【课堂新坐标】2016-2017学年高中物理人教版选修3-5(课件)第十九章原子核7核聚变8粒子和宇宙
课堂新坐标2014物理(人教版)选修3-5课件:19.5核力与结合能
教 学 方 案 设 计
不对? 【提示】
不对.在核反应中质量数守恒即核子的个数
不变,只是核子组成原子核时,仿佛变“轻”了一些,原子 核的质量总是小于其全部核子质量之和, 即发生了质量亏损,
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
核子的个数并没有变化.
课 时 作 业
菜
单
新课标 ·物理 选修3-5
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
不可能无节制地增大原子核而仍稳定存在
课 时 作 业
菜
单
新课标 ·物理 选修3-5
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
【审题指导】 解答本题时应注意以下两点:
教 学 方 案 设 计
(1)轻核中质子数与中子数大致相等,重核中中子数大于 质子数. (2)由于核力是短程力,原子核的大小有一定的限制.
核子 间的相互作用力.
紧紧地束缚在核内,形成稳定的
核子
当 堂 双 基 达 标
原子核
课 前 自 主 导 学 菜 单
.
课 时 作 业
新课标 ·物理 选修3-5
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
(2)核力的特点 ①核力是 强相互作用 度内,核力比库仑力 大得多 的一种表现,在原子核的尺 .
1.5×10-15
课 时 作 业
菜
单
新课标 ·物理 选修3-5
教 学 教 法 分 析
2.形成原因 (1)若质子与中子成对地人工构建原子核,随原子核的增 大,核子间的距离增大,核力和电磁力都会减小,但核力减
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
高中物理人教版选修3-5课件 第19章 原子核 第3、4节
人教版 Байду номын сангаас选修3-5
路漫漫其修远兮 吾将上下而求索
第十九章 原子核
第十九章 第三节 探测射线的方法
第四节 放射性的应用与防护
1
学习目标定位
2
课堂情景切入
5
考点题型设计
3
知识自主梳理
6
易错案例剖析
4
重点难点突破
7
课 时 作 业
学习目标定位
※ ※ ※
理解原子核的人工转变及人工放射性同位素 了解探测射线的仪器和方法 了解放射性的应用和防护
几种常用的探测器
• 1.威尔逊云室 • (1)结构见教材。 • (2)工作原理:粒子从室内气体中飞过,就会 电离 使沿途的气体分子______产生离子,过饱和 一条雾滴 汽便以这些离子为核心凝成__________,于 性质 是显示出射线的径迹。 • 根据径迹的长短和粗细,可以知道粒子的 正负 ______;把云室放在磁场中,从带电粒子运 动轨迹的弯曲方向,还可以知道粒子所带电 荷的______。
14 4 1 O 8 N + He ―→ ______ + 7 2 1H。
(2)查德威克发现了中子,核反应方程是 12 9 4 6C Be+ He―→______ +1n。
4 2 0
• 3.遵循规律 质量数 电荷数 • _________守恒,________守恒。
人工放射性同位素的应用与防护
1.放射性同位素的定义
• (2)三种射线在云室中的径迹比较 • a.α粒子的质量比较大,在气体中飞行时不 易改变方向。由于它的电离本领大,沿途产 生的离子多,所以它在云室中的径迹直而粗 。 • b.β粒子的质量小,跟气体碰撞时容易改变 方向,并且电离本领小,沿途产生的离子少 ,所以它在云室中的径迹比较细,而且速度 减小后的轨迹常常弯曲。 • c.γ粒子的电离本领更小,在云室中一般看 不到它的径迹。
高中物理,选修3---5,全册课件汇总
碰撞是日常生活、生产活动中常见的一种现象, 两个物体发生碰撞后,速度都发生变化.
两个物体的质量不同时,它们的速度变化情况 也不一样.
那么碰撞前后会有什么物理量保持不变?
二、在实验中寻找不变的量
1、模型构建
(1)碰撞的最简单情况-------- 一维碰撞 即两个物体在碰撞之前沿直线运动,碰撞之后 还沿同一直线运动.
