原子核的组成与核力
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
2023届高考人教版物理一轮复习课件：近代物理-原子核及核反应
故B正确;高温能使原子核克服库仑斥力而聚变,故C错误;轻核聚变平均每
个核子放出的能量比重核裂变平均每个核子放出的能量大3~4倍,故对相
同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多,D正确。
6.(多选)(2020全国Ⅰ卷)下列核反应方程中,X1、X2、X3、X4代表α粒子的
置。2018年11月,该装置实现了1×108 ℃等离子体运行等多项重大突破,为
未来和平利用聚变能量迈出了重要一步。关于核聚变,下列说法正确的是
(
)
A.聚变又叫热核反应
B.太阳就是一个巨大的热核反应堆
C.高温能使原子核克服核力而聚变
D.对相同质量的核燃料,轻核聚变比重核裂变产能多
答案 ABD
解析 核聚变也叫热核反应,故A正确;太阳主要成分是氢,中心温度高达
1
B.235
U+
n→
Ba+
Kr+3
0
0n
92
56
36
234
4
C.238
U→
Th+
2 He
92
90
30
27
D.42 He+13
A1→15
P+10 n
答案 A
解析 核聚变指两个较轻的核结合成质量较大的核,所以选项A正确。
2.232
90 Th
(
208
232
经过一系列的 α 衰变和 β 衰变后变成 82 Pb,则 82 Pb 比 90 Th 少
3.X元素的原子核的符号为 X ,其中A表示 质量数
,Z表示核电荷数。
二、天然放射现象
新教材 人教版高中物理选择性必修第三册 第五章 原子核 知识点考点重点难点提炼汇总
第五章原子核1．原子核的组成............................................................................................................ - 1 -2. 放射性元素的衰变..................................................................................................... - 6 -3. 核力与结合能........................................................................................................... - 13 -4. 核裂变与核聚变....................................................................................................... - 19 -5. “基本”粒子 ................................................................................................................ - 19 -章末复习提高................................................................................................................ - 29 -1．原子核的组成一、天然放射现象及三种射线1．天然放射现象(1)1896年，法国物理学家贝克勒尔发现某些物质具有放射性。
(2)①放射性：物质发射射线的性质。
原子核的基本性质
四、 质量和结合能
原子核的液滴模型
1.质量：核质量＝原子质量－核外电子总质量
实际中，常近似用原子质量。 原子质量单位：
1u
12 1 1.6605387 1027 kg N A 12
由质能关系： E
mc 2
1uc 2 931.494MeV
电子静止质量：
me c 2 0.511MeV
R 1.1 A1/ 3 fm
高能电子
3.改进公式：
R rp z1/ 3 , rp 1.64 fm
4.实验表明：对中质比大的原子核，中子的分布半径比质子的大， 出现“中子皮”，“中子晕”。
6 2
He, 48 Be
11 3
Li
5.估计核的密度
4 4 V R 3 r03 A A 3 3
不能直接测量，通过原子核与其它粒子相互作用间接测量.
1.核力作用半径
通过中子、质子或者其它原子核与核作用，得到经验公式：
R r0 A1/ 3 , r0 (1.4 1.5) fm
n, p 原子核
2.电荷分布半径：
用高能电子在原子核上的散射，要求：电子的波长必须小于核的半径， 即要求电子的能量高
第一节
一、 组成
原子核的电荷、质量和半径
原子核＝质子＋中子 核子
A Z
X A Z
同位素(Isotope):
Z相同
同中子素(Isotone):
同量异位素(Isobar): 同量异能素(Isomer):
A-Z相同
A相同 能量状态不同
60
Co, 60 mCo
7 3 7 Li4 , 4 Be3
镜像核(mirror nuclei): A相同,质子数和中子数互换
高中物理高考物理一轮复习12 3原子核与核反应课件新人教版201908021199
知识清单
考点整合 集中记忆
一、原子核的组成 原子核由质子和中子组成．
核子：质子和中子统称为核子，符号为 ZAX. 核电荷数(Z)＝质子数＝核外电子数＝原子序数 质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数 同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子互称同位 素．
二、放射性元素 天然放射现象
(2018·海南)已知 90234Th 的半衰期为 24 天.4 g 90234Th 经 过 72 天还剩下( )
A．0
B．0.5 g
C．1 g
D．1.5 g
【答案】 B 【解析】 根据半衰期为 24 天，经过 72 天，发生 3 次衰变， 依据 m＝m0(12)3，代入数据解得：m＝4×(12)3＝0.5 g，故 A、 C、D 三项错误，B 项正确．
(2018·洛阳模拟)如图所示为研究
某未知元素放射性的实验装置，实验开始
时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀
强电场 E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分
钟闪烁的亮点数．若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮
点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点
数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为( )
