原子核物理 .
原子物理原子核物理概论总结
原子物理原子核物理概论总结英文回答：Introduction:In the field of atomic and nuclear physics, we study the fundamental properties and behaviors of atoms and atomic nuclei. This branch of physics explores the structure, composition, and interactions of these microscopic particles. By understanding the principles of atomic and nuclear physics, we gain insights into the nature of matter and the forces that govern the universe.Atomic Physics:Atomic physics focuses on the study of atoms, which are the building blocks of matter. It investigates the behavior of electrons within atoms and the interactions between atoms and electromagnetic radiation. One of the key concepts in atomic physics is the energy levels ofelectrons in atoms. These energy levels are quantized, meaning that electrons can only occupy specific energy states. The study of atomic physics has led to the development of various technologies, such as lasers, atomic clocks, and atomic spectroscopy.Nuclear Physics:Nuclear physics, on the other hand, deals with the structure and behavior of atomic nuclei. It explores the properties of protons and neutrons, which are the constituents of atomic nuclei. Nuclear physics investigates nuclear reactions, such as nuclear fission and fusion, which release vast amounts of energy. It also examines the stability and decay of atomic nuclei, including radioactive decay. Nuclear physics has applications in fields such as energy production, medicine (e.g., nuclear medicine), and nuclear weapons.Connection between Atomic and Nuclear Physics:Atomic and nuclear physics are closely related fields,as they both study the fundamental particles that make up matter. Atomic physics provides a foundation for understanding the behavior of electrons, which play a crucial role in determining the properties of atoms. Nuclear physics, on the other hand, delves into the structure and properties of atomic nuclei, which are composed of protons and neutrons. The study of atomic and nuclear physics together allows us to comprehend the complex interactions between electrons and atomic nuclei, leading to a deeper understanding of matter and the universe.Conclusion:In conclusion, atomic and nuclear physics are essential branches of physics that explore the properties and interactions of atoms and atomic nuclei. Atomic physics focuses on the study of electrons and their behavior within atoms, while nuclear physics investigates the structure and behavior of atomic nuclei. These fields are interconnected, providing a comprehensive understanding of the fundamental particles that make up matter. The knowledge gained fromatomic and nuclear physics has led to numerous technological advancements and applications in various fields. By continuing to study and explore these areas, we can further unravel the mysteries of the universe.