《原子核物理》期末复习要点
核物理学重点知识总结(期末复习必备)
核物理学重点知识总结(期末复习必备)
核物理学重点知识总结（期末复必备）
1. 核物理基础知识
- 核物理的定义：研究原子核内部结构、核反应以及与核有关
的现象和性质的学科。
- 原子核的组成：由质子和中子组成，质子带正电，中子无电荷。
- 质子数（原子序数）：表示原子核中质子的数量，决定了元
素的化学性质。
- 质子数与中子数的关系：同位素是指质子数相同、中子数不
同的原子核。
2. 核反应与放射性
- 核反应定义：原子核发生的转变，包括衰变和核碰撞产生新核。
- 放射性定义：原子核不稳定，通过放射射线（α、β、γ射线）变为稳定核的过程。
- 放射性衰变：α衰变、β衰变和γ衰变。
3. 核能与核能应用
- 核能的释放：核反应过程中，原子核质量的变化引发能量的
释放。
- 核能的应用：核电站、核武器、核医学、核技术等领域。
- 核电站工作原理：核反应堆中的核裂变产生的能量转换为热能，再通过蒸汽发电机转换为电能。
4. 核裂变与核聚变
- 核裂变：重核（如铀）被中子轰击后裂变成两个或更多轻核
的过程，释放大量能量。
- 核聚变：两个轻核融合成一个较重的核的过程，释放更大的
能量。
- 核裂变与核聚变的区别：核裂变需要中子的引发，核聚变则
需要高温和高密度条件。
5. 核辐射与辐射防护
- 核辐射：核反应释放的射线，包括α射线、β射线、γ射线等。
- 辐射防护：采取合理的防护措施，减少人体暴露在核辐射下
的危害。
以上是对核物理学的一些重点知识进行的总结。
在期末复习中，希望这些内容能对你有所帮助！。
原子核物理复习重点
1.本章重点：1、莫塞莱公式，核的质量的测量，半径公式；2、核的自旋、宇称；3、核磁共振法测核磁矩；4、核的电四极矩与核形状的关系。
2.本章重点：1、放射性1）基本概念：放射性、核衰变、衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性活度、比活度、射线强度；2）基本规律：指数衰减规律；连续衰变规律；3）人工放射性的生长；14C鉴年；2、原子核的稳定性1）质量亏损，质量过剩，结合能，比结合能2）液滴模型；原子核稳定性的经验规律。
5.本章重点：1、衰变能的计算及其与 粒子动能的关系；2、 衰变的实验规律；3、经典理论的困难，阿尔法衰变的机制。
6.本章重点：1、贝塔谱的特点及其解释；2、 衰变的三种类型（形式、本质、衰变能、衰变条件等）；3、衰变纲图；4、贝塔衰变的跃迁分类和选择定则、比较半衰期。
7.本章重点：1、跃迁多极性、跃迁分类2、选择定则及应用3、内转换现象、内转换系数的应用4、穆斯堡尔效应问答：为什么同一核的伽马发射谱不能成为其吸收谱？8.本章重点：1、核内存在壳层结构的条件及基本思想；2、壳模型的应用（确定核基态自旋和宇称；解释同核异能素岛；与贝塔衰变的关系）；3、集体模型？4、转动能级。
9.本章重点：1、基本概念：核反应、反应道、核反应能、核反应阈能、核反应截面、核反应微分截面、核反应产额；2、核反应能、阈能的计算；3、Q方程的推导及应用；4、核反应截面、微分截面，产额的相关计算；5、细致平衡原理。
名词解释：核反应，阈能（并会计算）核反应过程的表示；重点：反应能Q （定义，怎么求）；Q方程（务必记住）及其应用（确定核素质量；计算出射粒子的能量Eb；确定核素的激发能E 。
）书上的例题好好看看核反应截面与产额（定义（每年必考）；会计算书上例题）核反应模型（会简单描述三个阶段即可）证明题（细致平衡（课件里有几个公式写上））第八章重点是壳模型应用以及壳模型的表述（简答题）看课后题，确定基态自旋和宇称；判断几级跃迁β；证明磁矩（书上有)。
原子和原子核物理总复习
α衰变规律
衰变时放出α 粒子的，叫 α 衰变
α 粒子即氦原子核 ——
4 2
He
α衰变规律：
核的质量数减少4，电荷数减少2。
M Z
X
4
2 He
M-4 Z-2
Y
β衰变规律
衰变时放出β 粒子的，叫 β 衰变
e e β 粒子即电子
——
0 －1
或正电子： 0
1
β 衰变规律： 核的质量数不变，电荷数增加±1。
B．只要入射光的强度足够大，就一定能 产生光电效应
C．任何一种金属都有一个极限频率，低 于这个极限频率的光不能产生光电效应
D．在光电效应现象中，光电流的强度与 入射光强度无关
衰变
天然放射现象
贝克勒耳发现天然放射性现象
放射性元素
衰变
新元素
αβγ
天然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象叫 做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。
三. 原子的不同能量状态对应于电子的不同运行
轨道，电子的可能轨道也是不连续的，即电子不能
在任意的轨道上运行。
rn = n 2 r1
能级图1
n (量子数 )
∞
能级图
E (能级 )
0 eV
4
(第二 激发态)
3
r4
(第一
r3
激发态) 2
rn
r2
E4（-0.85） 0.66 E3（-1.51）
1.89
E2（-3.4）
（2）在单位时间里从金属极板中发射出的光电子数 跟入射光的强度成正比；
（3）发射出的光电子的最大初动能与入射光强度无 关，只随入射光频率的增大而增大；
（4）只要入射光的频率高于金属极板的极限频率， 无论其强度如何,光电子的产生都几乎是瞬时的,不超 过10-9s.