关于半衰期，以下说法正确的是( ) A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中长 B．升高温度可以使半衰期缩短 C．氡的半衰期为 3.8 天，若有四个氡原子核，经过 7.6 天就 只剩下一个 D．氡的半衰期为 3.8 天，若有 4 克氡原子核，经过 7.6 天就 只剩下 1 克
【答案】 D 【解析】 放射性元素衰变的快慢跟原子所处的物理状态或 化学状态无关，且半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是 否马上衰变会受到各种偶然因素的支配．因此，正确为 D 项．
2023年高考物理一轮复习讲义——原子核
第2讲 原子核目标要求 1.了解原子核的组成及核力的性质，了解半衰期及其统计意义.2.认识原子核的结合能，了解核裂变及核聚变，能根据质量数、电荷数守恒写出核反应方程．考点一 原子核的衰变及半衰期1．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数． 2．天然放射现象放射性元素自发地发出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构． 3．三种射线的比较名称 构成 符号电荷量 质量 电离能力 贯穿本领 α射线 氦核 42He ＋2e 4 u 最强 最弱 β射线 电子 0－1e－e 11 837 u 较强 较强 γ射线 光子γ最弱最强4.原子核的衰变(1)衰变：原子核自发地放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变． (2)α衰变、β衰变衰变类型 α衰变β衰变衰变方程M Z X →M －4Z －2Y ＋42HeM Z X →M Z ＋1Y ＋0－1e衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子211H ＋210n →42He10n →11H ＋0－1e 衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(3)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的． 5．半衰期 (1)公式：N 余＝N 原1/212t T ⎛⎫⎪⎝⎭，m 余＝m 原1/212tT ⎛⎫ ⎪⎝⎭.(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的外部条件(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关(选填“有关”或“无关”)．6．放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(2)应用：消除静电、工业探伤、做示踪原子等．(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害．1．三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线．(√)2．β衰变中的电子来源于原子核外电子．(×)3．发生β衰变时，新核的电荷数不变．(×)4．如果现在有100个某放射性元素的原子核，那么经过一个半衰期后还剩50个．(×) 考向1原子核的衰变例1(多选)天然放射性元素232 90Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成208 82Pb(铅)．下列判断中正确的是()A．衰变过程共有6次α衰变和4次β衰变B．铅核比钍核少8个质子C．β衰变所放出的电子来自原子核外D．钍核比铅核多24个中子答案AB解析由于β衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数，x＝232－2084＝6，再结合电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数(设为y)，2x－y＝90－82＝8，y＝2x－8＝4，钍核中的中子数为232－90＝142，铅核中的中子数为208－82＝126，所以钍核比铅核多16个中子，铅核比钍核少8个质子，β衰变所放出的电子来自原子核内，A、B正确．例2(多选)有一匀强磁场，磁感应强度为B，方向垂直纸面向外，一个原来静止在A处的原子核，发生衰变放射出某种粒子，两个新核的运动轨迹如图所示，已知两个相切圆半径分别为r1、r2.下列说法正确的是()A ．原子核发生α衰变，根据已知条件可以算出两个新核的质量比B ．衰变形成的两个粒子带同种电荷C ．衰变过程中原子核遵循动量守恒定律D ．衰变形成的两个粒子电荷量的关系为q 1∶q 2＝r 1∶r 2 答案 BC解析 衰变后两个新核速度方向相反，受力方向也相反，根据左手定则可判断出，带同种电荷，所以衰变是α衰变，衰变后的新核由洛伦兹力提供向心力，有Bq v ＝m v 2r ，可得r ＝m vqB ，衰变过程遵循动量守恒定律，即m v 相同，所以电荷量与半径成反比，有q 1∶q 2＝r 2∶r 1，但无法求出质量，故A 、D 错误，B 、C 正确． 考向2 半衰期例3 (2021·全国乙卷·17)医学治疗中常用放射性核素113In 产生γ射线，而113In 是由半衰期相对较长的113Sn 衰变产生的．对于质量为m 0的113Sn ，经过时间t 后剩余的113Sn 质量为m ，其mm 0－t 图线如图所示．从图中可以得到13Sn 的半衰期为( )A ．67.3 dB ．101.0 dC ．115.1 dD ．124.9 d答案 C解析 由题图可知从m m 0＝23到m m 0＝13，113Sn 恰好衰变了一半，根据半衰期的定义可知113Sn 的半衰期为T 1/2＝182.4 d －67.3 d ＝115.1 d ，故选C.考点二 核反应及核反应类型1．核反应的四种类型类型可控性核反应方程典例衰变α衰变自发238 92U→234 90Th＋42He β衰变自发234 90Th→234 91Pa＋0－1e人工转变人工控制147N＋42He→17 8O＋11H(卢瑟福发现质子)42He＋94Be→12 6C＋10n(查德威克发现中子)2713Al＋42He→3015P＋10n3015P→3014Si＋0＋1e约里奥－居里夫妇发现放射性同位素，同时发现正电子重核裂变容易控制23592U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n23592U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋1010n轻核聚变现阶段很难控制21H＋31H→42He＋10n2.核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(0＋1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵循的规律：质量数守恒，电荷数守恒．(3)由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．