中文回答：介绍：原子物理和核物理是研究原子和原子核的基本性质和行为的领域。
第24章 原子核物理和粒子物理简介
M (Z , A) m(Z , A) Zme Be (Z ) / c
例如，对于氢原子，我们有
2
Be (Z ) 13.6eV
mHc 13.6eV mpc mec
2 2
2
二、原子核的模型
卢瑟福用粒子轰击金箔的散射实验
1 1 (2 e )(79 e ) 2 mα v 2 4π 0 2R
I I0et
国际单位：贝克勒尔(Bq) 1Bq表示每秒发生一次核衰变的放射源的活度。 常用单位：居里( Ci)
1Ci 3.7 10 Bq
10
二、原子核的三种衰变方式
1、 粒子衰变
是不稳定核自发地放出氦核的过程。 射线是粒子流，是带正电的氦核。
一般的过程可以表示为：
A Z
X
A4 Z 2
T1
2
ln 2
0.693
平均寿命
每个原子核衰变前存在的时间的平均值。
原子核的寿命：
L t (dN ) t Ndt t N 0 e
0
t
0
dt
N0
平均寿命：
L 1 N0
平均寿命与半衰期的关系：
T1 2 ln 2
几种放射性同位素的半衰期 同位素 衰变方式 半衰期
原子核的自旋和磁矩
原子核
2 1
6 3 7 3
自旋量 子数
1 1 3/2 1
磁矩
0.8565p
自旋量 原子核 子数
16 8
磁矩
——
1.16p
H
O
0 3/2 3/2 9/2
Li Li
0.8213p
原子核物理
关于名词解释的几点修改核的集体模型：每个核子在核内除了相对其它核子运动外，原子核的整体还发生振动与转动，处于不同运动状态的核，不仅有自己特定的形状，还具有不同的能量和角动量，这些能量与角动量都是分立的，因而形成能级。
核反应微分截面：σ（θ，φ）＝单位时间出射至（θ，φ）方向单位立体角内的粒子数／（单位时间的入射粒子数³单位面积的靶核数）核反应截面：一个粒子入射到单位面积内只含一个靶核的靶子上所发生的反应概率。
（一个入射粒子同单位面积靶上一个靶核发生反应的概率。
）σ＝单位时间发生的反应数／（单位时间的入射粒子数³单位面积的靶核数）核反应产额：入射粒子在靶中引起的反应数与入射粒子之比，即一个入射粒子在靶中引起反应的概率。
简答题1、什么是穆斯堡尔效应？为何同一个核的γ共振吸收很难观测到？答：将放射的γ光子与吸收γ光子的原子核束缚在晶格中，当γ光子的能量满足一定条件时，遭受反冲的不是单个原子核，而是整块晶体的质量远大于单个原子核的质量，所以其反冲速度极小，反冲能量实际等于零。
整个过程可看作无反冲的过程，这种效应叫做穆斯堡尔效应。
由于原子核发射γ射线时，一般要受到反冲，本来是静止的处于激发态的原子核，当它通过放射γ光子跃迁到基态时，γ光子激发能Eo的绝大部分，还有很小一部分变成了反冲核的动能E R ；故γ光子所释放的能量E O-E R，而处于基态的同类原子核吸收γ光子时也会有同样的反冲，要把原子核激发态到能量Eo的激发态，γ射线的能量则为E O+E R，同一核发射γ射线的能量与吸收γ射线而能量不同，所以同一核的γ射线共振吸收很难观测到。
2、α、β、γ射线本质分别是什么？在α衰变或β衰变中，如果原子核放出一个α粒子或者β粒子原子核将怎样变化？答：α射线本质：原子核放射出α粒子β射线本质：原子核放射出β粒子或俘获一个轨道电子γ射线本质：原子核通过发射γ光子来实现从激发态到较低能态的过程α衰变：放一个α粒子,原子核的质子数减少两个，中子数也减少两个。
第一章_原子核物理讲义
②当A＞30时，比结合能接近于8MeV/Nu， 这表明原子核的结合能与核子数近似成正 比。这一事实揭示了核力的饱和性。 ③比结合能曲线的形状是中间高、两头低。 说明A为50－150的中等质量的原子核结合 的比较紧，而很轻的核和很重的核结合得 比较松，这正是人类利用核能的基本根据。 当一个重原子核分裂成两个中等质量的原 子核时，比结合能由小变大，有核能释放 出来。例如235U吸收一个热中子后，裂变成 两个中等质量的原子核，比结合能由7.6增 大到8.5MeV/Nu，同时有大约210MeV的能量 放出。
7 (2 )3 L i核 的 半 径 为 ： R 1 .2 73 1 .2 1 .9 12 .3 0 f m 2 n 7 由 原 子 物 理 易 知 ， 电 子 的 轨 道 半 径 由 公 式 ： r = a 计 算 ， 对 于 i原 子 最 内 层 1 3L z 0 .5 3 10 1 0 4 轨 道 ， 取 n = 1 、 z = 3 、 a 0 .5 3 1 0 m , 则 r 1 0 m = 1 .7 7 1 0f m ， 从 而 1 3 r 1 7 7 0 0 7 6 9 6 。 R 2 .3 0 可 见 原 子 核 半 径 比 原 子 半 径 小 数 千 倍 。
1
§1.3原子核的结合能和质量（或结 合能的）半经验公式
1、原子能的结合能
（1）“1+1≠2” 原子核既然是中子和质子所组成，但 原子核的质量小于核内中子和质子质量之 和。 中子和质子组成氘核时，会发出一部分 能量（2.225MeV），这就是氘核的结合能。