我们寻找的不变量必须在各种碰撞的情况下 都不改变,这样才符合要求。
4、需要考虑的问题——讨论操作和数据处理中 的技术性问题:
(1)要保证碰撞是一维的 (2)质量测量 ———天平 (3)速度测量 (4)实验数据的处理
本实验主要解决的问题是:怎样保证物体 在同一直线上运动和怎样测物体的速度。
速度的测量:可以充分利用所学的运动学知识, 如利用匀速运动、平抛运动,并借助于斜槽、气垫 导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制 实验条件.
高中物理人教版选修3---5 全册课件汇总
§第十六章: 动量守恒定律 §第十七章: 波粒二象性 §第十八章: 原子结构
§第十九章: 原子核
第十六章:动量守恒定律
§16.1 实验:探究碰撞中的不变量
§16.2 动量和动量定理
§16.3 §16.4 §16.5
动量守恒定律 碰撞 反冲运动 火箭
选修3—5 第十六章 动量守恒定律
案例三:阅读教材,如何进行实验
将打点计时器固定在光滑桌面的一端,把纸 带穿过打点计时器,连在小车的后面。让小车 A运动,小车B静止。在两小车的碰撞端分别装 上撞针和橡皮泥,碰撞时撞针插入橡皮泥中, 把两个小车连接成一体(如上图)。通过纸带测 出它们碰撞前后的速度。
【思考1】
光滑桌面上有两1、2两个小球。1球的质量为0.3 kg,以速度8 m/s跟质量0.1 kg的静止的2球发生碰 撞,碰撞后2球的速度变为9 m/s,1球的速度变为5 m/s,方向与原来相同。根据这些实验数据,晓明对 这次碰撞的规律做了如下几项猜想。 (1)碰撞后2球获得了速度,是否是1球把速度传递 给了2球? (2)碰撞后2球获得了上实验数据猜想:有一个什么物理 量,在这次碰撞中,2球所增加的这个量与1球所减小 的这个量相等?请计算表明。
课堂新坐标2014物理(人教版)选修3-5课件:19.6核裂变
(3)控制棒 为了控制反应速度,还需要在铀棒之间插进一些镉棒, 它吸收 中子 的能力很强, 反应过于激烈时, 可将其插入 深 一
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
些,多吸收一些中子 ,链式反应的速度就会慢一些,这种镉 棒叫做
控制棒
.
(4)能量输出 核燃料 裂变 释放的能量使反应区温度升高,水或液态
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
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教 学 教 法 分 析
3.探究交流 如图 19- 6- 1 所示为我国于 1964 年 10 月 16 日发射的第一颗原子弹爆炸成功 的图片.同时,我国政府郑重承诺:中国 在任何时候、任何情况下,都不首先使用 核武器,不对无核国家或地区使用或威胁 使用核武器.我国研制成功原子弹,极大 地增强了我国的国防力量.
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人教版高中物理选修3-5全册课件
方案三:利用小车在光滑桌面碰撞另一个静止的小车实 现一维碰撞情况
图 16-1-4 (1)静止的小车上装上橡皮泥,运动的小车上装上撞针, 让它们碰撞后粘在一起. (2)利用打点计时器记录小车碰撞前后的运动情况,根据 纸带上的点迹求速度.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
三、实验器材 方案一:气垫导轨、光电计时器、天平、滑块 (两个)、 弹簧片、细线、弹性碰撞架、胶布、撞针、橡皮泥等. 方案二:带细线的摆球(两个)、铁架台、天平、量角器、 坐标纸、胶布等. 方案三:光滑长木板、打点计时器、纸带、小车(两个)、 天平、撞针、橡皮泥等.
4.若利用摆球进行实验,两小球静止时球心应在同一水 平线上,且刚好接触,摆线竖直,将小球拉起后,两条摆线 应在同一竖直面内. 5.碰撞有很多情形,我们寻找的不变量必须在各种碰撞 情况下都不改变,才符合要求. 6.记录数据时,应规定正方向,若速度方向与规定的正 方向相同,则速度取正值,若速度方向与规定的正方向相反, 则取负值. 7.在误差允许的范围内,验证 m1v1+ m2v2= m1v1′+ m2v2′成立.