原子核物理复习资料归纳整理
原子核物理复习资料归纳整理名词解释1、核的自旋：原子核的角动量，通常称为核的自旋。
2、衰变常量：衰变常量是在单位时间内每个原子核的衰变概率。
3、半衰期：半衰期是放射性原子核数衰减到原来数目的一半所需的时间。
4、平均寿命：平均寿命是指放射性原子核平均生存的时间。
5、放射性活度：在单位时间内有多少核发生衰变，亦即放射性核素的衰变率，叫衰变率。
6、放射性：原子核自发地放射各种射线的现象，称为放射性。
7、放射性核素：能自发的放射各种射线的核素称为放射性核素，也叫做不稳定核素。
8、核衰变：原子核衰变是指原子核自发的放射出α或β 等粒子而发生的转变。
9、衰变能：原子核衰变时所放出的能量。
10、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。
11、同位素：质子数相同，中子数不同的核素。
12、同中子素：中子数相同，质子数不同的核。
13、同量异位素：质量数相同，质子数不同的核素14、同核异能素：质量数和质子数相同而能量状态不同的核素。
15、镜像核：质子数和中子数呼唤的一对原子核。
16、质量亏损：组成某一原子核的核子质量与该原子核质量之差。
17、核的结合能：自由核子组成原子核所释放的能量。
18、比结合能：原子核平均每个核子的结合能。
19、最后一个核子的结合能：是一个自由核子与核的其余部分组成原子核时，所释放的能量。
20、内转换现象：跃迁时可以把核的激发能直接交给原子的壳层电子而发射出来。
21、内转换现象：原子核从激发态到较低的能态或基态的跃迁时把核的激发能直接交给原子的壳层电子而发射出来。
22、内转换电子：内转换过程中放出来的电子。
（如果单出这个就先写出内转换现象的定义）23、内电子对效应：24、级联γ辐射的角关联：原子核接连的放出的两个γ光子，若其概率与这两个γ光子发射方向的夹角有关，即夹角改变时，概率也变化，这种现象称为级联γ辐射角关联，亦称γ-γ角关联。
25、穆斯堡尔效应：原子核辐射的无反冲共振吸收。
[原子物理]复习的四个重点
![[原子物理]复习的四个重点](https://img.taocdn.com/s3/m/51172da2284ac850ad0242d6.png)
［原子物理］复习的四个重点“原子和原子核”一章是每年高考的必考内容，年年有试题涉及，是高考考查的热点。
在原子模型中，以玻尔理论和原子能级命题频率最高，在原子核组成、核能中，以衰变规律、核能计算命题频率最高，其它知识点尽管也时有出现，但命题频率较低。
因此，原子物理部分应以如下四个方面重点复习。
一. 玻尔模型、能级概念1. 原子能量的量子化：用n 表示量子数，E n 和E 1表示对应于n 的能级和基态，则有：E E n E eV n ==-121136/.，。
2. 跃迁假设：用h 表示普朗克常数，ν表示光子的频率，则有h E E m n m n ν=->()。
3. 原子跃迁的光谱线问题：一群氢原子可能辐射的光谱线条数为N C n n n ==-212()/。
例1. （2000年北京春考）根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E 的轨道跃迁到能量为E’的轨道，辐射出波长为λ的光。
以h 表示谱朗克常量，c 表示真空中的光速，则E’等于（ ）A. E h c -λ/B. E h c +λ/C. E hc -/λD. E hc +/λ解析：根据玻尔理论，原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即h E E ν=-'，又光在真空中传播时λν=c /，联立得E E hc '/=-λ。
选项C 正确。
例2. （2000年吉林理科综合）氢原子的基态能量为E 1。
下列四个能级图中能正确代表氢原子能级的是（ ）解析：根据能级公式E E n n =12/，易知C 图正确。
例3. （高考题）图2给出氢原子最低的四个能级。
氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有________种，其中最小的频率等于________Hz （保留两位数字）。
解析：氢原子最低的四个能级之间的辐射跃迁如图3所示，由图可知最多有6种方式[/()/()/]N C n n n ==-=-=21244126，因此辐射光子的能量h ν最多有6种，对应的频率也有6种，其中从n =4跃迁到n =3能级时原子辐射能量最小，光子的频率最小，依玻尔理论：ν=-=---⨯⨯⨯=⨯--()/[.(.)]./(.).E E h H z 431934140851591610663101610注：若给定的原子不是一群而是一个，在计算可能辐射的光谱线条数时不能利用N n n =-()/12计算。