（2）核的结合能 假如，一原子核质量为m，有Z个质子， N个中子，那么该原子核的结合能B由下式 决定：
利用高能电子散射实验，测得一些核的电荷分布如图 1.2.1，这种分布可近似用二参量费米分布函数描述， 即： ρ r－c （1.2.4） 1+exp( ）
高考原子核物理知识点
高考原子核物理知识点原子核物理是物理学中的一个重要分支，涵盖了电子结构、原子核特性以及放射性等领域的知识。
在高考物理考试中，原子核物理是重要的考点之一。
本文将围绕高考原子核物理知识点展开探讨，包括原子核的组成、核衰变和核反应等方面。
一、原子核的组成原子核是原子的中心部分，由质子和中子组成。
质子带正电荷，中子不带电，所以原子核整体带正电荷。
原子核的半径很小，约为10^-15米，而整个原子的直径约为10^-10米，因此原子核可以看作在原子内部非常集中的一个区域。
原子核的质量数A等于质子数Z加上中子数N，即A=Z+N。
质子数Z决定了元素的性质和位于元素周期表中的位置，而中子数N则可以影响原子核的稳定性。
二、核衰变和放射性核衰变是指原子核自发地放出粒子或电磁辐射的过程。
核衰变会导致原子核的质量数和质子数发生变化，因此也会改变元素的性质。
放射性是具有放射性的原子核发生衰变的性质。
目前已知的放射性有三种：α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是指原子核放出一个α粒子，质量数减少4，质子数减少2；β衰变是指原子核的一个中子衰变成一个质子和一个电子，质量数不变，质子数增加1，电子就是β粒子；γ衰变是指原子核放出γ射线，质量数和质子数不发生变化。
放射性物质在发生衰变的过程中会释放出辐射，这对健康和环境都带来一定威胁。
因此，在现实生活中，防止和控制放射性物质的泄漏是非常重要的。
三、核反应核反应是指原子核发生一系列粒子碰撞或衰变的过程。
核反应可以分为裂变和聚变两种类型。
裂变是指重原子核分裂成两个或更多轻原子核的过程。
裂变反应释放出大量的能量，是核能源的重要来源。
著名的核反应有铀核的裂变，这是目前利用最广泛的核燃料。
聚变是指轻原子核融合成一个更重的原子核的过程。
在太阳等恒星中，通过聚变反应产生大量能量，这也是目前实验中研究的热核聚变反应。
核反应在应用上有广泛的用途，如核融合研究、核能发电等。
同时，核武器的制造也是基于核反应的原理。
原子核物理
mn 1.008665u 939.565330MeV c2
注意：中子质量略大于质子质量
原子核物理选讲(孙小军) •原子核的基本性质•
二．原子核的质量
核素：具有相同质子数Z和中子数N 的一类原子核，称为一种核素。 同位素：Z同，N不同 同中子素（同中异位素）：Z不同，N同 同量异位素：A同，Z不同 同核异能素：A同，Z同（N同），能量状态不同的核素。60Co，60mCo 镜像核：质子数和中子数互换的一对原子核，如： 37 Li4和 47 Be3
原子质量：MA, 常表示成原子量与原子质量单位u的乘积。
核外轨道电子的静止质量：me，核外电子的结合能很小。
1u
1 1 27 -2 g 1.6605387 10 kg=931.494MeV c N A 6.022142 1023
m p 1.007825u 938.271998MeV c2
A Z A 4 4 X Z Y 2 2 He
（2）β衰变：放射出β射线，即电子，β射线电离作用较弱，贯穿本领较高。
衰变:
A Z
A X Z Y e 1 A X Z Y e 1
九．原子核的结合能（补充质能关系及相对论公式）
E mc 2 p mv m m0 1 (v / c )
2
经典粒子(v << c)的动能:
2 4 c 2 p 2 m0 c
1/ 2 2 2 p2 p c Ek m0c 2 1 2 4 1 m0 c 2m0
原子核物理选讲(孙小军) •原子核的基本性质•
三．原子核的壳模型
3．壳模型的基本思想：
可以把原子核中的每个核子看作是在一个平均场中运动，这个平均场是 所有其它核子对一个核子作用场的总和（多体问题变成一体问题）。对 于接近球形的原子核，可以认为这个平均场是一个近似的有心场。 泡利原理不但限制了每一能级所能容纳的核子数目，也限制了原子核中
原子核物理
原子核物理
原子核物理是研究原子核的性质、结构和相互作用规律的一门学科。
原子核是构成原子的重要组成部分，它由质子和中子组成，中子和质子的数量不同就可以构成不同的核子，也就是不同的原子核。
原子核中的质子数决定了元素的种类，而中子数的变化则决定了同一元素的同位素。
原子核物理的研究对象是原子核的结构和性质，它主要涉及到原子核的质量、能量、自旋、磁矩、衰变等方面。
原子核物理学主要的研究方法是核反应和核辐射。
核反应是指在核子和核子之间发生的相互作用反应，核辐射则是指原子核放射出的带电粒子或光子等辐射。
原子核物理学的研究成果在很多领域都得到了广泛应用。
例如在核能的开发、医学上的放射性同位素的应用、辐射生物学、地质年代测定、天文学等方面都得到了应用。
近年来，原子核物理与其他学科的交叉学科也越来越多，出现了核物理天体物理学、核医学、核磁共振等新兴学科。
总的来说，原子核物理的研究对于人类的科技进步和生活服务都有着重要的作用，它为人们提供了更多的科学知识和技术手段，帮助人类更好地改善生活质量和促进社会进步。
第七章 原子核物理
魏扎克(Weizacker)公式:
B aV A aS A2 / 3 aC Z 2 A1 / 3 asym ( Z N )2 A1 BP B壳
对称能 偶偶核 1 奇A核 0 奇奇核-1 对能
aP A1 / 2
从实验定出:
aV = 15.8 MeV
aS = 18.3MeV
二、原子核的组成
1919年,卢瑟福发现了质子：