例4下列说法正确的是()A.238 92U→234 90Th＋X中X为中子，核反应类型为β衰变B.21H＋31H→42He＋Y中Y为中子，核反应类型为人工转变C.235 92U＋10n→136 54Xe＋9038Sr＋K，其中K为10个中子，核反应类型为重核裂变D.14 7N＋42He→17 8O＋Z，其中Z为氢核，核反应类型为轻核聚变答案 C解析根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，A选项反应中的X质量数为4，电荷数为2，为α粒子，核反应类型为α衰变，选项A错误；B选项反应中的Y质量数为1，电荷数为0，为中子，核反应类型为轻核聚变，选项B错误；C选项反应中的K质量数总数为10，电荷数为0，则K为10个中子，核反应类型为重核裂变，选项C正确；D选项反应中的Z质量数为1，电荷数为1，为质子，核反应类型为人工转变，选项D错误．例5(多选)(2020·全国卷Ⅰ·19)下列核反应方程中，X1、X2、X3、X4代表α粒子的有() A.21H＋21H→10n＋X1B.21H＋31H→10n＋X2C.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋3X3D.10n＋63Li→31H＋X4答案BD解析21H＋21H→10n＋32He，A错．2H＋31H→10n＋42He，B对．1235U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，C错．921n＋63Li→31H＋42He，D对．考点三质量亏损及核能的计算核力和核能(1)核力：原子核内部，核子间所特有的相互作用力．(2)结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开需要的能量，叫作原子的结合能，也叫核能．(3)比结合能：原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫平均结合能．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．(4)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应的能量ΔE＝Δmc2.原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.1．原子核的结合能越大，原子核越稳定．(×)2．核反应中，出现质量亏损，一定有核能产生．(√)核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．例6(2019·全国卷Ⅱ·15)太阳内部核反应的主要模式之一是质子—质子循环，循环的结果可表示为411H →42He ＋201e ＋2ν，已知11H 和42He 的质量分别为m p ＝1.007 8 u 和m α＝4.002 6 u,1 u ＝931 MeV/c 2，c 为光速．在4个11H 转变成1个42He 的过程中，释放的能量约为( )A ．8 MeVB ．16 MeVC ．26 MeVD ．52 MeV 答案 C解析 因电子质量远小于质子的质量，计算中可忽略不计，核反应质量亏损Δm ＝4×1.007 8 u －4.002 6 u ＝0.028 6 u ，释放的能量ΔE ＝0.028 6×931 MeV ≈26.6 MeV ，选项C 正确．例7 (多选)用中子(10n)轰击铀核(235 92U)产生裂变反应，会产生钡核(141 56Ba)和氪(9236Kr)并释放中子(10n)，达到某些条件时可发生链式反应，一个铀核(235 92U)裂变时，释放的能量约为200 MeV(1 eV ＝1.6×10－19J)．以下说法正确的是( )A.235 92U 裂变方程为235 92U →144 56Ba ＋8936Kr ＋210nB.235 92U 裂变方程为235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310nC.235 92U 发生链式反应的条件与铀块的体积有关 D ．一个235 92U 裂变时，质量亏损约为3.6×10－28kg答案 BCD 解析235 92U 的裂变方程为235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n ，方程两边的中子不能相约，故A 错误，B 正确；铀块需达到临界体积才能维持链式反应持续不断进行下去，故C 正确；一个铀核 (235 92U)裂变时，释放的能量约为200 MeV ，根据爱因斯坦质能方程得，质量亏损Δm ＝ΔEc 2＝200×106×1.6×10－199×1016kg ≈3.6×10－28 kg ，故D 正确． 例8 花岗岩、砖砂、水泥等建筑材料是室内氡的最主要来源．人呼吸时，氡气会随气体进入肺脏，氡衰变放出的α射线像小“炸弹”一样轰击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发肺癌、白血病等．一静止的氡核222 86Rn 发生一次α衰变生成新核钋(Po)，此过程动量守恒且释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能．已知m 氡＝222.086 6 u ，m α＝4.002 6 u ，m 钋＝218.076 6 u, 1 u 相当于931 MeV 的能量．(结果保留3位有效数字) (1)写出上述核反应方程； (2)求上述核反应放出的能量ΔE ； (3)求α粒子的动能E kα.答案 (1)222 86Rn →218 84Po ＋42He (2)6.89 MeV (3)6.77 MeV解析 (1)根据质量数和电荷数守恒有222 86Rn →218 84Po ＋42He (2)质量亏损Δm＝222.086 6 u－4.002 6 u－218.076 6 u＝0.007 4 uΔE＝Δm×931 MeV解得ΔE＝0.007 4 u×931 MeV≈6.89 MeV(3)设α粒子、钋核的动能分别为E kα、E k钋，动量分别为pα、p钋，由能量守恒定律得ΔE＝E kα＋E k钋由动量守恒定律得0＝pα＋p钋又E k＝p22m故E kα∶E k钋＝218∶4解得E kα≈6.77 MeV.课时精练1．(2021·湖南卷·1)核废料具有很强的放射性，需要妥善处理．下列说法正确的是( ) A ．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽 B ．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C ．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D ．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害 答案 D解析 根据半衰期的定义可知，放射性元素经过两个完整的半衰期后，还剩原来的14未衰变，故A 错误；原子核衰变时满足电荷数守恒，质量数守恒，故B 错误；放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状态无关，故C 错误；过量放射性辐射包含大量的射线，对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D 正确．