第22讲 原子核.ppt

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1、第二十二讲原子核【知识要点】一、天然放射现象二、原子核的人工转变、原子核的组成三、原子核能【知识要点】一、天然放射现象1、天然放射现象的发现1896年贝克勒尔发现铀U和含铀的矿物能发射某种看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照像底片感光。像这样物质自发地发出射线的现象叫天然放射现象。物质的这种性质叫天然放射性，具有放射性的元素，叫放射性元素。后来居里夫妇又发现两种放射性更强的新元素，叫做钋Po和镭Ra。2、三种射线（1)射线：本质是氦原子核流，符号是，带电量为+2e，质量为4u(1u=1.6610-27千克)，贯穿本领最弱，电离本领最强。（2）射线：本质是

2、电子流，符号是，带电量为-e(1e=1.910-19库仑)，质量为，贯穿本领较强，电离本领较强。（3）γ射线：本质是高能光子流，符号是γ，不带电，静止质量为零，贯穿本领最强，电离本领最弱。3、放射性元素的衰变原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。在衰变中电荷数和质量数都守恒。（1）α衰变：原子核放出一个α粒子，原子序数（核电荷数）就比原来少2，而质量数少4。例如，写成一般式为（2）β衰变：原子核放出一个β粒子，原子序数（核电荷数）就比原来多1，而质量数不变。例如，写成一般式为（3）γ衰变：要引起核的能量发生变化，而原子序数（核电荷数）和质量

3、数都不改变。4、半衰期半衰期是放射性元素的大量原子核有半数发生衰变需要的时间。每一种放射性元素都有一定的半衰期，不同的放射性元素，半衰期不同。放射性元素半衰期的长短是由原子核的内部因素决定的，它不受外部因素的影响。例如温度的高低，物态的变化，化学结构的变化等等，都不能改变它的半衰期。衰变公式，如果用N0表示原耒的原子核数，Nt表示t时刻还未衰变的原子核数，T表示半衰期，那么如果用M0表示原耒的原子的总重量，Mt表示t时刻还未变的原子的总质量，那么二、原子核的人工转变、原子核的组成1、质子的发现1919年卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验。实验现象表明α粒子击中

4、氮核后产生了新的粒子。后来测出了这种粒子的质量和电量，确定它就是氢原子核，又叫做质子，通常用或表示。质子发现的核反应方程是质子的发现表明，可以用人工的方法实现原子核转变；还表明，质子是原子核的组成部分。2、中子的发现1930年发现用α射线轰击铍时，会产生一种看不见的贯穿能力很强的不带粒子。1932年用这种射线轰击石蜡时，竟能从石蜡中打出质子，如图所示。查德威克经过进一步研究，证明放射性元素钋放出的α射线轰击铍时发出的贯穿力极强的射线，不是γ射线，而是一种质量差不多与质子相等的不带电粒子，即中子。中子的质量数是1，电荷数是零，用表示。发现中子的核反应方程是实验证明

5、，从许多原子核里都能打出中子来，可见中子也是原子核的组成部分。3、原子核的组成原子核是由质子和中子组成的。质子和中子统称为核子。原子核的电荷数等于它的质子数；原子核的质量数就等于它的核子数，即质子数与中子数的和。不论是原子核的衰变还是原子核的人工转变，统称为核反应。在核反应的过程中电荷数和质量数都守恒。4、放射性同位素同位数，具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。（1）人工放射同位素的发现1934年小居里夫妇用α粒子轰击铝核，发生了下面的核反应，核反应生成物是磷的一种同位素它具有放射性，衰变时放出正电子，下面是它的反应方程这是用人工方法得到的放射性同位

6、素。（2）放射性同位素的应用：①利用它的射线探伤、消除静电、育种、消毒、防腐等。②做为示踪原子：把放射性同位素的原子搀到其它物质中去，让它们一起运动、迁移，再利用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，怎样分布的，从而可以了解某些不容易察明的情况或规律。我们把这种用途的放射性同位素叫示踪原子。三、原子核能1、原子核的结合能（1）核力：原子核内的核子间有一种很强的力把它们结合在一起，这种力称为核力。核力是强作用力。它与电荷无关，质子与质子、质子与中子、中子与中子间都存在核力作用。它是短程力，只在2.010-15米距离内起作用，即使

7、在半径很小的原子核内，每个核子也只跟与它相邻的核子间才有核力的作用。（2）结合能：核子结合成原子核时要放出一定的能量；原子核分解成核子时，要吸收同样多的能量。这个能量叫做原子核的结合能。（3）爱因斯坦质能方程：这个方程是爱因斯坦从相对论得出的，它表明物体的质量与它的能量间有一定的联系。当物体的能量增加（或减少）△E时，它的质量也会相应地增加(或减少)m，二者满足的关系是E=mc2，式中c表示光在真空中的传播速度。（在使用该公式进行有关计算时，要注意单位的统一，见下表。（4）质量亏损：核子结合成原子核时要放出结合能，原子核的能量要比组成核的核子未组合成核时的

8、能量小，所以原子核的质量