四、误差分析 1.碰撞是否为一维碰撞,是产生误差的一个重要原因, 设计实验方案时应保证碰撞为一维碰撞.避免碰撞过程中两 物体偏离同一条直线. 2.碰撞中是否受其他力(例如:摩擦力)的影响是带来误 差的又一个重要原因,实验中要合理控制实验条件,尽量减 小或避免除碰撞时相互作用力外的其他力影响物体速度. 3.测量及读数的准确性也是造成误差的一个重要原因, 实验中要规范读数和测量,尽量减小误差因素的影响.
人教版高中选修3-5
物 理
全册优质课件
1
实验:探究碰撞中的不变量
一、实验目的 1.明确探究碰撞中的不变量的基本思路. 2.探究一维碰撞中的不变量.
人教版高中物理选修3-5课件第十九章学案1-学案2
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学案1~学案2 本 学 案 栏 目 开 关
学案1~学案2
学案 1 原子核的组成 学案 2 放射性元素的衰变
本 学
[学习目标定位]
案 栏
1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象.
目
开 关
2.知道三种射线的特性,知道原子核的组成,会正确书写原子
核符号.
3.知道衰变及两种衰变的规律,能熟练写出衰变方程.
本
解析 每经 1 个半衰期放射性物质的质量都减半,则经过 n
学 案 栏 目 开
个半衰期剩余的质量为 m=m0(12)n. 设 6 小时经过的半衰期个数为 n,则(12)n=18,所以 n=3.
关
则2114Na 的半衰期为 T=nt =2 h.
答案 2 h
目
开 关
(3)放射性元素自发地发出射线的现象叫做 天然放射现象 ,
原子序数大于或等于 83 的元素,都能自发地发出射线.
5.三种射线:在射线经过的空间施加磁场,射线分裂成三束,其中
两束在磁场中向不同的方向偏转,说明这两束是 带电粒子流 ,
另一束不偏转的不带电.
知识·储备区
学案1~学案2
6.原子核的组成
示,X 为未知放射源,它向右方发射放射线.
放射线首先通过一块薄铝箔 P(厚度约为
1 mm),并经过一个强磁场区域后到达计数
本 学
器,计数器上单位时间内记录到的射线粒
案 栏
子是一定的,现将强磁场移开,计数器单
图5
目 位时间内所记录的射线粒子基本保持不变,
开
关 然后将薄铝箔 P 移开,则计数器单位时间内记录的射线粒子
所以剩下的质量之比为 1∶2.
高中物理新课标版人教版选修3-5精品课件:19.0《原子核》(PPT课件可以编辑)
3.原子核衰变嘚分类: (1) 衰变:原子核放出 粒子嘚衰变叫做 衰变.
A Z
X
Y A4
Z2
24He
226 88
Ra
28262Rn
24He
U 238
92
?
U 238
92
23940Th
24He
23900Th ?
23900Th28286Ra 24He
3.原子核衰变嘚分类: (1) 衰变:原子核放出 粒子嘚衰变叫做 衰变.
一、天然放射现象 1.放射性和放射性元素: 1896年,法国物理学家贝克勒尔发现,铀和含铀嘚矿物能够发出看不见嘚射线,这种射线可以穿透 黑纸使照相底片感光,物质发射射线嘚性质称为放射性.具有发射性嘚元素称为放射性元素. 2.天然放射性现象: 元素这种自发嘚放出射线嘚现象叫做天然放射现象.
钡铀云母 斜水钼铀矿
mp 1.67262311027 Kg
同样嘚方法,从氟、钠、铝嘚原子核中打出了质子。------质子是原子核嘚组成部分。
原子核是否只是由质子组成呢?
核嘚质量
?>
质子质量
核嘚电量 质子电量
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电嘚中子,这一猜想被他嘚学生查德威克用实验证实,并得到公认.
2.中子嘚发现 1.卢瑟福嘚预言 2.1932年英国物理学家查德威克又发现了中子 3.