4 2 1 He14N 17 O1 p 7 8
质子：带一个单位正电荷
m p 1.007277 u
1932年，查德威克发现了中子 :
4 9 1 He 4 Be12 C 0 n 2 6
mn 1.008665 u
原子核是由质子p和中子n组成，质子和中子统称为核子。原子核 中的核子数、质子数和中子数分别以 A、Z 和 N 表示，它们满足 关系
衰变条件：E0＞0，即
(b) 衰变：
M X MY
A A 0 XZ 1Y 1e Z
E0 ( m X mY me )c 2 ( M X M Y 2me )c 2
衰变条件： E0＞0，即 M X M Y 2me (c) K俘获：原子核俘获一个核外轨道上的电子而转变为另一 A 0 个原子核的过程。 Z X 1 e Z AY 1
2 Q Z( c2 a2 ) 5
电四极矩是量度原子核电荷偏离球对称的程度.
§33
放射性衰变的基本规律
放射性衰变：核素自发地放射出某种射线而变成另一种核素的现象。 已经发现的放射性衰变模式：
1．衰变：放出带两个正电荷的氦原子核。
2．β衰变：放出电子(或正电子),同时放出反中微子(或中微子)。 3．γ衰变：放出波长很短(小于0.01nm)的电磁辐射。 4．自发裂变：原子核自发分裂为两个或几个质量相近的原子核。 放射现象的研究是获悉原子核内部状况的重要途径之一。
原子物理-原子核物理
二同号点电荷及其 等效电荷分布
图7.1.2Biblioteka 旋转椭球所以旋转椭球式的电荷分布等效于一个单电荷和一个四极
子的迭合。令Q=2a3/e，称为电四极矩。可以证明原子核的电 四极矩可以用下式表示：
2.原子核的自旋 在§4.8节已经讲过原子核的自旋与磁矩的内容。这里我们给
出由实验测得原子核基态时的自旋I有如下规律：
第七章
§7.1
原子核物理学
原子核的基本性质
7.1.1
原子核的电荷、质量和密度
1.原子核的电荷和电荷数
2.原子核的质量和质量数
3.原子核的大小和密度
核半径与A 1/3成正比，这说明以下两点： (1)原子核的体积V正比于核内核子数A，即
也就是说，在不同的原子核内，每个核子所占的体
例题7.2.3:已知 235U原子的质量为235.043
944u，试计算其结
合能和比结合能。
解:由(7.2.1)式和(7.2.2)式知235U的结合能为
EB(235，92)=(92×1.007 825+143×1.008 665
-235.043
944)×931.5 MeV≈1783.87MeV 783.87MeV/235≈7.59MeV
(2)核力的电荷无关性
(3)核力是具有饱和性的交换力
(4)非有心力的存在
3.核力的介子理论
P=n+π+
n= p+π -
p=p±π0
n=n±π0
图7.2.2π介子作为核力的传播子 §7.3
原子核的结构模型
:(1)原子核的结合能近似地正比于核中的核子 数A，即比结合能近似为常数，这说明核子间相互作用力具有 饱和性，这与液体分子间相互作用力的饱和性类似。
原子核物理
原子核物理
原子核物理是研究原子核结构、性质和相互作用的学科。
原子核是构成原子的基本组成部分之一，它由质子和中子组成。
原子核物理是现代物理学的重要分支之一，它对于我们理解宇宙的本质和发展历程具有重要意义。
原子核物理的研究对象是原子核，它是由质子和中子组成的。
质子带正电荷，中子不带电荷，它们通过强相互作用相互结合形成原子核。
原子核的质量和电荷数决定了元素的性质，因此原子核物理对于我们理解元素的性质和化学反应具有重要意义。
原子核物理的研究方法主要包括实验和理论两种。
实验方法是通过对原子核进行加速、碰撞、分裂等操作，观察和测量产生的粒子和辐射，从而研究原子核的结构和性质。
理论方法是通过建立数学模型和计算机模拟，预测和解释实验结果，从而深入理解原子核的本质和相互作用。
原子核物理的研究成果对于人类社会的发展具有重要意义。
原子核物理的应用领域包括核能、核医学、核武器等。
核能是一种清洁、高效的能源，可以替代传统的化石能源，减少对环境的污染。
核医学是一种重要的医疗技术，可以用于诊断和治疗多种疾病。
核武器是一种极具破坏力的武器，对于国家安全具有重要意义。
原子核物理是一门重要的学科，它对于我们理解宇宙的本质和发展
历程具有重要意义。
原子核物理的研究成果对于人类社会的发展具有重要意义，我们应该加强对原子核物理的研究和应用，为人类社会的发展做出更大的贡献。
原子核物理学：核结构与核反应
原子核物理学：核结构与核反应原子核物理学是研究原子核内部结构及其相互作用的学科。
它揭示了物质的微观世界，帮助我们更深入地理解宇宙的奥秘。
通过研究核结构和核反应，我们可以探索宇宙的起源、元素合成、放射性衰变等重要现象。
本文将着重介绍核结构和核反应的基本原理以及它们在现代科学中的应用。
一、核结构的基本组成原子核是一个非常复杂的系统，由质子和中子组成。
质子带正电，中子不带电，它们通过强相互作用力相互吸引，维持了原子核的稳定性。
质子和中子统称为核子，它们被束缚在一起形成了核壳层。
根据核壳层中核子的数量，可将核素分为不同的同位素。
二、核反应的分类与特点核反应是核结构发生变化所引起的物理过程。
根据核反应的方式，可以将核反应分为裂变和聚变两类。
裂变是一个重核分裂成两个较小的核片，并释放巨大能量的过程；聚变则是两个轻核相互融合成为一个更重的核，并释放巨大能量。
核反应具有高能量密度、高温度、高压力、高辐射等特点，因此被广泛应用于能源生产、医学诊断治疗、环境保护等领域。
三、核结构与物质性质的关系核结构的不同会导致原子性质和物质性质的差异。
例如，同位素之间的核反应可以改变原子核内部的质子和中子数量，从而改变元素的原子序数和原子质量。
这对于放射性元素的合成和探测非常重要。
此外，核反应还可以引发核能量释放，实现核能的利用，为人类提供清洁能源。