原子物理复习要点
《原子物理复习要点》第一章1. 氢原子原子光谱波数 里德伯常数光谱项 !!,2m ,1m n ;3,2,1m ++== 2.玻尔氢原子理论 ⑴玻尔假设（3点） ⑵氢原子模型玻尔半径精细结构常数 定态能量连续能量区：自由电子动能 ⑶氢原子的光谱λν1~=H R ,T T ~n m −=ν2H n n R T =.~c c νλν==,A 53.0em 4a 02e 200=≡!πε!,3,2,1n ,n a r 20n ==,nc nc c 4e v 02n απε==!1371c4e 02≈=!πεα!,3,2,1n ,c m n 21E 22e 2n =−=α!,3,2,1n ,E n 1E 12n ==.eV 6.13c m 21E 22e 1−≈−=α02vm 2e >,E E ~hc h mn −==νν2n n R T ∞=.nhcR hcT E ,hc E T 2H n n n n −=−=−=.eV 6.13hcR .eV 6.13hcR hcT E ,1n H H 11=−=−=−==nm .eV 1242m .J 1063.6103ch 348=×××=−⑷类氢离子约化质量类氢离子光谱 ⑸里德伯原子 3.夫兰克-赫兹实验图1.5.2 证明了原子能级的存在。
第二章1 波粒二象性⑴德布罗意假设 2. ⑴自由粒子波函数 ⑵()eemM Mm +=µ()!",3,2,1n ,n 42Z e E M 222024n =−=πεµ有限，!",3,2,1n ,Z n e4r 2220n =×=µπε().4c 4e R 3204M ππεµ⋅=!().4c 4e m R 3204e ππε⋅=∞!.Mm 11R R M m M R m R e e e M +=+==∞∞∞µ()222024n n 42Z e E !πεµ−=⑶ 不代表实在的物理量的波动. ⑷波函数满足条件：单值、有限、连续. 海森伯不确定原理3．薛定谔方程⑴条件 ⑵建立⑶定态薛定谔方程E 为粒子总能量，不随时间改变. 几率密度只与位置坐标有关而与时间无关.4.力学量的平均值,算符表示和本征值哈密顿算符 ()[],0q ˆ,p ˆ1≠():r !Ψ.2q p !≥⇒ΔΔ.p p p −=Δ.p p p 22−=Δ.2z p ,2y p ,2x p z y x !!!≥≥≥ΔΔΔΔΔΔ().2h t E 2≥ΔΔ.τΓ!≈()()().t ,r t ,r V m 2t ,r t i 22!!"#!#ΨΨ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛+∇−=∂∂,p ,i p ,t i E 222∇−→∇−→∂∂→!"#!"#"2222222zy x ∂∂+∂∂+∂∂≡∇!.V m 2p E 2+=•,c v ,h E ,p h <<•==•νλ(),r V V !=()()().t f r u t ,r !!=Ψ()(),r u t E i exp t ,r !"!⎟⎠⎞⎜⎝⎛−=Ψ()()().r Eu r u r V m 222!!!"#=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+∇−.E !=ω.z k y j x i i i p ˆ⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂−=∇−=!!"#!#".z z ˆ,y y ˆ,x xˆ,r r ˆ====!!()t ,r V m2H ˆ22!!"+∇−=①本征方程.A Aˆψψ=即力学量算符Aˆ作用在波函数ψ上等于一个常数乘以波函数ψ本身.波函数ψ称为算符Aˆ本征函数.②本征值●本征方程中A 称为算符Aˆ本征值.●假设：力学量A 的测量值就是算符Aˆ本征值.●因为在力学量本征态ψ下, 测量值就是算符Aˆ本征值，那么,力学量A 就完全确定，即.0A =Δ因此，力学量的平均值（期待值）就是本征值.●若两个力学量具有共同本征函数, 那么,这两个力学量的对易,一定可以同时具有确定值.,A Aˆψψ=!,B B ˆψψ=5.定态薛定谔方程的几个简例 ⑴阶跃势()().r d t ,r A ˆt ,r A *!!!∫=+∞∞−ΨΨ,AB B ˆA A ˆB ˆ,AB B A ˆB ˆAˆψψψψψψ====∴()⎩⎨⎧><=•.0x ,V 0x ,0x V 0,V E 0<X=0波函数及其一阶导数连续， 区域 ，透入距离⑵势垒 隧道效应: x<0几率密度不为0. 图2.5.4 透射系数 或a 较大,即扫描隧道显微镜●探针直径约或小于nm.●探针和样品的间隙对应一个势垒，间距为势垒宽度a 。
