最新第一章-原子核与放射性PPT课件.ppt

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1、第一章-原子核与放射性物质世界是由什麽组成的？是什麽把它们组合在一起？第一部分原子与原子结构1）“原子”概念的提出朴素的认识论：世界万物由水空气土火等构成古希腊时代:思辩性古代原子论万物由原子构成,原子是物质世界的共同基础，不能再分割。2）1803道耳顿—化学原子论原子是保持元素化学性质的基本粒子-科学概念1903年，汤姆逊提出了新的原子构造模型：原子是一个半径大约为10-10米的球体，正电荷均匀地分布于整个球体，电子则稀疏地嵌在球体中，这是一个类似葡萄干面包的原子模型。同年，物理学家长冈半太郎认为正负电子不可能相互渗透，提出了电子均匀地分布在一个环上，环中心是一个具有

2、大质量的带正电的球，被他称为“土星型模型”结构。汤姆逊的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型1911年，卢瑟福借助于α粒子散射研究，提出原子正电荷必定集中在半径10-15米的范围内，而原子半径却有10－10米，因此原子里面绝大部分是空虚的，从而证明长冈半太郎的“土星型模型”比汤姆逊的“葡萄干面包模型”更接近于物理真实。玻尔的原子模型(用普朗克的量子假设hn)：E1-E2=hn！原子结构模型演化示意图1902年，物理学家卢瑟福与化学家索迪合作在对铀、镭、钍等元素的放射性研究中，提出了放射性元素的衰变理论：放射性原子是不稳定的，它们自发性地放射出射线和能量，而自身衰变成另一种放

3、射性原子，直至成为一种稳定的原子为止。这种特性即放射性。并提出了“原子能”的概念。卢瑟福、索迪——元素衰变卢瑟福因此获1908年诺贝尔化学奖以后，卢瑟福和索迪等人进一步研究放射性元素递次变化（即衰变链系）的线索，发现如下衰变链：索迪因此及对同位素起源和性质研究获1921年诺贝尔化学奖。元素衰变理论打破了自古希腊以来人们相信的原子永远是不生不灭的传统观念，而认为一种元素的原子可以变成另一种元素的原子。卢瑟福、索迪——元素衰变卢瑟福用镭发射的α粒子作“炮弹”，研究被轰击的粒子的情况。1919年，终于观察到氮原子核俘获一个α粒子后放出一个氢核，同时变成了另一种原子核的结果，1

4、8N＋α17O＋p。这是人类历史上第一次实现原子核的人工衰变，使古代炼金术士梦寐以求的把一种元素变成另一种元素的空想变成现实。当时卢瑟福写了一本书就取名为《新炼金术》。人工衰变核的组成A=Z+N质量数原子序数1932年：海森伯和伊凡宁柯各自独立地提出了原子核是由质子和中子组成的核结构模型。由于中子不带电荷，不受静电作用的影响，可以比较自由地接近以至进入原子核，容易引起核的变化，因此，它立即被用来作为轰击原子核的理想"炮弹"。探索原子核奥妙的钥匙——中子现代原子结构原子核中子质子电子(电子云)+++公元前4世纪德寞克利特1803道尔顿1911卢瑟福1913玻耳1932海

5、森堡？人类认识物质“基本砖块”历程电子2000多年60多年1001990年代“基本砖块”轻子12夸克36媒介子13希格斯粒子1合计62其中2个粒子尚未发现：引力子和希格斯粒子。1964夸克第二部分核与放射性的基本物理基础核素：具有确定质子数和中子数的原子核称做核素核素是原子核的一种统称核素及符号表示核素质子数中子数质量数符号氦-42244He碳-12661212C碳-13671313C碳-14681414C名称质子数中子数质量数举例同位素相同不同不同1H2H3H同中子素不同相同不同2H3He同量素不同不同相同3H3He其它：稳定核素和不稳定核素稳定同位素和不稳定同位素

6、放射性核素和非放射性核素定义：质子数相同而中子数不同的核素互为同位素。同位素实验发现:原子核内的质子+中子紧密地挤靠在一起，核子之间没有什麽空隙（与原子情况不同).稳定原子核基本上类似与球体原子核的半径R=r0A1/3原子核半径常数r0=1.210-15m=1.2fmA原子核的质量数例如：238U7.4fm1)原子核的大小R原子核的基本性质2)原子核的质量电子me=9.1×10-31kg=5.48×10-4u=0.511MeV/c2质子mp=1.007276u=938.256MeV/c2中子mn=1.008665u=939.550MeV/c2原子核质量=原子质量—全部

7、电子的质量MN(Z,A)=Ma(Z,A)—Zme忽略了电子的结合能（eV量级）原子的质量可以用质谱计精确测量(有表可查)原子核质量可以精确确定3)核物质密度原子核中核子紧密挤在一起根据=M/V计算核物质密度:~2.31014g/cm31cm3核物质2亿吨重!黑洞1018核物质1014中子星109白矮星105水1密度比较g/cm3天平为何倾斜?重轻4)原子核结合能和原子核稳定性质量亏损氦原子核（4He）由2个质子+2个中子构成2个质子质量+2个中子质量=﹖原子核4He的质量2x1.007276+2x1.008665-4.002603Δ