四、核反应在科学研究中的应用核反应在科学研究中起着举足轻重的作用。
通过利用高能粒子轰击原子核，可以研究核反应的机制以及核结构的性质。
核反应还可以用于无损检测技术，比如利用中子轰击产生的射线对材料进行缺陷探测，广泛应用于航空航天、材料科学等领域。
此外，核反应还可以进行同位素示踪，用于物种迁移、地球化学循环等研究，有助于揭示地球和宇宙的演化过程。
五、核反应与社会发展的关系核反应的应用对社会发展具有重要意义。
核能在能源领域的应用可以提供可再生的能源解决方案，减少对化石燃料的依赖。
核医学利用放射性同位素的性质，为医学诊断和治疗提供了先进的技术手段。
物理学中的原子核物理理论
物理学中的原子核物理理论原子核物理理论是物理学中的一个重要分支。
它研究的是原子核的结构和性质以及核反应的规律。
在这个领域里，科学家们运用了许多物理学原理和数学方法，以便更加深入地了解原子核这个微观世界的奥秘。
一、原子核的结构原子核是由质子和中子组成的，它们结合在一起形成了原子核的稳定结构。
质子和中子都是由夸克这个基本粒子组成的。
质子的电荷为正，质量为1.007825 u；中子的电荷为0，质量为1.008665 u。
由于原子核中的电子数量非常少，原子核的电荷主要由质子提供。
原子核的质量主要由质子和中子的总和决定。
原子核中质子和中子的数量不同，使得它们结构上有所变化。
原子核中质子和中子的比例称为同位素的丰度，它决定了同位素的化学性质。
二、原子核的稳定性原子核的稳定性决定了它们的存在时间和化学性质。
稳定的原子核含有相应的质子和中子数量。
当原子核中的质子或中子过多或过少，就会导致不稳定的核，称为放射性核。
放射性核通过放射性衰变来变得更稳定。
放射性衰变有α衰变和β衰变。
在α衰变中，放射性核会放射出两个质子和两个中子，转变成较为稳定的核；在β衰变中，放射性核会放射出一个电子或正电子，转变成更稳定的核。
三、原子核反应原子核反应是原子核物理学的一个重要研究领域。
它研究的是原子核之间的相互作用。
1.核裂变核裂变是将一个原子核分裂成两个或多个较小的原子核的过程。
裂变过程中会释放出能量和中子。
中子可以促进其他原子核的裂变，形成逐步扩大的连锁反应。
核裂变在核武器制造和核能利用中都有广泛的应用。
2.核聚变核聚变是将两个较轻的原子核合并成一个更重的原子核的过程。
在聚变过程中释放大量能量和中子。
核聚变是太阳内部能量的主要来源，也被应用于核能利用。
3.放射性同位素的应用放射性同位素在医学和科研中有广泛的应用。
放射性同位素可以被用于诊断和治疗癌症、研究生物化学反应和物质的自然衰变等等。
四、原子核物理的研究方法原子核物理的研究方法包括粒子加速器、探测器和计算机模拟等。
第六章 原子核的大小
6.2.2.结合能经验公式(1)
• 结合能 B A, 体现了饱和性
– 即核子只与最近邻核子有互作用
– 如核子与所有核子有互作用
•
核磁矩I
在外磁场 B
U
vI
v B
中的磁能 gI N BmI
• 考虑核自旋后, 原子的总角动量
v vv F JI
F f ( f 1)h
F j i, j i 1,L L ,| j i |
j > i，有2i+1个态 j < i，有2j+1个态
6.1.3.原子核的自旋和磁矩(4)
• 核磁共振
– 匀强磁场B中, 核磁矩I与磁场B的相互作用能:
–质子和中子的轨道角动量和它们自旋角动 量的矢量和
I i i 1h
– i: 自旋量子数: 整数或半整数 –偶数质量数A的原子核的i值都是整数， –奇数质量数A的原子核的i值都是半整数
• 核自旋的Z分量
Iz mI h
mI i, (i 1),L , (i 1),i
6.1.3.原子核的自旋和磁矩(2)
30 A 120 : B 8.5 Mev A
A 150 : B 7.6 MeV A
A很小或A很大 的核变成A中 等核时, 放能
6.2.1.结合能(4)
• 例1：轻核聚变
–100个12H 聚变 50个24He
B/A = 1MeV
B/A = 7MeV
–放能
7450 12100 2006Mev
• 核自旋 原子核磁矩
I
gI
e 2mp
I
gI
he 2mp
i i 1 gI
i i 1N
核磁子
核g因子
只能由实验测得 数值有正有负
原子核物理知识点归纳
原子核物理重点知识点第一章 原子核的基本性质1、对核素、同位素、同位素丰度、同量异位素、同质异能素、镜像核等概念的理解。
（P2）核素：核内具有一定质子数和中子数以及特定能态的一种原子核或原子。
（P2）同位素：具有相同质子数、不同质量数的核素所对应的原子。
（P2）同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比。
（P83）同质异能素：原子核的激发态寿命相当短暂，但一些激发态寿命较长，一般把寿命长于0.1s 激发态的核素称为同质异能素。
（P75）镜像核：质量数、核自旋、宇称均相等，而质子数和中子数互为相反的两个核。
2、影响原子核稳定性的因素有哪些。
（P3~5）核内质子数和中子数之间的比例；质子数和中子数的奇偶性。
3、关于原子核半径的计算及单核子体积。
（P6）R =r 0A 1/3 fm r 0=1.20 fm 电荷半径：R =（1.20±0.30）A 1/3 fm 核力半径：R =（1.40±0.10）A 1/3 fm 通常 核力半径＞电荷半径单核子体积：A r R V 3033434ππ==4、核力的特点。
（P14）1.核力是短程强相互作用力；2.核力与核子电荷数无关；3.核力具有饱和性；4.核力在极短程内具有排斥芯；5.核力还与自旋有关。
5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。
（P8）结合能：),()1,0()()1,1(),(),(2A Z Z Z A Z c A Z m A ZB ∆-∆-+∆=∆= 表明核子结合成原子核时会释放的能量。