物理选修35原子结构原子核复习要点
第十八章：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。
第一模块：原子的核式结构、波尔的原子模型『夯实基础知识』1、关于α粒子散射实验（英国物理学家卢瑟福完成，称做十大美丽实验之一）（1）α粒子散射实验的目的、设计及设计思想。
①目的：通过α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α粒子轰击金箔，然后透过显微镜观察用荧光屏接收到的α粒子，通过轰击前后α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α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α粒子的运动产生影响）。
（2）α粒子散射现象①绝大多数α粒子几乎不发生偏转；②少数α粒子则发生了较大的偏转；③极少数α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。
①由于电子质量远远小于α粒子的质量（电子质量约为α粒子质量的１／7300），即使α粒子碰到电子，其运动方向也不会发生明显偏转，就象一颗飞行的子弹碰到尘埃一样，所以电子不可能使α粒子发生大角度散射。
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；②使α粒子发生大角度散射的只能是原子中带正电的部分，按照汤姆生的原子模型，正电荷在原子内是均均分布的，α粒子穿过原子时，它受到两侧正电荷的斥力有相当大一部分互相抵消，因而也不可能使α粒子发生大角度偏转，更不可能把α粒子反向弹回，这与α粒子散射实验的结果相矛盾，从而否定了汤姆生的原子模型。
原子核物理复习提纲
6. 核磁共振法测核磁矩：将被测样品放在一个均匀的强磁场 B 中，由于核具有磁矩，它 在磁场中与磁场作用获得附加能量 E。这个能量随核在磁场中的取向不同而不同，有 2I+1 个值。如果我们在垂直于均匀磁场 B 的方向上再加上一个强度较弱的高频磁场， 当其频率 v 满足 hv = ΔE 时，样品的原子核将会吸收高频磁场的能量而使核的取向发 生改变，实现能级跃迁。此时，高频磁场的能量被原子强烈吸收，称为共振吸收，此时 的频率 v 称为共振频率。因此，只要测得 v 和 B 即可求出核的磁矩。
2. 壳模型的基本思想：1 原子核虽然不存在与原子中相类似的不变的有心力场，但原子核 中的每一个核子看作是在一个平均场中运动，这个平均场是所有其他核子对一个核子作 用场的总和，对于接近球形的原子核，可以以为这个平均场是个有心场；2 泡利不相容 原理不仅限制了每个能级所能容纳核子的数目，也限制了原子核中核子与核子的碰撞概 率。
5.
平均寿命τ：放射性原子核平均生存的时间。τ = 1
������
6.
放射性活度
A：指放射性元素或同位素每秒衰变的原子数。������
=
������������
=
������
������ ������
������������
7. 比活度：放射性活度与其质量之比，即单位质量的放射性活度。 8. 射线强度：即放射性活度。
Ed = (∆mY + ∆mα − mX) × 931.5 MeV
Ed = ∆(Z, A) − ∆(Z − 2, A − 4) − ∆(2,4)
原子核物理期末复习
Ed mx m y m c 2 BY B BX
Z 2, A 4 A 4 2,4 4c 2 Z , A 2 A c2 c2 c Z , A Z 2, A 4 2,4
10
mZ , A ZM 1H A Z mn M Z , A
结合能：自由核子结合组成原子核时释放的能量
Z , A M Z , A Ac 2 ——质量过剩
BZ , A M Z , Ac 2 Z 1H A Z n - Z , A
具有β 放射性或 EC，反之为β−放射性 20.平均结合能（也称比结合能）：原子核平均每个核子的结合能。ε=B/A 其表示若把原子核拆成自由 核子，平均对每个核子所要做的功，比结合能大小标志着原子核结合的松紧度。
由曲线可以得到如下规律： 1）A<30，曲线的趋势是上升的，但起伏较大 2）A>30,ε≈8MeV 3）曲线的形状是中间高，两端低。说明轻、重核结合 比较松，中等质量核结合比较紧。