2．2020年12月4日，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M 装置(HL －2M)在成都建成并首次实现利用核聚变放电．下列方程中，正确的核聚变反应方程是( )A.21H ＋31H →42He ＋10nB.238 92U →234 90Th ＋42HeC.235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310nD.42He ＋2713Al →3015P ＋10n答案 A解析 A 项方程是核聚变，B 项方程为α衰变，C 项方程为重核裂变，D 项方程为人工核转变．故选A.3．(2021·河北卷·1)银河系中存在大量的铝同位素26Al ，26Al 核β衰变的衰变方程为2613Al →2612Mg ＋01e ，测得26Al 核的半衰期为72万年，下列说法正确的是( )A ．26Al 核的质量等于26Mg 核的质量B ．26Al 核的中子数大于26Mg 核的中子数C ．将铝同位素26Al 放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D ．银河系中现有的铝同位素26Al 将在144万年后全部衰变为26Mg答案 C解析26Al和26Mg的质量数均为26，相等，但是二者原子核中的质子数和中子数不同，所以质量不同，A错误；2613Al核的中子数为26－13＝13个，2612Mg核的中子数为26－12＝14个，B错误；半衰期是原子核固有的属性，与外界环境无关，C正确；质量为m的26Al的半衰期为72万年，144万年为2个半衰期，剩余质量为126Mg，D错误．4m，不会全部衰变为4．(多选)(2021·浙江6月选考·14)对四个核反应方程(1)238 92U→234 90Th＋42He；(2)234 90Th→234 91Pa＋e；(3)14 7N＋42He→17 8O＋11H；(4)21H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV.－1下列说法正确的是()A．(1)(2)式核反应没有释放能量B．(1)(2)(3)式均是原子核衰变方程C．(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程D．利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一答案CD解析(1)是α衰变，(2)是β衰变，均有能量放出，故A错误；(3)是人工核转变，故B错误；(3)式是人类第一次实现原子核转变的方程，故C正确；利用激光引发可控的(4)式核聚变是正在尝试的技术之一，故D正确．5．(2021·全国甲卷·17)如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为()A．6 B．8 C．10 D．14答案 A解析由题图分析可知，核反应方程为238X→206 82Y＋a42He＋b0－1e，92经过a次α衰变，b次β衰变，由电荷数与质量数守恒可得238＝206＋4a；92＝82＋2a－b，解得a＝8，b＝6，故放出6个电子，故选A.6．(多选)铀核裂变的一种方程为235 92U＋X→9438Sr＋139 54Xe＋310n，已知原子核的比结合能与质量数的关系如图所示，下列说法中正确的有()A．X粒子是中子B．X粒子是质子C.235 92U、9438Sr、139 54Xe相比，9438Sr的比结合能最大，最稳定D.235 92U、9438Sr、139 54Xe相比，235 92U的质量数最大，结合能最大，最稳定答案AC解析根据质量数守恒和电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，为中子，A正确，B错误；根据题图可知235 92U、9438Sr、139 54Xe相比，9438Sr的比结合能最大，最稳定，235 92U的质量数最大，结合能最大，比结合能最小，最不稳定，C正确，D错误．7．(2020·全国卷Ⅱ·18)氘核21H可通过一系列聚变反应释放能量，其总效果可用反应式621H→242He＋211H＋210n＋43.15 MeV表示．海水中富含氘，已知1 kg海水中含有的氘核约为1.0×1022个，若全都发生聚变反应，其释放的能量与质量为M的标准煤燃烧时释放的热量相等；已知1 kg标准煤燃烧释放的热量约为2.9×107 J,1 MeV＝1.6×10－13 J，则M约为()A．40 kg B．100 kgC．400 kg D．1 000 kg答案 C解析根据核反应方程式，6个氘核聚变反应可释放出43.15 MeV的能量，1 kg海水中的氘核反应释放的能量为E＝1.0×102222 MeV≈1.15×1010 J，则相当于燃6×43.15 MeV≈7.19×10烧的标准煤的质量为M＝1.15×1010kg≈396.6 kg，约为400 kg.2.9×1078．(多选)(2020·浙江7月选考·14)太阳辐射的总功率约为4×1026 W ，其辐射的能量来自于聚变反应．在聚变反应中，一个质量为1 876.1 MeV/c 2(c 为真空中的光速)的氘核(21H)和一个质量为2 809.5 MeV/c 2的氚核(31H)结合为一个质量为3 728.4 MeV/c 2的氦核(42He)，并放出一个X 粒子，同时释放大约17.6 MeV 的能量．下列说法正确的是( )A ．X 粒子是质子B ．X 粒子的质量为939.6 MeV/c 2C ．太阳每秒因为辐射损失的质量约为4.4×109 kgD ．太阳每秒因为辐射损失的质量约为17.6 MeV/c 2答案 BC解析 该聚变反应方程为21H ＋31H →42He ＋10n ，X 为中子，故A 错误；该核反应中质量的减少量Δm 1＝17.6 MeV/c 2，由质能方程知，m 氘＋m 氚＝m 氦＋m X ＋Δm 1，代入数据知1 876.1 MeV/c 2＋2 809.5 MeV/c 2＝3 728.4 MeV/c 2＋m X ＋17.6 MeV/c 2，故m X ＝939.6 MeV/c 2，故B 正确；太阳每秒辐射能量ΔE ＝P Δt ＝4×1026 J ，由质能方程知Δm ＝ΔE c 2，故太阳每秒因为辐射损失的质量Δm ＝4×1026(3×108)2 kg ≈4.4×109 kg ，故C 正确；因为ΔE ＝4×1026 J ＝4×10261.6×10－19eV ＝2.5×1039 MeV ，则太阳每秒因为辐射损失的质量为Δm ＝ΔE c2＝2.5×1039 MeV/c 2，故D 错误． 9．A 、B 是两种放射性元素的原子核，原来都静止在同一匀强磁场，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，运动方向都与磁场方向垂直．