比结合能（平均结合能）：A A Z B A Z /),(),(=ε原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功，或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。
6、关于库仑势垒的理解和计算。
（P17）1.r>R ,核力为0，仅库仑斥力，入射粒子对于靶核势能V (r )，r →∞，V (r ) →0，粒子靠近靶核，r →R ，V (r )上升，靠近靶核边缘V (r )max ，势能曲线呈双曲线形，在靶核外围隆起，称为库仑势垒。
原子物理知识点
原子物理知识点原子物理指的是关于原子和分子的物理学研究。
原子是由带有正电荷的原子核和带有负电荷的电子组成的，其大小约为 10^-10 米。
原子物理研究的主要内容包括原子结构、核物理，以及原子和分子的物理和化学性质等方面。
1. 原子结构原子的结构主要由原子核和电子组成。
原子核由带有正电荷的质子和带有负电荷的中性子组成，质子和中性子合称为核子。
中性的原子核直径约为 10^-15 米，比原子半径约大10^4 倍。
电子是质量极小的粒子，其轨道围绕在原子核外部，根据波粒二象性理论可以将电子看做既有粒子特征，也有波动特征的物体。
电子的轨道可以用量子力学的波函数来描述，其中每个轨道对应一定的能量，越靠近原子核的轨道能量越低。
原子结构的核心概念是能级，即原子中的电子具有可以带有的能量级别。
2. 原子核物理原子核中带有正电荷的质子之间的相互作用力是比较复杂的，其力源来自于电荷和核力。
电荷相互作用力是简单的静电相互作用，但是在α衰变中，则是核力从中发挥作用，并且质子与中性子的相互作用也需要核力的作用。
此外，核力对于比质子和中子的数量更大的物体来说也非常重要。
核物质的质量密度所需要距离或所占的体积十分的小，因此核物质对于能量传输具有高度的效率。
核物理学中的原子核反应是指两个或多个原子核相互作用以形成新型核的过程。
这类反应可以具有放出大量的核能，可以用于核能的利用。
3. 原子和分子的物理和化学性质原子和分子在物理和化学性质上都具有非常关键的作用。
许多材料的不同物理性质，通常可以通过原子和分子之间的相互作用来解释并预测。
例如，材料的熔化温度和固化温度、晶体的结构和性质、某些分子的光学性质等。
在化学过程中，原子和分子参与了大量的化学反应过程。
化学反应通常涉及原子之间的共用电子对，所谓的化学键。
不同的元素之间的结合方式可以改变物质的性质和成分。
例如，将氧气和氢气转化为水，可以使能量在不同的形式之间传递。
同时，原子和分子之间的化学反应也广泛地应用于多种工程和生物学领域。
原子核物理学专业
原子核物理学专业
原子核物理学专业是物理学的一个分支，主要研究原子核的性质、结构、相互作用等方面的科学。
以下是该专业的一些基本信息：
1.学科介绍：原子核物理学是物理学中狭义的粒子物理学领域之
一，研究原子核的组成、结构和相互作用规律。
2.研究内容：包括核结构、核反应、核衰变、核子间的相互作用
等。
研究人员通过实验和理论模型来深入了解原子核的性质。
3.实验手段：原子核物理学的研究需要借助先进的实验手段，如
核反应器、粒子加速器、核探测器等，以获取关于原子核的详
细信息。
4.应用领域：该专业在核能利用、核技术、医学放射治疗、核工
业等方面具有广泛的应用。
同时，对宇宙演化、宇宙学等领域
也有重要的贡献。
5.职业发展：原子核物理学专业的毕业生可从事科研、教育、核
工业、核医学、环保等多个领域的工作。
在国际上，原子核物
理学也是一个重要的国防科技领域。
6.前沿研究：原子核物理学一直是科学研究的前沿领域之一，涉
及到高能核物理、重离子物理、核天体物理等方向。
随着科技
的发展，该领域不断取得新的突破。
对于想要学习原子核物理学的学生，需要具备扎实的数学和物理基础，同时对核物理学的研究有浓厚的兴趣。
该专业要求学生具备实验和理论研究的能力，以深入探索原子核的奥秘。
原子核物理学
原子核物理学原子核物理学是研究原子核结构、性质和相互作用的学科。
它探索了原子核的构成、稳定性、衰变以及与其他粒子的相互作用。
本文将从原子核的发现开始，介绍原子核的组成及其在物理学和应用领域中的重要性。
一、原子核的发现原子核的发现可以追溯到20世纪初。
1909年，英国物理学家欧内斯特·鲁瑟福进行了著名的金箔散射实验。
通过使用一束阿尔法粒子轰击金箔，他观察到了很多阿尔法粒子被散射，这表明原子中存在着带正电荷的原子核。
二、原子核的组成原子核由质子和中子组成。
质子带正电荷，中子不带电荷。
质子和中子统称为核子。
质子和中子的质量几乎相同，都约为1.67×10^-27千克。
三、原子核的性质原子核具有以下几个重要性质：1. 质量数（A）：原子核中质子和中子的总数称为质量数。
质量数决定了原子核的质量。
2. 原子序数（Z）：原子核中质子的数目称为原子序数。
原子序数决定了原子的化学性质。
3. 核电荷数：原子核的电荷数等于质子的数目。
正电荷与负电荷之间的平衡使原子核保持稳定。
4. 核自旋：原子核中的质子和中子都带有自旋。
自旋是一种基本粒子属性，它对应于角动量。
四、原子核的衰变原子核可以通过衰变释放能量。
衰变是指原子核的粒子组成发生变化，导致原子核转变为其他核种的过程。
常见的衰变类型包括α衰变、β衰变和γ衰变。
1. α衰变：原子核释放一个α粒子，即由两个质子和两个中子组成的氦核。
2. β衰变：原子核中的一个中子被转化为质子，并释放出一个β粒子（电子）或β反粒子（正电子）。
3. γ衰变：原子核处于高能激发态时，会通过释放γ射线来转变为低能量状态。
五、原子核物理学的应用原子核物理学在科学研究和应用中起着重要作用：1. 核能：原子核物理学为核能的利用提供了理论基础。