X表示
A表示 质量数
A z
X
元素符号
Z表示
质子数
29325U表示铀原子核
4 2
He表示氦原子核
有2个质子, 质量数为4,
有92个质子, 质量数为235, (即有143个中子)
(即有2个中子)
4.同位素:如质子数相同,中子数不同,(质量数当然不同),则互为同位素。
度人教版选修35 19.3探测射线的方法 课件(共17张PPT)
9、要学生做的事,教职员躬亲共做;要学生学的知识,教职员躬亲共学;要学生守的规则,教职员躬亲共守。2021/9/142021/9/14Tuesday, September 14, 2021 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/9/142021/9/142021/9/149/14/2021 8:09:53 AM 11、只有让学生不把全部时间都用在学习上,而留下许多自由支配的时间,他才能顺利地学习……(这)是教育过程的逻辑。2021/9/142021/9/142021/9/14Sep-2114-Sep-21 12、要记住,你不仅是教课的教师,也是学生的教育者,生活的导师和道德的引路人。2021/9/142021/9/142021/9/14Tuesday, September 14, 2021
动量、能量等特性,从而判断是何种射线,区分射线的本质 是何种粒子。 教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。 教学用具: (1)挂图,实验器材模型,课件等; (2)多媒体教学设备一套:可供实物投影、放像、课件播放 等。
复习回顾:
名称 带电 电离 穿透 构成 速度 性 能力 能力
实质
正
强
He 弱 4
能力。
3、情感、态度与价值观 (1)培养学生认真严谨的科学分析问题的品质; (2)从知识是相互关联、相互补充的思想中,培养学生建立
事物是相互联系的唯物主义观点; (3)培养学生应用物理知识解决实际问题的能力。 教学重点:根据探测器探测到的现象分析、探知各种运动粒
子。 教学难点 (1)探测器的结构与基本原理。 (2)如何观察实验现象,并根据实验现象,分析粒子的带电、
液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀,由于在 一定的时间间隔内(例如50ms)处于过热状态,液 体不会马上沸腾,这时如果有高速带电粒子通过液 体,在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰 撞而产生低能电子,因而形成离子对,这些离子在 复合时会引起局部发热,从而以这些离子为核心形 成胚胎气泡,经过很短的时间后,胚胎气泡逐渐长 大,就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进 行拍照,就可以把一连串的气泡拍摄下来,从而得 到记录有高能带电粒子轨迹的底片。
【课堂新坐标】(教师用书)2013-2014学年高中物理第19章原子核综合检测新人教版选修3-5
第十九章原子核(分值:100分时间:60分钟)一、选择题(本题共7小题,每小题6分,共42分.每小题至少有一个选项正确.)1.(2013·广东高考)铀核裂变是核电站核能的重要来源,其一种裂变反应式是235 92U+10 n→144 56Ba+8936Kr+310n.下列说法正确的有( )A.上述裂变反应中伴随着中子放出B.铀块体积对链式反应的发生无影响C.铀核的链式反应可人工控制D.铀核的半衰期会受到环境温度的影响【解析】根据裂变反应的规律和影响半衰期的因素解决问题.裂变反应式中的10n为中子,铀块体积大于临界体积,才能发生链式反应,且铀核的链式反应是可控的,选项A、C 正确,选项B错误;放射性元素的半衰期不受外界压强、温度的影响,选项D错误.【答案】AC2.下列说法中正确的是( )A.太阳是宇宙的中心B.太阳系中只存在太阳和它的八大行星C.太阳系是由太阳和若干行星以及它们的卫星还有彗星组成的D.太阳最终会变为中子星【解析】太阳系中以太阳为中心,有八大行星绕太阳运行,有的行星还有卫星,此外还有2 000多颗比较小的小行星和彗星等,所以叙述较完整的是C项.通常我们所说的八大行星是指太阳系中较大的几颗行星,太阳系的组成中还有小行星和彗星.