图中a 、b 与c 、d 分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是( )A ．A 放出的是α粒子，B 放出的是β粒子B ．a 为α粒子运动轨迹，d 为β粒子运动轨迹C ．a 轨迹中的粒子比b 轨迹中的粒子动量小D ．磁场方向一定垂直纸面向外答案 A解析 放射性元素放出α粒子时，α粒子与反冲核的速度相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆；而放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆，故B 放出的是β粒子，A 放出的是α粒子，故A 正确；根据带电粒子在磁场中的运动的半径r ＝m v qB，放出的粒子与反冲核的动量相等，而反冲核的电荷量大，故轨迹半径小，故b 为α粒子运动轨迹，c 为β粒子运动轨迹，故B 、C 错误；粒子在磁场中做匀速圆周运动，磁场方向不同，粒子运动的方向相反，由于α粒子和β粒子的速度方向未知，不能判断磁场的方向，故D 错误．10．(2017·北京卷·23)在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R .以m 、q 分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用A Z X 表示，新核的元素符号用Y 表示，写出该α衰变的核反应方程；(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小；(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M ，求衰变过程的质量亏损Δm .答案 (1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He (2)2πm qB q 2B 2πm (3)q 2B 2R 2(M ＋m )2Mmc 2解析 (1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He(2)洛伦兹力提供向心力，有q v αB ＝m v α2R所以v α＝qBR m ，T ＝2πR v α＝2πm qB环形电流大小I ＝q T ＝q 2B 2πm. (3)衰变过程动量守恒，有0＝p Y ＋p α所以p Y ＝－p α，“－”表示方向相反．因为p ＝m v ，E k ＝12m v 2 所以E k ＝p 22m即：E kY ∶E kα＝m ∶M由能量守恒得Δmc 2＝E kY ＋E kαΔm ＝E kαc 2⎝ ⎛⎭⎪⎫M ＋m M ，其中E kα＝12m v α2＝q 2B 2R 22m ， 所以Δm ＝q 2B 2R 2(M ＋m )2Mmc 2.。
原子物理第九章原子核
三. 衰变
是核电荷数改变而核子数不变的核衰变。主要有： -衰变，+衰变，K俘获
1.- 衰变能谱与中微子假设
-衰变中，放出负电子，原子核变为原子序数增加1的核。
衰变面临的难题
衰变连续谱导致了下列无法解释的难题：
1）连续谱的出现与能量守恒以及核能级量子 化相矛盾 由 衰变知核能级是量子化的， 而衰变能 是一定的，等于 E， 一定的衰变能在核与 粒 子之间分配时， 若 粒子分得的能量是连续 的，那就意味着核能级也是连续的，如果核能 级不连续,那么在没有核能级的地方， 系统能 量不守恒；
它的两侧，构成稳定核素区。
②、稳定核素中质子数与中子数之比：轻核
为1；最重的核 N / Z 1.6
③、Z<84的核素有一个或几个稳定的同位素;
Z>84的以及质子数或中子数过多的核都
是不稳定的放射性的同位素。
4.原子核的大小和形状
原子核的形状一般为近似椭球，其长短半轴之比一般不大于 5/4，可近似看作球形。核电四极矩是核偏离球形的量度。
1930年，泡利针对上述矛盾，大胆地提出 了中微子假说。他预言，在 衰变的同时，还 发射一个自旋为 1 2 ，不带电, 静质量几乎为0 的粒子。 称其为中微子 ( ) ， 引入中微子之 后，上述矛盾迎刃而解。并且人们在1956年从 实验中找到了中微子。 中微子特性 中微子 的静质量几乎为0--不大于 10eV ； 穿透本领极大，在原子密度为 10 (个 cm ) 的 物质中，其平均自由程约为 1016 km ；即使在 核物质中，平均自由程也达 1km，因此，它 穿越地球被俘获的几率是 1012 ，它的自 旋为 2
µ ´I（核磁子） -1.91280
+2.79255 +0.857348 0 +0.82189 +3.25586 -1.1774 表6.2续
选修3-5-3.1原子核的组成与核力 核反应
核反应
阅？ 恒 电荷数守 2. 核反应前后有哪些守恒量？
恒 质量不守恒！质能转换！ 规律
想一想
古时，“炼金术”在世界各地都很流行，其 目标之一是将贱金属转化为贵金属。例如， 有人想把铅变成黄金，但终究没有实现。 （1）用学过的知识解释，为什么他们的想法 不能实现？ （2）今天能否实现？ （3）你认为这种“炼金”方法能盈利吗？
小结
组成 表示
原子核
质子、中子 质量数、电荷数 同位素 短程
结合
变化
核力
核反应
强大
电荷无关
质量数、电荷数守恒 质能转换
选修3-5 第三章 原子核
第1节 原子核的组成与核力
原子核的组成
质子
由卢瑟福发现
带正电，电量为一个元电荷
统称为核子
中子
由查德威克发现
不带电， 质量与质子非常接近
原子核的表示方法
同位素
质子数相同 中子数不同
例：
核力
问题：质子，库伦斥力，为何不散开？ 特点
阅读教材第37~38 页，回答下列问题： 仅在原子核大小范围内存在
核子距离大于0.8*10 m时，表现为引力 短程 1. 分组计算两个质子间的万有引力和库伦力大小。
-15
强大
（参数见课本37页） 电荷无关
核子距离小于0.8*10-15m时，表现为斥力
2. 桌子与椅子、中子与中子、中子与质子、质子 与质子，哪些之间有核力？为什么？ 3. 为什么质子越多的原子往往有更多的中子？
2023年高三物理二轮专题复习原子核
例：关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有( D )
A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到 了消除有害静电的目的
B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视 C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是
成为更优秀的品种 D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常
核子数要减少 D．重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核
能
二、核反应 3.核聚变 （1）聚变反应：两个轻核结合成质量较大的原子核的反应。 （2）典型聚变反应： （3）反应条件：轻核的距离要达到10－15m以内， 聚变可以通过
高温来实现，因此又叫热核反应。 （4）核聚变的应用：核武器——氢弹；太阳能；探索可控热核反应
