物理学课件-原子核ppt

成为90
(铅)
(
)
28028P b
BD
(A)铅核比钍核少24个中子 (B)铅核比钍核少8个质子 (C)共经过4次α衰变和6次β衰变 (D)共经过6次α衰变和4次β衰变
下列四个方程中，x1 x2 x3 和 x4各代表某种粒子。
(1)
U 235
92
01n
3985Sr15348Xe 3x1
(2) 12H x2 23He01n
示，由图可以判定： [
]
A.该核发生的是α衰变
B.该核发生的是B βD衰变
C.磁场方向一定是垂直纸面向里
D.磁场方向向里还是向外不能判定
a
b
最近几年，原子核科学家在超重元素岛的探测方面取得重大
进展。1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的
反应时，发现生成的超重元素的核 经过6次a衰变后的产物
二、半衰期
1、半衰期:放射性元素的原 子核有半数发生衰变所 需的时间，叫做这种元 素的半衰期。
2、不同的放射性元素，半衰期不同 放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。
放射性元素半衰变是一个统计规律。
作业布置：
• 完成 课后练习及 讲学稿
探测射线的方法
1、云室实验．
在云室看到的只是成串的小液滴， 它描述的是射线粒子运动的径迹， 而不是射线本身．云室利用的是 射线的电离本领．径迹的长短和 粗细可以知道粒子的性质；粒子 轨迹的弯曲方向可以知道粒子带 电的正负．
• 在某种核反应中，一个中子变成一个电 子和一个质子.这就是原子核内没有电子， 又会放出电子，产生β射线的原因.
氘和氚是氢的同位素，关于氢、氘、氚的原子， 下列说法哪个正确？
（1）具有相同的质子数、相同的中子数、相同 的电子数；
（2）具有不同的质子数、相同的中子数、相同 的电子数；
（3）具有相同的质子数、不同的中子数、相同 的电子数；
是
。由此，可在判定生成的超重元素的原子序数和质
F r 量数分别是（
（A）124，252953
）
A
（B）124，265Z
X
（C）112，261500 （D）112，277
D
如图，在匀强磁场中的A点，有一个静止的原子核 ，当它发生哪一种衰变时，射出的粒子以及新核的轨 道才作如图的圆周运动，并确定它们环绕的方向，若 两圆的半径之比是45∶1，这个放射性元素原子核的 原子序数是多少？
90 36
Kr）是不稳定的，它
经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（
90 40
Zr），这
些衰变是
（
）B
A．1次α衰变，6次β衰变
B．4 次β衰变
C．2次α衰变
D．2次α衰变，2次β衰变
本题中用大写字母代表原子核。E经衰变成为F， 再经衰变成为G，再经衰变成为H。上述系列衰变 可记为下式：
• γ射线的穿透本领极强，一般薄金属 板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的 水泥墙和几厘米厚的铅板.
三、原子核的组成
• 放射性现象中放出的三种射线都是从放 射性元素的原子核内释放出来的，这表 明原子核也有内部结构.
• 原子核内究竟还有什么结构？ • 原子核又是由什么粒子组成的呢？
质子的发现
• 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到 了质子。经过研究证明，质子带正电荷， 其电量和一个电子的电量相同，它的质量 等于一个电子质量的1836倍.进一步研究表 明，质子的性质和氢原子核的性质完全相 同，所以质子就是氢原子核.