天体物理的研究表明,当恒星质量是太阳质量的1.422倍,最终整个恒星成为中子星,故D错.【答案】 C3.由图1所示可得出结论( )图1A.质子和中子的质量之和小于氘核的质量B.质子和中子的质量之和等于氘核的质量C.氘核分解为质子和中子时要吸收能量D.质子和中子结合成氘核时要吸收能量【解析】由图可以看出,氘核分解为质子和中子的过程中是吸收能量的,因此两个核子质量之和大于氘核的质量,C正确.【答案】 C4.下列说法正确的是( )A.康普顿发现了电子B.卢瑟福提出了原子的核式结构模型C.贝可勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象D.伦琴发现了X射线【解析】1897年汤姆孙发现了电子;1911年卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型;贝可勒尔发现铀和含铀矿物的天然放射现象;伦琴发现了X射线.故B、C、D正确,A项错误.【答案】BCD5.(2012·福建高考)关于近代物理,下列说法正确的是( )A.α射线是高速运动的氦原子B.核聚变反应方程21H+31H→42He+10n中,10n表示质子C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征【解析】α射线是高速运动的氦原子核,A项错.10n表示中子,B项错.由光电效应方程知C项错.玻尔理论很好地解释了氢原子光谱,D项对.【答案】 D6.105 B俘获1个α粒子,生成13 7 N,放出x粒子,而13 7N是不稳定的,它放出y粒子变成13 6 C,那么x粒子和y粒子分别为( )A.中子和正电子B.中子和电子C.质子和正电子D.质子和中子【解析】根据题意,写出该核反应的方程式为105 B+42He→13 7N+x,13 7N→13 6C+y,由核反应中的电荷数和质量数守恒分别得x、y的电荷数、质量数为Z x=5+2-7=0,A x=10+4-13=1,Z y=7-6=1,A y=13-13=0,因此,x为中子,y为正电子.【答案】 A7.如图2所示,一天然放射性物质发出三种射线,经过一匀强磁场和匀强电场共存的区域(方向如图),下面的判断中正确的是( )图2A .射到b 的一定是α射线B .射到b 的一定是β射线C .射到b 的一定是α射线或β射线D .射到b 的一定是γ射线【解析】 γ射线不带电,无论如何调整电场和磁场,都不偏转,所以D 错;带电粒子通过调节都可以发生偏转,也可以不偏转,关键是看电场力和洛伦兹力的大小关系,所以A 、B 错,C 对.【答案】 C二、非选择题(本题共5小题,共58分.计算题要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位.)8.(10分)1919年卢瑟福通过如图3所示的实验装置,第一次完成了原子核的人工转变,并由此发现______.图中A 为放射源发出的______粒子,B 为________气.完成该实验的下列核反应方程________+__________→178O +________.图3【解析】 人类第一次完成原子核的人工转变的实验,是用α粒子轰击氮核发现质子的实验,由此可知,该实验发现了质子,图中A 为α粒子,B 为氮气,其核反应方程为42He +147N→178O +11H.【答案】 质子 α 氮 42He147N 11H9.(10分)在铀核裂变成钡和氪的裂变反应中,质量亏损Δm =0.215 3 u ,那么,一个铀核裂变释放的能量为多少?反应中平均每个核子释放的能量为多少?【解析】 由爱因斯坦质能方程,可求得铀核裂变时放出的能量.ΔE =Δmc 2=0.215 3×931.5 MeV=200.6 MeV铀核中含有235个核子,所以平均每个核子放出的能量为:200.6235 MeV =0.85 MeV.【答案】 200.6 MeV 0.85 MeV10.(12分)放射性同位素C 被考古学家称为“碳钟”,它可以用来判定古生物体的年代,此项研究获得1960年诺贝尔化学奖.(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后,会形成很不稳定的146C ,它很容易发生衰变,放出β射线变成一个新核,其半衰期为5 730年.试写出此衰变的核反应方程.