核能通过裂变或聚变过程释放出巨大的能量。
2. 核医学：核医学利用放射性核素在医学诊断和治疗中的应用。
例如，放射性同位素可以用于肿瘤治疗和骨髓成像。
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原子物理与核物理复习要点1、了解玻尔原子理论及原子的核式结构。
2、了解氢原子的能级，了解光的发射与吸收机理。
3、了解天然放射现象，熟悉三种天然放射线的特性。
4、了解核的组成，掌握核的衰变规律，理解半衰期概念，掌握核反应过程中的两个守恒定律。
5、了解同位素及放射性同位素的性质和作用，了解典型的核的人工转变。
6、了解爱因斯坦质能方程，会利用核反应中的质量亏损计算核能。
7、了解核裂变与核聚变。
二、难点剖析1、关于a粒子散射实验（1）a粒子散射实验的目的、设计及设计思想。
①目的：通过a粒子散射的情况获取关于原子结构方面的信息。
②设计：在真空的环境中，使放射性元素钋放射出的a粒子轰击金箔，然后透过显微镜观察用荧光屏接收到的a粒子，通过轰击前后a粒子运动情况的对比，来了解金原子的结构情况。
③设计思想：与某一个金原子发生作用前后的a粒子运动情况的差异，必然带有该金原子结构特征的烙印。
搞清这一设计思想，就不难理解卢瑟福为什么选择了金箔做靶子（利用金的良好的延展性，使每个a粒子在穿过金箔过程中尽可能只与某一个金原子发生作用）和为什么实验要在真空环境中进行（避免气体分子对a粒子的运动产生影响）。
（2）a粒子散射现象①绝大多数a粒子几乎不发生偏转；②少数a粒子则发生了较大的偏转；③极少数a粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°有的甚至几乎达到180°）。
（3）a粒子散射的简单解释。
首先，由于质量的悬殊便可判定，a粒子的偏转不会是因为电子的影响，而只能是因为原子中除电子外的带正电的物质的作用而引起的；其次，原子中除电子外的带正电的物质不应是均匀分布的（否则对所有的a粒子来说散射情况应该是一样的），而“绝大多数”“少数”和“极少数”a粒子的行为的差异，充分地说明这部分带正电的物质只能高度地集中在在一个很小的区域内；再次，从这三部分行为不同的a粒子数量的差别的统计，不难理解卢瑟福为什么能估算出这个区域的直径约为10-14m。
2、原子的核式结构（1）核式结构的具体内容①原子的中心有一个很小的核；②原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在核内；③带负电的电子在核外空间绕核旋转。
（2）核式结构的实验基础核式结构的提出，是建立在a粒子散射实验的基础之上的。
或者说：卢瑟福为了解释a粒子散射实验的现象，不得不对原子的结构问题得出核式结构的理论。
3、玻尔的原子理论——三条假设（1）“定态假设”：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中，电子虽做变速运动，但并不向外辐射电磁波，这样的相对稳定的状态称为定态。
定态假设实际上只是给经典的电磁理论限制了适用范围：原子中电子绕核转动处于定态时不受该理论的制约。
（2）“跃迁假设”：电子绕核转动处于定态时不辐射电磁波，但电子在两个不同定态间发生跃迁时，却要辐射（吸收）电磁波（光子），其频率由两个定态的能量差值决定hv=E 2-E 1。
跃迁假设对发光（吸光）从微观（原子等级）上给出了解释。
（3）“轨道量子化假设”：由于能量状态的不连续，因此电子绕核转动的轨道半径也不能任意取值，必须满足)3,2,1(2 ==n nhmvr π。
轨道量子化假设把量子观念引入原子理论，这是玻尔的原子理论之所以成功的根本原因。
4、氢原子能级及氢光谱 （1）氢原子能级 ①能级公式：)6.13(1112eV E E n E n -==； ②半径公式：)53.0(112A r r n r n ==。
（2）氢光谱在氢光谱中，n=2,3,4,5,……向n=1跃迁发光形成赖曼线系；n=3,4,5,6向n=2跃进迁发光形成马尔末线系；n=4,5,6,7……向n=3跃迁发光形成帕邢线系；n=5,6,7,8……向n=4跃迁发光形成布喇开线系，其中只有马尔末线生活费的前4条谱线落在可见光区域内。
5、天然放射现象射线 a 射线β射线 γ射线 物质微粒 氦核He 42 电子e 01- 光子γ 带电情况 带正电（2e ） 带负电（-e ） 不带电速度 约为c 101 接近cc贯穿本领 小（空气中飞行几厘米） 中（穿透几毫米铝板） 大（穿透几厘米铅板） 电离作用强次弱（2）天然衰变中核的变化规律在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是质量数守恒和电荷数守恒。
①a 衰变：随着a 衰变，新核在元素周期表中位置向后移2位，即 He Y X M Z MZ 4242+→--②β衰变：随着β衰变，新核在元素周期表中位置向前移1位，即e Y X M Z MZ11-++→。
③γ衰变：随着γ衰充数，变化的不是核的种类，而是核的能量状态。
但一般情况下，γ衰变总是伴随a 衰变或β衰变进行的。
6、关于半衰期的几个问题（1）定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。
（2）意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。
（3）特征：只由核本身的因素所决定，而与原子所处的物理状态或化学状态无关。
（4）理解：搞清了对半衰期的如下错误．．认识，也就正确地理解了半衰期的真正含义。
第一种错误认识是：N 0（大量）个放射性元素的核，经过一个半衰期T ，衰变了一半，再经过一个半衰期T ，全部衰变完。