-1-
单位的突出优点。 15.核磁共振法（核的自旋 I 已知，测量磁矩的是指在于测量 gI 因数）
将样品至于匀强磁场 B 中（≈1T）由于核具有磁矩与磁场作用获得附加能量 E I B Iz B
Iz 有 2I+1 个值，所以 E 也有 2I+1 个值 E g l N mI B 。so,能量随核在磁场中取向不同而不同。按核
2 A 2 - 1 1
结论：当时间足够长时，母体和子体的相对数量保持恒定比例，不随时间变化。 B.长期平衡（母体衰变极慢,T1>>T2,λ1<<λ2） A2=A1,即λ1N1=λ2N2 结论：当时间足够长时，子体的核数目和放射性活度达到饱和，并且子母体的放射性活度相等。 C.不平衡（母体比子体衰变得快,T1<T2,λ1>λ2） A N 2 1 N (0)e t
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。
原子物理学复习总结提纲
第一章 原子的位形：卢瑟福模型一、学习要点1、原子的质量和大小R ~10-10m , N A =⨯1023mol -1,1u=⨯10-27kg 2、原子核式结构模型 1汤姆孙原子模型2α粒子散射实验：装置、结果、分析 3原子的核式结构模型 4α粒子散射理论：库仑散射理论公式：221212200cot cot cot 12422242C Z Z e Z Z e a b E m v θθθπεπε===⋅'⋅ 卢瑟福散射公式：222124401()4416sin sin 22Z Z e a d d dN N nAt ntN E A θθπεΩΩ'== 2sin d d πθθΩ=实验验证:1422sin ,,Z , ,2A dN t E n N d θρμ--'⎛⎫∝= ⎪Ω⎝⎭,μ靶原子的摩尔质量微分散射面的物理意义、总截面24()216sin2a d db db σθπθΩ==()022212244()114416sin 22Z Z e d a d E Sin σθσθθθπε⎛⎫≡== ⎪Ω⎝⎭ 5原子核大小的估计:α粒子正入射0180θ=：：2120Z Z 14m ce r a E πε=≡ ,m r ～10－15－10－14m第一章自测题1. 选择题1原子半径的数量级是：A ．10－10cm; -8m C. 10-10m -13m2原子核式结构模型的提出是根据α粒子散射实验中：A.绝大多数α粒子散射角接近180︒B.α粒子只偏2︒～3︒C.以小角散射为主也存在大角散射D.以大角散射为主也存在小角散射 3进行卢瑟福理论实验验证时发现小角散射与实验不符这说明： A.原子不一定存在核式结构 B.散射物太厚C.卢瑟福理论是错误的D.小角散射时一次散射理论不成立4用相同能量的α粒子束和质子束分别与金箔正碰,测量金原子核半径的上限. 问用质子束所得结果是用α粒子束所得结果的几倍A. 1/4 B . 1/2 C . 1 D. 25动能E K =40keV 的α粒子对心接近Pbz=82核而产生散射,则最小距离为m ：1010-⨯ 1210-⨯ ⨯ ⨯如果用相同动能的质子和氘核同金箔产生散射,那么用质子作为入射粒子测得的金原子半径上限是用氘核子作为入射粒子测得的金原子半径上限的几倍2 C.1 D .47在金箔引起的α粒子散射实验中,每10000个对准金箔的α粒子中发现有4个粒子被散射到角度大于5°的范围内.若金箔的厚度增加到4倍,那么被散射的α粒子会有多少A. 168在同一α粒子源和散射靶的条件下观察到α粒子被散射在90°和60°角方向上单位立体角内的粒子数之比为：A ．4:1 B.2:2 C.1:4 :89在α粒子散射实验中,若把α粒子换成质子,要想得到α粒子相同的角分布,在散射物不变条件下则必须使：A ．质子的速度与α粒子的相同；B ．质子的能量与α粒子的相同；C ．质子的速度是α粒子的一半；D ．质子的能量是α粒子的一半2. 填空题1α粒子大角散射的结果证明原子结构为 核式结构 .2爱因斯坦质能关系为 2E mc = . 31原子质量单位u= MeV/c 2.4 204e πε= . 3．计算题习题1-2、习题1-3、习题1-5、习题1-6.4．