钡铀云母
翠砷铜铀矿
斜水钼铀矿
铀钙石矿
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研究 发现，原子序数大于82的所有元素，都能 自发的放出射线，原子序数小于83的元素， 有的也具有放射性．
放大了1000倍的铀矿 石
二、射线到底是什么
• 在放射性现象中放出的射线是什么东西 呢？
• 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的 性质以外，还有些什么性质呢？
第十九章 原子核
第一节 原子核的组成
人们通过什么现象或实验发现原子核是由 更小的微粒构成的？
人们认识原子 核的结构就是 从天然放射性 开始的。
一、天然放射现象
1896年，法国物理学家贝克勒尔发现， 铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这 种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，物质 发射射线的性质称为放射性．具有发射性的 元素称为放射性元素．元素这种自发的放出 射线的现象叫做天然放射现象．
解：由动量守恒定律 MV+mv = 0 两者速度方向相反 必须是同种电荷才能外切，所以是 α衰变。 由左手定则，两者的环绕的方向均为逆时针方向。
r=mv/qB∝1/q
qa/qb=rb/ra=2/90 大圆为α粒子，
29328U 24He 23940Th
b
AaΒιβλιοθήκη 这个原子核的原子序数是92
铀裂变的产物之一氪90（
2．气泡室
气泡室在核物理研究中经常用到．气泡室里装的是液 体（如液态氢），控制室内的温度和压强，使室内的 温度略低于液体的沸点，当气泡室的压强突然降低时， 液体的沸点降低因此液体过热，在通过室内射线粒子 周围就有气泡形成．通过照片上记录的情况，可以分 析粒子的带电、动量、能量等情况．
盖革－弥勒计数器
• 这些射线带不带电呢？
天然放射现象
阅读课文填写表格：
射线
射线
射线
成分
氦原子核 高速 电子流 高能量 电磁波
速度
1/10光 速
接近光速
光速
贯穿能力
弱 较强 很强
电离能力
很容易 较弱 更小
天然放射现象
放射型物质发出的射线有三种：
三种射线
• α射线 • β射线 • γ射线
α射线
•
根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可
mp 1.67262311027 Kg
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打 出了质子。------质子是原子核的组成部分。
原子核是否只是由质子组成呢？
？ 核的质量
核的电量
质子质量
质子电量
核的质量 质子质量
> 核的电量 质子电量
卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这 一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公 认．
2、放射线的种类及性质？
3、衰变的种类及衰变所遵循的规律？
4、有关半衰期的概念及影响半衰期的因素 和公式？
新课教学
一、放射性的应用：
1、放射性同位素：
具有放射性的同位素。
2、放射性同位素的应用：
（1）利用它的射线作探测和辐照
（2）作为示踪原子 二、放射性污染和防护：
Th 232 (钍)经过一系列α和β衰变,
• 锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的， 核外有3个电子分两层绕着它转；
• 铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成，核外 有4个电子分两层绕着它转；
• ……
原子核的组成
• 各种原子核内质子的个数（核的电荷数） 和核外电子的个数都相同，它也等于该 种元素在元素周期表中的原子序数；
• 原子核内质子和中子的总数叫做核的质 量数，它等于该元素原子量的整数部分.
电荷数和质量数都守恒．
衰 变 α衰变： 方 β衰变： 程 说明：
1. 中间用单箭头，不用等号；
2. 是质量数守恒，不是质量守恒;
3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。
4. 本质： α衰变：原子核内少两个质子和两个中子 β衰变：原子核内的一个中子变成质子，
同时放出一个电子
说明： 元素的放射性与元素存在的状态无关， 放射性表明原子核是有内部结构的。
德国物理学家盖革在1928年与弥勒合作研制出的计 数器用来检测放射性是非常方便的，盖革管的结构如图 所示：
窗口
阴极
阳极
粒子
接放 大器
例题：下列关于放射线的说法中不正确的是 [ A、放射线可以用来进行工业探伤 B、放射线可以使细胞发生变异 C、放射同位素可以用来做示踪原子 D、放射线对人体无害
D]
复习： 1、天然放射现象由谁首先发现的，有何意义？
• 与α射线偏转方向相反的那束射线带 负电荷，我们把它叫做β射线.研究发现β 射线由带负电的粒子（β粒子）组成.进 一步研究表明β粒子就是电子.
• β射线的穿透本领较强，很容易穿透 黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板.
γ射线
• 中间不发生偏转的那束射线叫做γ射 线，研究表明，γ射线的实质是一种波长 极短的电磁波，它不带电，是中性的.
