高中物理 第四章 从原子核到夸克 . 原子核结构探秘教案 沪科版选修-

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1、4.1原子核结构探秘____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1.理解原子的结构、衰变及质能方程等知识。2.学会运用原子知识及力学分析和动量知识界解决相关问题。原子核1.原子核的组成（1）天然放射现象.物质发射射线的性质

2、称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象，叫做天然放射现象.（2）三种射线①射线是速度约为十分之一光速的氦核流，穿透本领很弱，电离作用很强.②射线是高速运动的电子流，穿透本领很强，电离作用较弱.③射线是能量很高的电磁波，波长很短，它的穿透本领极强，电离作用很弱.（3）原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称核子，原子核常用符号表示，为元素符号，表示核的质量数，表示核的电荷数.2.放射性元素的衰变（1）衰变：原子核放出粒子或13粒子，核电荷数发生改变，变成另

3、外一种原子核，这种变化叫衰变.（2）种类①衰变：原子核放出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核），．②衰变：原子核内的一个中子变为一个质子并放射出一个电子，．③衰变：放射性原子核在发生衰变或衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态）而辐射出光子．（3）衰变规律：电荷数和质量数都守恒．由此可确定衰变次数.（4）半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．①，其中表示衰变前放射性元素的原子核的个数，表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核的个数，表示衰变时间．表示半衰期．②半衰期

4、只适用于大量的原子核，对数量较少的原子核不适用，如10个原子核经过一个半衰期并不一定恰好有5个发生衰变．③半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理或化学状态无关．3.核力和结合能（1）核力：核力将核子紧紧束缚在核内，形成稳定的原子核.核力是强相互作用的一种表现；核力是短程力；每个核子只与相邻的核子发生核力作用，即核力具有饱和性.（2）结合能：原子核由核子结合在一起构成，要将它们分开需要能量，这个能量就是原子核的结合能.结合能不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量.（3

5、）质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫质量亏损.4.核反应（1）原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应.（2）常见的核反应有人工转变、重核裂变、轻核聚变．可用核反应方程来表示核反应过程.（3）核反应遵循的规律：质量数守恒、电荷数守恒．5.核能（1）爱因斯坦质能方程，若核反应中的质量亏损（参加核反应的原子核总质量与生成新原子核的总质量之差）为，释放的核能.（2）重核裂变和轻核聚变过程中都释放出核能．（3）在无光子辐射的情况下，核反应中释放的核能转化为生成的新核和新

6、粒子的动能．因而在此情况下可应用动量守恒和能量守恒来计算核能．13类型一：射线问题例1.一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为______射线，射线b为______射线因α粒子无法穿透铝箔，故打在底片上的只有β和γ两种射线，因γ光子不带电，故在电场中不会偏转，故a为γ射线；β射线带负电，故在电场中会向正极偏转，故b为β射线；答案:γ，β．

7、类型二:核反应方程例2．下列说法正确的是A．Ra衰变为RU要经过1次α衰变和1次β衰变B．U衰变为Pa要经过1次α衰变和1次β衰变C．Th衰变为Ｐb要经过6次α衰变和4次β衰变D．U衰变为RU要经过4次α衰变和4次β衰变解析：先根据质量数的变化规律确定α衰变的次数，然后再确定β衰变的次数．答案：BC类型三：综合应用质量方程及有关的力学规律分析例3.已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，He核的质量为3.0150u．（1）写出两个氘核聚变成He的核反应方程．（2）计算

8、上述核反应中释放的核能．（3）若两氘核以相等的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的He核和中子的动能各是多少?解析：应用质量数守恒和核电荷数守恒不难写出核反应方程为：H＋H→He＋n由题给条件可求出质量亏损为：Δm＝2.0136u×2－（3.0150＋1.0087）u＝0.0035u所以释放的核能为ΔE＝Δmc2＝931.5×0.0035MeV＝3.26MeV．13因为该反应中释放的核能