思考题1、什么叫α粒子散射 汤姆孙模型能否说明这种现象小角度散射如何大角度散射如何2、什么是卢瑟福原子的核式模型 用原子的核式模型解释α粒子的大角散射现象;3、卢瑟福公式的导出分哪几个步骤4、由卢瑟福公式,可以作出什么可供实验检验的结论3、α粒子在散射角很小时,发现卢瑟福公式与实验有显著偏离,这是什么原因4、为什么说实验证实了卢瑟福公式的正确性,就是证实了原子的核式结构5、用较重的带负电的粒子代替α粒子作散射实验会产生什么结果中性粒子代替α粒子作同样的实验是否可行为什么6、在散射物质比较厚时,能否应用卢瑟福公式为什么第二章 原子的量子态：玻尔模型一、学习要点：1、背景知识1黑体辐射：黑体、黑体辐射、维恩位移律、普朗克黑体辐射公式、能量子假说 2光电效应：光电效应、光电效应实验规律、爱因斯坦方程、光量子光子 3氢原子光谱：线状谱、五个线系记住名称、顺序、里德伯公式2211()R n nν=-'、 光谱项()2nRn T =、并合原则：()()T n T n ν'=-2、玻尔氢原子理论：1玻尔三条基本假设2圆轨道理论：氢原子中假设原子核静止,电子绕核作匀速率圆周运动222200002244,0.053Z Z n e e n r n a a nmm e m e πεπε===≈;13714,Z Z 40202≈===c e n c n e c e n πεααπευ；()24222220Z Z 1()42e n m e R hc E hcT n n nπε∞=-=-=-,n ＝１,2,3,…… 3实验验证：a 里德伯常量的验证()()22111[]H R T n T n n n νλ'≡=-=-',(1)e A A m R R R m ∞==+ 类氢离子22211[]A A R Z n n ν=-' b 夫朗克－赫兹实验：原理、装置、.结果及分析；原子的电离电势、激发电势 3、椭圆轨道理论n 称为主量子数, n=1,2,3……; l 称角量子数,n 取定后,l=0,1,2,…,n-1; 4、碱金属原子由于原子实极化和轨道贯穿效应,使得价电子能量降低相当于Z>1 ; 光谱四个线系：第二章自测题1．选择题1若氢原子被激发到主量子数为n 的能级,当产生能级跃迁时可能发生的所有谱线总条数应为：A ．n-1B .nn-1/2C .nn+1/2D .n2氢原子光谱赖曼系和巴耳末系的线系限波长分别为： 4 和R/9 和R/4 C.4/R 和9/R R 和4/R3氢原子赖曼系的线系限波数为R,则氢原子的电离电势为： A ．3Rhc/4 B. Rhc 4e D. Rhc/e4氢原子基态的电离电势和第一激发电势分别是： A ．和 B –和 和; D. –和5由玻尔氢原子理论得出的第一玻尔半径0a 的数值是：1010-⨯ -10m C. ×10-12m ×10-12m6根据玻尔理论,若将氢原子激发到n=5的状态,则：A.可能出现10条谱线,分别属四个线系B.可能出现9条谱线,分别属3个线系C.可能出现11条谱线,分别属5个线系D.可能出现1条谱线,属赖曼系 7欲使处于基态的氢原子发出αH 线,则至少需提供多少能量eVA.13.6B.12.09C. 氢原子被激发后其电子处在第四轨道上运动,按照玻尔理论在观测时间内最多能看到几条线.6 C9氢原子光谱由莱曼、巴耳末、帕邢、布喇开系…组成.为获得红外波段原子发射光谱,则轰击基态氢原子的最小动能为:A . eV . 75eV10用能量为的电子去激发基态氢原子时,受激氢原子向低能级跃迁时最多可能出现几条光谱线不考虑自旋；.10 C12按照玻尔理论基态氢原子中电子绕核运动的线速度约为光速的： 10倍 100倍 C .1/137倍 237倍13已知一对正负电子绕其共同的质心转动会暂时形成类似于氢原子的结构的“正电子素”那么该“正电子素”由第一激发态跃迁时发射光谱线的波长应为：A ．3∞R /8 ∞R 4 C.8/3∞R 3∞R14电子偶素是由电子和正电子组成的原子,基态电离能量为：B.+C.+ 根据玻尔理论可知,氦离子H e +的第一轨道半径是： A ．20a B. 40a C. 0a /2D. 0a /416一次电离的氦离子 H e +处于第一激发态n=2时电子的轨道半径为：⨯-10m ⨯-10m ⨯-10m ⨯-10m 假设氦原子Z=2的一个电子已被电离,如果还想把另一个电子电离,若以eV 为单位至少需提供的能量为：A ． B.-54.4 C. 在H e +离子中基态电子的结合能是： 夫—赫实验的结果表明：A 电子自旋的存在；B 原子能量量子化C 原子具有磁性；D 原子角动量量子化2．计算题1、 试由氢原子里德伯常数计算基态氢原子的电离电势和第一激发电势.2、 能量为的电子射入氢原子气体中,气体将发出哪些波长的辐射3、已知氢和重氢的里德伯常数之比为,而它们的核质量之比为m H /m D =.计算质子质量与电子质量之比. 