3.公式：
经过n个半衰期(T)其剩余的质量为：
质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后 剩余的粒子数为：
注意：
(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的 因素决定的，与原子所处的物理、化学 状态无关
(2)半衰期是一个统计规律，只对大量 的原子核才适用，对少数原子核是不适 用的．
阅读课本 “科学漫步”部分
γ 辐射
原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不 连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在 着能级，同样是能级越低越稳定。
放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，往往蕴 藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能 级，这时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射 出来，因此，γ射线经常是伴随α射线和 β射线产生的， 当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰 变，有的发生β衰变，同时就会伴随着γ辐射（没有γ衰 变）。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、 β和γ三种射线。
中子的发现
• 1932年英国物理学家查德威克又发现了 中子，通过研究证明中子的质量和质子的 质量基本相同，但是不带电.是中性粒子. 在对各种原子核进行的实验中，发现质子 和电子是组成原子核的两种基本粒子.
mn 1.67492861027 Kg
原子核的表示:
X A表示 A
质量数 z
X表示 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92个质子, 质量数为235, (即有143个中子)
有2个质子, 质量数为4,
(即有2个中子)
A z
X
如质子数相同，中子数不 同，（质量数当然不同）， 则互为同位素。
11H (氢)
2 1
H
(重氢)
13H (氚)
原子核的组成
原子核的组成
放射性同位素作为“时钟”，来测量漫 长的时间，这叫做放射性同位素鉴年 法．
例：29328U经过一系列衰变和衰变后，可以 变成稳定的元素铅206 (28026Pb) ，问这一过程 衰变和衰变次数？
解：设经过x次衰变，y次衰变
238＝206＋4x 92 = 82 + 2x - y
x＝8 y＝6
2002年 上海
(3)
U 238
92
23940Th x3
(4) 1224Mg 24He 1237Al x4
以下判断中正确的是 ( A C
)
A. x1是中子
C. x3是α粒子
B. x2是质子 D. x4是氘核
在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰
变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a，b所
以确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组
成，我们把它叫做α射线，α射线由带正电的α 粒子组成.科学家们研究发现每个α粒子带的正 电荷是电子电荷的2倍，α粒子质量大约等于氦 原子的质量.进一步研究表明α粒子就是氦原子 核.
•
由于α粒子的质量较大，所以α射线的穿透
本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住.
β射线
•
10．完成核反应方程：23940
Th→23941
Pa＋
0 1
e
。
• 23940Th 衰变为23941 Pa的半衰期是1.2分钟，则64克23940Th
经过6分钟还有• 2 克尚未衰变。
课堂总结
一、原子核的衰变
1.原子核的衰变：
2.衰变原则： 质量数守恒，电荷数守恒。
（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变． （2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变． （3）γ衰变:伴随射线或射线产生.
5．注意：
一种元素只能发生一种衰变，但在 一块放射性物质中可以同时放出α、β 和γ三种射线。
阅读教材 “半衰期” 部分并思考问 题：
• 1。放射性元素的衰变有什么规律？ • 2。用什么物理量描述？ • 3。这种描述的对象是什么？
二、半衰期(T)
1.意义： 表示放射性元素衰变快慢的物理量 2.定义：放射性元素的原子核有半数发 生衰变所需的时间 不同的放射性元素其半衰期不同．
10－15m
质子
统称核子
中子
元素符号
质量数 （核）电荷数
A Z
X
1 1
H
4 2
He
235 92
U
质子
1 中子
质子数
核子 核外电荷数
原子序数
质量数
2 同位素
核子数
中子+质子
原子核的组成
• 氢原子核(H)最简单，它就是一个质子，核外 有一个电子绕着它转；
• 氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的， 核外有2个电子绕着它转；
（4）具有相同的质子数、相同的中子数、不同 的电子数．
听说过“点石成金”的传说吗？
第十九章 原子核
第二节 放射性元素的衰变
一、衰变 1.定义原：子核放出 α粒子或 β粒子转变为 新核的变化叫做原子核的衰变 2.种类：α衰变：放出α粒子的衰变，如
β衰变：放出β粒子的衰变，如
3．规律：原子核发生衰变时，衰变前后的