(2)若测得一古生物遗骸中的146 C 含量只有活体中的12.5%,则此遗骸距今约有多少年? 【解析】 (1)此衰变的核反应方程:14 7N +10n→14 6 C +11H14 6C→147N +0-1e.(2)活体中的146 C 含量不变,生物死亡后,遗骸中的146 C 按其半衰期变化,设活体中146 C 的含量为N 0,遗骸中的146 C 含量为N ,由半衰期的定义得:N =N 0,即0.125=所以tτ=3,τ=5 730年,t =17 190年.【答案】 (1) 147N +10n→146 C +11H 146 C→147N +0-1e (2)17 190年11.(12分)氘核与氚核的聚变反应:21H +31H→42He +10n +17.6×106eV ,已知电子电荷量e =1.6×10-19C ,普朗克常量h =6.6×10-34J·s,求:(1)这一过程的质量亏损是多少千克?(2)1 g 氘核完全参与上述反应,共释放多少核能?(阿伏伽德罗常数N A =6.0×1023mol-1)【解析】 (1)Δm =ΔE c2=17.6×106×1.6×10-1982kg =3.13×10-29kg.(2)氘的摩尔质量为2×10-3kg/mol ,则1 g 氘核的数目为n =m H M N A =12×6.0×1023=3×1023(个),这些氘完全反应共释放的能量为E =n ΔE =3×1023×17.6×106×1.6×10-19 J =8.45×1011J.【答案】 (1)3.13×10-29kg (2)8.45×1011J12.(14分)用中子轰击锂核(63Li)发生核反应,生成氚核(31H)和α粒子,并放出4.8 MeV 的能量.(1)写出核反应方程; (2)求出质量亏损;(3)若中子和锂核是以等值反向的动量相碰,则氚核和α粒子的动能之比是多少? (4)α粒子的动能是多大? 【解析】 (1)核反应方程为63Li +10n→31H +42He +4.8 MeV.(2)依据ΔE =Δm ·931.5 MeV 得 Δm =4.8931.5u =0.005 2 u.(3)根据题意有0=m 1v 1+m 2v 2式中m 1、v 1、m 2、v 2分别为氚核和α粒子的质量和速度,由上式及动能E k =p 22m可得它们的动能之比为E k1∶E k2=p 22m 1∶p 22m 2=12m 1∶12m 2=m 2∶m 1=4∶3.(4)α粒子的动能E k2=37(E k1+E k2)=37×4.8 MeV=2.06 MeV.【答案】 (1)63Li +10n→31H +42He +4.8 MeV (2)0.005 2 u (3)4∶3 (4)2.06 MeV。
人教版高中物理选修3-5课件第十九章学案3-学案4
容易查明的情况或规律.人们把作这种用途的放射性同位素
叫做示踪原子.
答案 (1)B (2)β (3)示踪原子
关பைடு நூலகம்
2.卢瑟福用 α 粒子轰击氮原子核打出了质子;查德威克用 α
粒子轰击铍原子核打出了中子;约里奥—居里夫妇用 α 粒子
轰击铝打出了中子,得到了放射性元素磷,磷发生 β 衰变放
出正电子.试写出上述三个典型的核反应方程.
答案 见[要点提炼]
学习·探究区
学案3~学案4
[要点提炼] 1.核反应的条件:用 α 粒子、质子、中子甚至用光子去轰击
做这种元素的半衰期.半衰期只与 核内部自身 的因素有关.
知识·储备区
学案3~学案4
3.探测射线的方法
(1)探测射线的理论根据
本 学
①射线中的粒子使气体或液体电离,以这些离子为核心,过
案 栏
饱和的蒸气会产生 雾滴 ,过热液体会产生 气泡 .
目 开
②射线中的粒子使照相乳胶 感光 .
关
③射线中的粒子使荧光物质产生 荧光 .
94Be+42He→ 162C +10n (3)1934 年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子的
核反应:
2173Al+42He→ 3105P +10n;3105P→3104Si+ +01e .
学习·探究区
学案3~学案4
4.人工转变核反应与衰变的比较
(1)不同点:原子核的人工转变,是一种核反应,是其他粒子
)
学习·探究区
学案3~学案4
解析 (1)150B+42He→137N+10n
(2)94Be+42He→126C+10n
此核反应使查德威克首次发现了中子.
本 学