解: 由He H m m R R /11+=∞和D e D m m R R /11+=∞知:999728.0/1/50020.01/1/1=++=++=He He H e D e D H m m m m m m m m R R 解得: 5.1836/=e H m m4、已知锂原子光谱主线系最长波长nm 7.670=λ,辅线系系限波长nm 9.351=∞λ,求锂原子第一激发电势和电离电势;5、钠原子基态为3s,已知其主线系第一条线共振线波长为,漫线系第一条线的波长为,基线系第一条线的波长为,主线系的系限波长为,试求3S,3P,3D,4F 各谱项的项值;3．思考题1、解释下列概念：光谱项、定态、简并、电子的轨道磁矩、对应原理.2、简述玻尔对原子结构的理论的贡献和玻尔理论的地位与不足.3、为什么通常总把氢原子中电子状态能量作为整个氢原子的状态能量4、对波尔的氢原子在量子态时,势能是负的,且数值大于动能,这意味着什么 当氢原子总能量为正时,又是什么状态5、为什么氢原子能级,随着能量的增加,越来越密6、解释下述的概念或物理量,并注意它们之间的关系:激发和辐射；定态、基态、激发态和电离态；能级和光谱项：线系和线系限；激发能,电离能；激发电位、共振电位、电离电位；第三章 量子力学导论一、学习要点1．德布罗意假设： 1内容： ων ==h E , n k k hp λπλ2,===2实验验证：戴维孙—革末试验电子λ≈nm 2．测不准关系：2 ≥∆⋅∆x p x , 2≥∆⋅∆E t ； 3．波函数及其统计解释、标准条件、归一化条件薛定谔方程、定态薛定谔方程、定态波函数、定态 4．量子力学对氢原子的处理第三章自测题1．选择题1为了证实德布罗意假设,戴维孙—革末于1927年在镍单晶体上做了电子衍射实验从而证明了：A.电子的波动性和粒子性B.电子的波动性C.电子的粒子性D.所有粒子具有二相性 2德布罗意假设可归结为下列关系式： A .E=h υ, p=λh ; =ω ,P=κ ; C. E=h υ ,p =λ ; D. E=ω ,p=λ4基于德布罗意假设得出的公式λ=nm 的适用条件是：A.自由电子,非相对论近似；B.一切实物粒子,非相对论近似；C.被电场束缚的电子,相对论结果； D 带电的任何粒子,非相对论近似5如果一个原子处于某能态的时间为10-7S,原子这个能态能量的最小不确定数量级为以焦耳为单位：A ．10-34； ； ；2．简答题1波恩对波函数作出什么样的解释 长春光机所19992请回答测不准关系的主要内容和物理实质.长春光机所1998第四章 原子的精细结构：电子自旋一、学习要点1．电子自旋1实验基础与内容：电子除具有质量、电荷外,还具有自旋角动量()1,(2S s s s =+=称自旋角量子数和自旋磁矩,3s s B ee S m μμμ=-=. 自旋投影角动量1,2z s s S m m ==±称自旋磁量子数 2单电子角动量耦合：总角动量()1,02,1,02l l J j j j l ⎧±≠⎪⎪=+=⎨⎪=⎪⎩,称总角量子数内量子数、副量子数；总角动量的投影角动量()j j j j m m p j j jz ,1,,1,,----== ,称总磁量子数3描述一个电子的量子态的四个量子数：强场：s l m m l n ,,,；弱场：j m j l n ,,,原子态光谱项符号 j s L n12+S 态不分裂, ,,,,G F D P 态分裂为两层2．原子有效磁矩 J J P me g2-=μ, )1(2)1()1()1(1++++-++=J J S S L L J J g 3．碱金属原子光谱和能级的精细结构⑴原因：电子自旋—轨道的相互作用. ⑵能级和光谱项的裂距； ⑶选择定则：1±=∆l ,1,0±=∆j画出锂、钠、钾原子的精细结构能级跃迁图.4. 外磁场对原子的作用2原子受磁场作用的附加能量:B g M B E B J J μμ=⋅-=∆附加光谱项()1-m 7.464~,~4B mceB L L g M mc eB gM T J J ≈===∆ππ 能级分裂图3史—盖实验；原子束在非均匀磁场中的分裂212J B dB L s M g m dz v μ⎛⎫=- ⎪⎝⎭原子,m 为原子质量4塞曼效应：光谱线在外磁场中的分裂,机制是原子磁矩与外磁场的相互作用,使能级进一步的分裂所造成的. 塞曼效应的意义①正常塞曼效应：在磁场中原来的一条谱线分裂成3条,相邻两条谱线的波数相差一个洛伦兹单位L ~Cd 6438埃 红光1D 2→1P 1 氦原子 66781埃 1D 2→1P 1②反常塞曼效应：弱磁场下：Na 黄光：D 2线 5890埃 2P 3/2→2S 1/21分为6；D 1线5896埃 2P 1/2→2S 1/21分为4Li 2D 3/2→2P 1/2格罗春图、相邻两条谱线的波数差、能级跃迁图选择定则 )(1);(0);(1+-+-=∆σπσJ M垂直磁场、平行磁场观察的谱线条数及偏振情况第四章自测题1．