重核裂变与轻核聚变的比较
重核裂变
轻核聚变
重核分裂成两个或多个中等质量的原 两个轻核结合成质量较大的原子核，
反应原理
子核，放出核能
放出核能
放能多少
聚变反应比裂变反应平均每个核子放出的能量要大3～4倍
核废料处理 难度
聚变反应的核废料处理要比裂变反应简单得多
原料的蕴藏 量
核裂变燃料铀在地球上储量有限，尤 其用于核裂变的铀235在铀矿石中只
射线种类
组成
α射线
α粒子是氦原 子核He
β射线
β粒子是高速 电子流e
γ射线
波长很短的 电磁波
速度 约c 接近c 等于c
贯穿本领 电离作用 很小，一张薄纸
很强 就能挡住 很大，能穿过几
较弱 毫米厚的铝板 最大，能穿过几
很小 厘米厚的铅板
3.原子核的组成 质子的发现：1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子。 中子的发现：1932年查德威克用α粒子轰击铍(Be)原子核获得了
2023届高考物理一轮复习专题讲义：原子核
高考物理一轮复习《原子核》专题讲义[考点梳理]【考点一】原子核的组成1.天然放射现象（1）放射性与放射性元素:物质放射出射线的性质称为，具有放射性的元素称为放射性。
（2）天然放射现象:原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。
放射性元素自发地发出射线的现象，叫作放射现象。
2.射线的本质（1）三种射线种类α射线β射线γ射线来源原子核内组成氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量2e -e 0质量4m p,m p=1.67×10-27 kg静止质量为零速度0.1c 0.99c c(光速)在电磁场中偏转与α射线的偏转方向相反不偏转穿透本领最弱,用纸能挡住较强,能穿透几毫米的铝板最强,能穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱（2）射线的来源:射线来自，这说明原子核内部是有的。
3.放射性同位素的应用与防护a.放射性同位素:有放射性同位素和放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质。
b.应用:消除静电、工业探伤、做示踪原子等。
c.防护:防止放射性对人体组织的伤害。
4.原子核的组成（1）原子核由质子和中子组成，质子带电荷，电荷量与一个电子的电荷量，中子不带电。
质子和中子统称为核子。
（2）电荷数和质量数①电荷数(Z)= 数=元素的原子序数=原子的数。
②质量数(A)=核子数= 数+ 数。
注意:原子核的电荷数不是它所带的电荷量,质量数也不是它的质量。
（3）原子核常用符号A Z X表示，X为元素符号，A表示核的数，Z表示核的数(即原子序数)。
[典例1]在贝克勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入的研究。
如图所示,放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )A.①表示γ射线，③表示α射线B.②表示β射线，③表示α射线C.④表示α射线，⑤表示γ射线D.⑤表示β射线，⑥表示α射线【考点二】放射性元素的衰变1.原子核的衰变（1）定义:原子核放出粒子或粒子，会变成新的原子核，我们把一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变。
19.5核力与结合能
质量亏损
例题：请计算一下方程左右的质量
1 0
n H H
1 1 2 1
中子的质量 =1.6749×10－27Kg 质子的质量 = 1.6726×10－27Kg
中子和质子的质量和 = 3.3475×10－27Kg
氘核的质量 = 3.3436×10－27Kg
质量亏损:
质量差 = 0.0039×10－27Kg
理想的质子数 和中子数相等 的稳定原子核
增大到一定程度时，核力较少，不足 以平衡库仑力时，原子核会不稳定。
若增加中子，与其它核子无库仑力， 但有核力，有助于原子核稳定
质子数
核力是短程力，若超过其作用范围， 增加中子，原子核也不稳定，所以原 子序数越大越不稳定。
三。结合能与质量亏损 （1） 当核子结合成原子核时要放出一定能量.原子核分解 成核子时，要吸收同样的能量．这个能量叫做原子核的结合 能． (2)比结合能：原子核的结合能与 核子数之比称做比结合 能，也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子 结合得越 牢固，原子核越 稳定 ， 中等大小 的核的比结合 能最大、最稳定。 注意：结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量， 而是为把核子分开而需要的能量。 在数值上：结合能=当核子结合成原子核时要放出一定能量
例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的
核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些 的核，都能释放出巨大的核能。 [名师点睛] 比结合能比结合能更有意义，它反映了
原子核结合的稳定程度或分裂的难易程度。
3 4 1 1．氘核和氚核聚变时的核反应方程为2 H ＋ H → He ＋ 1 1 2 0 2 n，已知3 H 的平均结合能是 2.78 MeV ， 1 1H 的平均结合能是 4 1.09 MeV，2 He 的平均结合能是 7.03 MeV，试计算核反应
2022版新教材高考物理一轮复习第16章原子物理第2讲原子核学案鲁科版
第2讲原子核一、原子核的组成、放射性元素的衰变1．天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。
天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。
2．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。
3．原子核的衰变(1)衰变：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化。
(2)分类α衰变：A Z X―→A－4Z－2Y＋42He，如：238 92U―→234 90Th＋42He；β衰变：A Z X―→A Z＋1Y＋0－1e，如：234 90Th―→234 91Pa＋0－1e。
(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。
4．放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。
(2)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等。
(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害。
