探討放射性現(xiàn)象的規(guī)律以及放射性的本質(zhì)成為科學(xué)界的首要研究課題。 吳健雄：中國的居里夫人 吳健雄（中）、袁家騮與北大校長、著名物理學(xué)家周培源（右）合影 在浩渺的星空，有一顆小行星，它的名字叫“吳健雄星”，是1990年中國科學(xué)院紫金山天文臺以世界著名物理學(xué)家吳健雄的名字命名的。吳健雄女士以其對物理學(xué)的杰出貢獻，贏得了全世界的贊譽，也為自己贏得了“中國的居里夫人”的桂冠，并最終將自己的名字留在了永恒的星空。 吳健雄出生于江蘇太倉，1929年她以最佳成績由蘇州女師畢業(yè)，并獲準(zhǔn)保送進入南京大學(xué)前身中央大學(xué)。但按當(dāng)時的規(guī)定，師范學(xué)生保送上大學(xué)需要先教書，服務(wù)一年。于是她進入私立中國公學(xué)任教并繼續(xù)學(xué)習(xí)。當(dāng)時胡適在該校兼任校長并講授“清朝三百年思想史”課程。一次考試之后，胡適改完卷子興奮地對同在公學(xué)執(zhí)教的楊鴻烈、馬君武說：“我從來沒有看到一個學(xué)生，對清朝三百年思想史闡述得這么透徹，我打了一個100分?！睏睢ⅠR二人聞言，也說班上有個學(xué)生總得一百分。三人分別把這個學(xué)生的名字寫了下來，拿出來一看，居然都是“吳健雄”。三位老師開懷大笑：“怪不得她能保送進中大呢！” 1930年吳健雄進入中央大學(xué)，攻讀數(shù)學(xué)專業(yè)。在求知欲的驅(qū)動下，她翻閱了一些有關(guān)X光、電子、放射性、相對論等方面的書籍，沒想到一下子便被倫琴、貝克勒爾、居里夫婦、愛因斯坦等科學(xué)巨匠給深深地吸引住了。于是，她第二學(xué)年便申請轉(zhuǎn)到了物理學(xué)系。 中大物理系有許多名師，有研究光學(xué)的系主任方光圻，有天文學(xué)家張鈺哲，有教電磁學(xué)的專家倪尚達，后來又來了一位教授近代物理的施士元。施士元在法國巴黎大學(xué)鐳研究所跟隨居里夫人做研究多年，是居里夫人為中國培養(yǎng)的惟一的博士。教學(xué)之余，他向同學(xué)們講述了居里夫人的種種逸事，這些都使得對居里夫人崇拜有加的吳健雄備感親切。那個時候，不管是在教室，還是宿舍和飯?zhí)?，吳健雄?jīng)常都會說到居里夫人如何如何，仿佛居里夫人是一位她所熟悉、景仰的長輩似的?！澳菚r，居里夫人是吳健雄的典范”，數(shù)十年以后吳健雄的許多同學(xué)還都是眾口一詞地這么說。 當(dāng)時，中大的女學(xué)生宿舍在北極閣山下的石婆婆巷，是一片屬于教會的樓房。吳健雄起初與人同住，后來為專心念書，便搬到一小屋中閉門讀書，很少參與娛樂活動，節(jié)假日也難得出去。她有位叔父在南京任職，星期天總是開車來校，想接侄女到郊外“換換腦筋”，可每次載走的總是她的同學(xué)。越是這樣，她叔父越是擔(dān)心她的身體，越是要拉她出去“透透空氣”，但總是很難說得動她。 就在吳健雄進入中大的第二個年頭，日寇在我國東北發(fā)動了“九一八”事變；第三年，日寇又在上海挑起了“一二八”事變。吳健雄是位很溫和的學(xué)生，但是在民族存亡的生死關(guān)頭，她在教室里再也坐不住了。1931年“九一八”事變之后的12月，她冒雪參加了總統(tǒng)府門前的靜坐示威活動，逼得蔣介石不得不出來向?qū)W生作個交代。不久以后，吳健雄還成了大家公推的學(xué)生示威游行的領(lǐng)頭人。 1934年，在施士元的精心指導(dǎo)下，吳健雄撰寫了一篇題為《證明布喇格定律》的優(yōu)秀畢業(yè)論文。帶著師友的殷切厚望，她于1934年離開了母校，不久即赴美繼續(xù)深造。 此后歷經(jīng)數(shù)十年的艱苦奮斗，吳健雄為世界現(xiàn)代物理學(xué)發(fā)展做出了杰出的貢獻，她在博士在讀期間就參加了制造原子彈的“曼哈頓計劃”，解決了連鎖反應(yīng)無法延續(xù)的重大難題，被人們稱為“原子彈之母”。她還驗證了著名的“β衰變中矢量流守恒定律”等，并先后獲得了各國政府及世界著名大學(xué)頒發(fā)的榮譽、學(xué)位和獎勵等，成為名副其實的“世界物理女王”。 原子科學(xué)家——居里夫婦 在彼埃居里遇見瑪麗居里時，他已經(jīng)享有名譽。在1880年他和他的弟弟雅各已發(fā)現(xiàn)壓電現(xiàn)象，也就是在晶體上施加壓力即可產(chǎn)生電位。他也探討磁的現(xiàn)象并確定所謂的居里點，高于此點的溫度，物質(zhì)的磁性即消失。在1895年他和瑪麗結(jié)婚后，彼埃遷就瑪麗的研究興趣。他們共同探討那時新發(fā)現(xiàn)鈾礦的放射性。此現(xiàn)象雖已為貝克勒爾所發(fā)現(xiàn)，后人以其名「貝克」做為放射性物質(zhì)活度的單位，但放射性這名詞卻為瑪麗所創(chuàng)。 在用化學(xué)方法從礦中萃取鈾以后，她注意到剩余的殘渣較純鈾更具放射性。她下結(jié)論說除了鈾以外，鈾礦中含有新的元素，也具有放射性，因而導(dǎo)致他們發(fā)現(xiàn)釙與鐳。他們在很困難的條件下，不眠不休地工作四年以上，才從鈾礦中分離出上述的元素，并測定其化學(xué)性質(zhì)。 他們對于放射性的研究終于在1903榮獲諾貝爾物理獎。但是很不幸地，在三年之后，當(dāng)彼埃在風(fēng)雨中橫跨馬路時被壓斃。從此彼埃在巴黎大學(xué)文理學(xué)院的教職由瑪麗接任。這是該校650年來的第一位女性教授。在1910年放射學(xué)大會決定采用居里作為放射性的基本單位。一年之后居里夫人榮獲諾貝爾化學(xué)獎，以表揚她發(fā)現(xiàn)釙和鐳。她是第一位獲得兩個諾貝爾獎的科學(xué)家。她的余生則致力于鐳的用途，例如用鐳治療癌。居里夫人于 1934年7月4日罹患惡性貧血而逝世，過度的勞累是她致病的重要原因。