人类生出发展与核科学

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1、第一章第一章原子核与放射性原子核与放射性第一部分原子与原子结构•物质世界是由什麽组成的？•是什麽把它们组合在一起？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-科学概念伦琴发现X射线1895年，德国物理学家伦琴在探索阴极射线本性的研究中，意外发现了X射线——它不仅揭开了物理学革命的序幕，也给医疗保健事业带来了新的希望。伦琴因此成为1901年

2、第一个诺贝尔物理学奖得主世世界上界上第第一张一张XX光光照片照片汤汤姆逊姆逊发发现电子现电子电子是在研究阴极射线的本质过程中得到的，阴极射线究竟是什么？物理学家汤姆逊设计了一个巧妙的实验装置，证实了阴极射线是由带负电荷的粒子组成的，并推算出其质量和电荷比值。得出来源于各种不同物质的阴极射线粒子都是一样的。指出电子是比原子小得多的粒子，其质量只是氢离子的千分之一。汤姆逊认定这种粒子必定是“建造一切化学元素的物质”，也就是一切化学原子所共有的组成部分。汤汤姆逊姆逊的的原子原子结结构模型构模型1903年，汤姆

3、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，环中心是一个具有大质量的带正电的球，被他称为“土星型模型”结构。卢卢瑟福瑟福的的原子原子结结构模型构模型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

4、“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)：E-E=hn！12原子原子结结构构模型模型演演化化示示意意图图卢卢瑟福、瑟福、索索迪迪————元素元素衰变衰变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。卢瑟福因此获1908年诺贝尔化学奖卢

5、卢瑟福、瑟福、索索迪迪————元素元素衰变衰变以后，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：U¾T¾1/2=¾几百万年¾¾®Ra¾T¾1/2=¾1000¾多年¾®Rn¾¾®Po¾¾®Bi¾¾®Po¾¾®Pb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。人人工工衰衰变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，

6、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，18N＋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》。核的组成A=Z+N质量数原子序数A核ZN探探索原子索原子核核奥奥妙妙的的钥匙钥匙————中子中子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

7、核的变化，因此，它立即被用来作为轰击原子核的理想"炮弹"。现现代代原子原子结结构构原子核中子+++质子电子(电子云)人类认识物质“基本砖块”历程公元前4世纪1913德寞克利特玻耳多年200010060多年1990年代“基本砖块”电子轻子12夸克36媒介子13希格斯粒子1合计621932海森堡其中2个粒子尚18031911未发现：引力子道尔顿卢瑟福1964夸克？和希格斯粒子。第二部分核与放射性的基本物理基础核素及符号表示核素：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质子数中子数质量

8、数符号氦-42244He碳-12661212C碳-13671313C碳-14681414C同位素定义：质子数相同而中子数不同的核素互为同位素。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放射性核素和非放射性核素原子核的基本性质1)原子核的大小l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