思考辨析1．原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。
(√)2．β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。
(√)3．半衰期可以通过人工进行控制。
(×)4．某放射性元素的半衰期为4天，若有100个这样的原子核，经过4天后还剩50个。
这种说法对吗？提示：不对，半衰期是大量放射性元素的原子核衰变时所遵循的统计规律，不能用于少量的原子核发生衰变的情况，因此，经过4天后，100个原子核有多少发生衰变是不能确定的，所以这种说法不对。
核反应方程：质量数守恒、电荷数守恒，但不是总质量守恒。
1．核力和核能(1)核力：原子核内部，邻近核子间所特有的相互作用力。
(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其对应的能量ΔE＝Δmc2。
(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2。
2．裂变反应和聚变反应(1)重核裂变①定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程。
核物理的知识点总结
核物理的知识点总结一、基本概念1.1 原子核的组成原子核是由质子和中子组成的，质子带正电荷，中子不带电荷。
质子和中子统称为核子。
在原子核中，核子之间通过强相互作用相互结合，形成一个稳定的结构。
1.2 原子核的大小原子核的大小一般用费米（1fm=10^-15m）作为长度单位来度量。
在原子核内部，核子之间的距离约为1-3fm。
原子核的大小和质量与其所含的质子数和中子数有关，通常原子核的大小与其质量成正相关。
1.3 原子核的稳定性原子核的稳定性受到核子的数量与质量比例的影响。
一个稳定的原子核应该具备适当的质子数和中子数，质子数和中子数的比例也会影响原子核的稳定性。
在一定范围内，原子核的稳定性随着质子数和中子数的增加而增加，但是当质子数或中子数过大时，原子核就会变得不稳定。
1.4 放射性放射性是原子核放射出α、β、γ射线的现象。
放射性同位素是指放射性核素，它们的原子核不稳定，会通过放射性衰变来释放能量并转变成稳定的核素。
放射性衰变是原子核的一种自发性变化过程，包括α衰变、β衰变、γ衰变等。
1.5 强相互作用原子核中的核子之间存在着一种非常强大的相互作用力，称为强相互作用。
强相互作用是导致核子结合成原子核的主要力量，它的作用范围非常短，仅限于原子核内部，但是它的力量非常大，可以克服核子之间的静电斥力，使得核子结合成原子核。
1.6 核力和库伦力原子核中的核子之间存在两种相互作用力，一种是核力，一种是库伦力。
核力是介于核子之间的吸引力，是强相互作用的结果，核力的作用范围仅限于原子核的范围内。
库伦力是由于质子之间的静电斥力而产生的排斥力，它的作用范围是无穷远，是保持原子核稳定的力量之一。
二、核反应2.1 核反应的基本概念核反应是指原子核之间的相互作用过程，可以通过核反应来实现原子核的变化。
核反应可以是通过核裂变或核聚变来实现的。
核裂变是指重核裂变成轻核的过程，同时释放出大量能量。
核聚变是指轻核聚变成重核的过程，也会释放出大量能量，是太阳等恒星能量的来源之一。
原子核结构
原子核结构2019-04-07原子核是比原子深一级的物质结构。
核物理是研究自然界的性质、内部结构、内部运动、内部激发态、衰变过程、裂变过程以及它们之间的反应过程的学科。
在原子核被发现后，科学家们曾以为原子核是由质子和电子组成的。
1932 年英国james chadwick 发现了中子，这才使人们认识到原子核可能具有更复杂的结构。
质子和中子统称为「核子」，中子不带电，质子带正电荷，因此质子间存在着静电排斥力。
万有引力虽然使各核子相互吸引，但在两个质子之间的静电排斥力，比它们之间的万有引力要大万亿亿倍以上。
所以，一定存在第三种基本相互作用——强相互作用力。
人们将核子结合成为原子核的力称为「核力」。
核力来源于强相互作用。
从原子核的大小以及核子和核子碰撞时的截面估计，核力的有效作用距离力程约为一千万亿分之一米。
原子核主要由强相互作用力将核子结合而成，当原子核的结构发生变化或原子核之间发生反应时，要吸收或放出很大的能量。
一些很重的原子核（如铀原子核）在吸收一个中子以后，会裂变成两个较轻的原子核，同时放出 20-30 个中子和很大的能量。
两个很轻的原子核也能熔合的过程叫做「聚变」。
原子核的组成。
自从发现质子和中子以来，物理界先后提出了好几种核模型，这些核模型各具特色，从不同侧面反映原子核的某些现象和某些性质，每种模型都只能解释一定范围内的实验事实。
这是因为原子核内部的运动规律太复杂了，以致于人们还没有办法用现有的概念和数学，来包揽有关原子核的一切属性，何况迄今为止，人们对原子核的知识还在不断增加，随着人们认识水平的提高，理论概括的范围随之扩大。
接着，我们就以诺贝尔物理学奖授予特殊贡献的物理学家的理论内容来逐一说明。
例如，1938 年授予提出气体模型理论的 enrico fermi，1963年授予 eugene paul wigner、maria goeppert-mayer 和 j. hans d. jensen，1975 年则授予aage niels bohr、ben r. mottelson和l. james rainwater。
2020-2021学年物理教科版教案：3.1 原子核的组成与核力含解析
2020-2021学年物理教科版选修3-5教案：3.1原子核的组成与核力含解析第三章原子核1原子核的组成与核力一、原子核的组成1．质子的发现1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子，测定了它的电荷和质量，确定它是氢原子核，叫做质子,用11p或错误!H表示，其质量为m p＝1。
67×10－27_kg。
2．中子的发现（1）卢瑟福的预言：原子核内可能还有一种不带电的粒子，名字叫中子．(2）查德威克的发现：用实验证明了中子的存在，用错误!n表示,中子的质量非常接近质子的质量．3．原子核的组成(1）核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数．(2)电荷数(Z）：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数．（3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等,所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数．（4）错误!X错误!错误!核电荷数＝原子核的质子数，即元素的原子序数4．同位素具有相同的质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素．例如：氢有三种同位素，分别是1，1H、错误!H、错误!H。