第二种错误认识是：若有4个放射性元素的核，经过一个半衰期T ，将衰变2个。
事实上，N 0（大量）个某种放射性元素的核，经过时间t 后剩下的这种核的个数为TN N 1021⎪⎭⎫ ⎝⎛=而对于少量的核（如4个），是无法确定其衰变所需要的时间的。
这实质上就是“半衰期反映了核衰变过程的统计快慢程度”的含义。
7、原子核的人工转变和原子核的组成用高速运动的粒子去轰击原子核，是揭开原子核内部奥秘的要本方法。
轰击结果产生了另一种新核，其核反应方程的一般形式为,''y Y x X A Z A Z +→+其中X A Z 是靶核的符号，x 为入射粒子的符号，Y A Z ''是新生核的符号，y 是放射出的粒子的符号。
1919年卢瑟福首先做了用a 粒子轰击氮原子核的实验。
在了解卢瑟福的实验装置、进行情况和得到的实验结果后，应该记住反应方程式H O He N 11178142147+→+，这是人类第一次发现质子的核反应方程。
另外，对1930年查德威克发现中子的实验装置、过程和结果也应有个基本的了解。
值得指出的是，查德威克在对不可见粒子的判断中，运用了能量和动量守恒定律，科学地分析了实验结果，排除了γ射线的可能性，确定了是一种粒子——中子，发现中子的核反应方程n C He Be 101264294+→+，这同样是应该记住的。
8、核能对这部分内容，应该注意以下几点：（1）已经确定核力的主要特性有：（1）是一种很强的力（相比于其他的力），（2）是一种短程力。
（2）一定的质量m 总是跟一定的能量mc 2对应。
核子在结合成原子核时的总质量减少了，相应的总能量也要减少，根据能量守恒定律，减少的这部分能量不会凭空消失，它要在核子结合过程中释放出去。
反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的这部分能量也不会凭空产生，要由外部来供给。
能量总是守恒的，在原子核反应伴随有巨大的放能和吸能现象。
（3）核反应中释放或吸收的能量，可以根据反应物和生成物间的质量差用质能关系方程来计算。
（4）核反应中能量的吸、放，跟核力的作用有关。
当核子结合成原子核时，核力要做功，所以放出能量。
把原子核分裂成核子时，要克服核力做功，所以要由外界提供能量。
三、 典型例题例1、在卢瑟福的a 粒子散射实验中，有极少数a 粒子发生大角度偏转，其原因是（ ） A 、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B 、正电荷在原子中是均匀分布的C 、原子中存在着带负电的电子D 、原子只能处于一系列不连续的能量状态中分析：解答此例要求熟悉核式结构对a 粒子散射现象的解释：解答：由于电子与a 粒子质量的悬殊，所以可判断：使a 粒子偏转的不可能是带负电的电子；又由于只有极少数a 粒子发生大角度偏转，所以又可判断：原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的范围内。
故选A 。
例2、对于基态氢原子，下列说法正确的是（ ） A 、它能吸收10.2eV 的光子B 、它能吸收11eV 的光子C 、它能吸收14eV 的光子D 、它能吸收具有11eV 动能的电子的部分动能分析：注意到光子能量只能全部被吸收，而电子能量则可以部分被吸收。
解答：10.2eV 刚好是n=1、n=2的能极差，而11eV 不是，由玻尔政府知A 正确。
基太氢原子也能吸收14eV 的光子而电离，电离后自由电子动能为0.4eV 。
它也可吸收动能为11eV 的电子的部分能量(10.2eV)，剩余0.8eV 仍为原来电子所有。
所以应选ACD 。
例3、设氢原子的基态能量为E 1。
某激发态的能量为E ，则当氢原子从这一激发态跃迁到基态时，所________________-（填“辐射”或“吸收”）的光子在真空中的波长为________。
分析：了解玻尔的原子理论，掌握光子能量与光波长间关系，即可解得此例。
解答：根据玻尔原子理论知：氢原子核外电子从高能态跃迁到低能态时，应辐射出光子，而能级差即为光子能量E 0=E-E 1另外，光子能量E 0与光波长λ间的关系为λhcE =0。
其中h 为普朗克常量，c 为真空中光速，由此可解得 ()1E E hc-=λ此例答案：辐射，()1E E hc-例4：如图25-1所示，R 为放射源，虚线范围内有垂直于纸面的磁声B ，LL ’为厚纸板，MN 为荧光屏，今在屏上P 点处发现亮斑，则到达P 点处的放射性物质微粒和虚线范围内B 的方向分别为（ ）A 、a 粒子，B 垂直于纸面向外B 、a 粒子，B 垂直于纸面向内C 、β粒子，B 垂直于纸面向外D 、β粒子，B 垂直于纸面向内图25-1 分析：了解天然放射现象中三种射线的基本属性，是分析此例的基础。
解答：由于a 粒子贯穿本领很弱，只能穿透几厘米空气，因此穿透厚纸板到达屏上P 点处不可能是a 粒子；由于γ粒子不带电，穿过B 区域不会发生偏转，因此到达P 点处的也不可能是γ粒子；由此可知，到达P 点处的必然是β粒子。
又由于β粒子带的是负电，因此用左手定L LMNOP. .则便可判断B 的方向应该是垂直于纸面向内。
所以应选D 。
例5、两种放射性元素的原子A ac 和B bd ，其半衰期分别为T 和T 21。
若经过2T 后两种元素的核的质量相等，则开始时两种核的个数之比为________________；若经过2T 后两种核的个数相等，则开始时两种核的质量之比为_________________。
分析：欲求解此例，必须正确理解半衰期的概念。
解答：此例考察的是半衰期的概念，可做如下分析：若开始时两种核的个数分别为N 1和N 2，则经时间2T 后剩下的核的个数就分别为141N 和2161N ，而此时两种核的质量相等，于是有 ,1614121b N a N = 由此可得 N 1:N 2=b:4a 。