二、核力1．核力（1)核力:核子之间的相互作用力，称为核力,也称强力．(2）核力的特征①在核的线度内，核力比库仑力大得多；②核力是短程力，当两核子中心相距大于核子本身线度时，核力几乎完全消失;③核力与电荷无关,质子与质子、质子与中子以及中子与中子之间的核力是相等的．2．原子核中质子和中子的比例由于核力是短程力，自然界中较轻的原子核,质子数与中子数大致相等，但较重的原子核，中子数大于质子数，越重的原子核，两者相差越多．原子核是由中子和质子组成的，在原子核狭小的空间里，带正电的质子为什么能挤在一起而不飞散？提示:组成原子核的相邻核子间存在着核力．三、核反应1．核反应用一定能量的粒子轰击原子核，改变了核的结构，我们把这样的过程叫做核反应．2．核反应的实质以基本粒子(α粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核（靶核X）,从而促使原子核发生变化，生成了新原子核（Y），并放出某种粒子．3．常见的人工转变的核反应有(1）卢瑟福发现质子：错误!N＋错误!He→错误!O＋错误!H(2)查德威克发现中子：错误!Be＋错误!He→错误!C＋错误!n(3）居里夫妇人工制造同位素：42He＋错误!Al→错误!n＋错误!P 错误!P具有放射性：错误!P→错误!Si＋错误!e4．遵循规律质量数守恒，电荷数守恒．考点一原子核的组成1．原子核的组成（1）概述原子核是由质子、中子构成的,质子带正电，中子不带电．不同的原子核内质子和中子的个数并不一定相同．(2）基本关系:核电荷数＝质子数＝元素的原子序数＝核外电子数．质量数＝核子数＝质子数＋中子数．2．对核子数、电荷数、质量数的理解(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数．(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数．（3）质量数(A）：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和,而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数．【例1】已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226。
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• 原子核只由质子组成吗？
•想 一 想
• 由于原子核的质量大体上是质子质量的 整数倍，如果原子核只由质子组成，则原 子核的质量数应该与质子数相等，因而也 与原子核的核电荷数相等。但任意考察两 种元素，就知它们的核质量数与核电荷数 不等。
• 核力存在于质子之间、中 子之间及中子与质子之间， 即核子之间。
• 核力是只在2.0×10－15米 距离内起作用的短程强相互 作用力。由于核子的大小约 为0.8×10－15米，故只有相邻 的核子之间才有核力作用。
• 核力的本质仍在研究中。
核反应
核反应（nuclear reaction）：是指原子核与原子核，或者 原子核与各种粒子（如质子，中子，光子或高能电子）之 间的相互作用引起的各种变化。
书写核反应方程应注意: 1、必须遵守质量数、电荷数守恒； 2、核反应方程中的箭头表示核反应进行的方向， 不能把箭头写成等号； 3、写核反应方程必须要有实验依据，绝不能毫 无根据的编造； 4、书写核反应方程式，应先由已知原子核和已 知粒子的质量数和电荷数确定出未知粒子（或者 未知核）的质量数和电荷数，然后确定未知粒子 （或者未知核）是哪种粒子（或哪种元素）。
1 0
n
表示中子。
α射线粒子轰击铍的核反应方程是：
9 4
Be
4 2
He
01
n
162
C
原子核的组成
原子核
质子 中子
1 1
H
质子和中子统称为
1 0
n
原子核的电荷数 =质子数
原子核的质量数 =质子数 +中子数
具从有放射相性同元的素质的子原数子和核不中同释的放中出子来数的的原α射子线互就称是两个质子 和两个中子结合在一起放出的.
D．质子和中子的质量几乎相等
1．BCD 2．B
如:
1 1
H
(氕)
2 1
H
(氘)
3 1
H
(氚)
核子以什么力 结合成原子核
质子
中子
原子核示意图
想一想
已知
１、核子之间存在万有引力
２、质子之间存在比万有引 力更强大的库仑斥力
３、原子核的结构是非常牢 固的
核子以什么力结合成原 子核？
核子以什么力 结合成原子核
质子
中子
原子核示意图
使核子结合在 一起的强相互 作用（引力）
小
结
１、原子核的人工转 变（用人工的办法使原子 核发生转变）
２、 粒子轰击氮 的核实验（发现质子的核 反应）
14 7
N
4 2
He
178
O11H
３、α粒子轰击铍的核 实验（发现中子的核反应）
9 4
Be
4 2
He
162
C
01n
４、原子核由质子和 中子（统称为核子）组成
５、使核子结合在一 起的力是短程强相互作用 力，也称为核力。
课堂反馈
1．一种元素的几种同位素,它们的【 】
A．中子数一定相同 2．C．原子序数一定相同
B．质子数一定相同 D．核外电子数一定相同
2．卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据
是【 】
A．电子数与质子数相等.
B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍.
C．原子核的核电荷பைடு நூலகம்只是质子数的一半或少一些.
3.1 原子核的组成与核力
１９１９年卢瑟福完成了用α粒子轰击氮原子核的人工核实验， 实验装置示意如图。
Ｔ
Ｔ
C
SM
A
F
Ａ：放射性物质 Ｃ：容器 Ｔ：阀门
Ｆ：铝箔
Ｓ：荧光屏 Ｍ：显微镜
实验步骤及结果：
１、适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好不出 现闪光
２、然后充入氮气,荧光屏出现了闪光
实验结果分析
从实验结果可知，充入氮气后产生了穿透能力比α 粒子更强的新的粒子，这种粒子可以穿透铝箔，打 在荧光屏上，出现了闪光。
• 原子核只由质子组成的设想能够成立 吗？
在上一世纪的二十年代，卢瑟福
依据原子核的电荷数与质量数的差 别，预见到原子核中应该存在质量 与质子相等的、不带电的粒子，卢 瑟福称其为中子。直到上一世纪的 三十年代，另一个人工核反应，即 用放射性元素钋发出的α射线轰击铍， 证实了中子的存在。
中子的发现
钋Ｐo
铍Ｂｅ
石蜡
α粒子
不可见粒子
质子
α粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么？
查德威克对实 验结果的分析
钋 铍Ｂｅ
石蜡
α
不可见
质子
粒子
查德威克用碰撞中的动
量守恒和能量守恒分析得到
不可见粒子是质量与质子几
乎相等的、不带电的粒子，
它正是卢瑟福预见的中子。
中子的质量数与质子的相等，
都是1，中子不带电，其电荷
数为零。物理学中用符号
后来，将这种粒子引入电场、磁场测定它的电量 和质量，确定了它就是氢原子核，又称为质子。物 理学中用符号p或 11H表示质子。
上述实验中的质子从何而来？卢瑟福设想实验中 出现的质子是α粒子击中氮原子核，发生核反应产 生的。
• 上述实验以及后来用α粒子轰击氟、钠、 铝等元素的原子核都发生了类似的反应， 并且都产生了质子。