选择题1单个f 电子总角动量量子数的可能值为： A. j =3,2,1,0； B .j=±3； C. j= ±7/2 , ± 5/2; D. j= 5/2 ,7/22单个d 电子的总角动量投影的可能值为：,3 ； ,4 ； C.235, 215； 2, 5/2 . 3d 电子的总角动量取值可能为： A.215,235; B . 23,215; C. 235,263; D. 2,65产生钠的两条黄色谱线的跃迁是：2→2S 1/2 , 2P 1/2→2S 1/2; B. 2S 1/2→2P 1/2 , 2S 1/2→2P 3/2;C. 2D 3/2→2P 1/2, 2D 3/2→2P 3/2;D. 2D 3/2→2P 1/2 , 2D 3/2→2P 3/2 8碱金属原子光谱精细结构形成的根本物理原因： A.电子自旋的存在 B.观察仪器分辨率的提高 C.选择定则的提出 D.轨道角动量的量子化10考虑电子自旋,碱金属原子光谱中每一条谱线分裂成两条且两条线的间隔随波数增加而减少的是什么线系A.主线系；B.锐线系；C.漫线系；D.基线系11如果l 是单电子原子中电子的轨道角动量量子数,则偶极距跃迁选择定则为： A.0=∆l ; B. 0=∆l 或±1; C. 1±=∆l ; D. 1=∆l12碱金属原子的价电子处于n ＝3, l ＝1的状态,其精细结构的状态符号应为： A .32S 1/2； 2； C .32P 1/2; D .32D 3/213下列哪种原子状态在碱金属原子中是不存在的：A .12S 1/2; B. 22S 1/2; C .32P 1/2; D. 32S 1/214对碱金属原子的精细结构12S 1/2 12P 1/2, 32D 5/2, 42F 5/2,32D 3/2这些状态中实际存在的是： 2,32D 5/2,42F 5/2; 2 ,12P 1/2, 42F 5/2; 2,32D 5/2,32D 3/2; 2, 42F 5/2,32D 3/2 15在正常塞曼效应中,沿磁场方向观察时将看到几条谱线：A ．0； ； ；17B 原子态2P 1/2对应的有效磁矩g ＝2／3是 A.B μ33； B. B μ32； C. B μ32 ； D. B μ22. 21若原子处于1D 2和2S 1/2态,试求它们的朗德因子g 值： A ．1和2/3； 和2/3； 和4/3； 和2 22由朗德因子公式当L=S,J≠0时,可得g 值： A ．2； ； 2； 423由朗德因子公式当L=0但S≠0时,可得g 值： A ．1； 2； ；24如果原子处于2P 1/2态,它的朗德因子g 值：3； 3； ； 2 25某原子处于4D 1/2态,若将其放于弱磁场中,则能级分裂为： A ．2个； 个； C.不分裂； 个26判断处在弱磁场中,下列原子态的子能级数那一个是正确的：2分裂为2个； 分裂为3个； C.2F 5/2分裂为7个； 分裂为4个27如果原子处于2P 3/2态,将它置于弱外磁场中时,它对应能级应分裂为： 个 个 个 个28态1D 2的能级在磁感应强度B 的弱磁场中分裂多少子能级个 个 个 个29钠黄光D 2线对应着32P 3/2→32S 1/2态的跃迁,把钠光源置于弱磁场中谱线将如何分裂： 条 条 条 条32使窄的原子束按照施特恩—盖拉赫的方法通过极不均匀的磁场 ,若原子处于5F 1态,试问原子束分裂成A.不分裂 条 条 条 331997北师大对于塞曼效应实验,下列哪种说法是正确的A ．实验中利用非均匀磁场观察原子谱线的分裂情况；B ．实验中所观察到原子谱线都是线偏振光；C ．凡是一条谱线分裂成等间距的三条线的,一定是正常塞曼效应；D．以上3种说法都不正确.2．简答题1碱金属原子能级与轨道角量子数有关的原因是什么造成碱金属原子精细能级的原因是什么为什么S态不分裂,,GDP态分裂为两层F,,,3．计算题教材4-2、4-4、4-5、4-6、4-10、4-121锂原子的基态是S3激发态的锂原子向低能级跃迁时,可能产生几条谱线2,当处于D不考虑精细结构这些谱线中哪些属于你知道的谱线系的同时写出所属谱线系的名称及波数表达式. 试画出有关的能级跃迁图,在图中标出各能级的光谱项符号,并用箭头都标出各种可能的跃迁. 中科院20012分析4D1/2态在外磁场中的分裂情况 .3在Ca的一次正常塞曼效应实验中,从沿磁场方向观察到钙的谱线在磁场中分裂成间距为的两条线,试求磁场强度. 电子的荷质比为×1011C/kg2001中科院固体所；Ca原子3F2 3D2跃迁的光谱线在磁场中可分裂为多少谱线它们与原来谱线的波数差是多少以洛仑兹单位表示若迎着磁场方向观察可看到几条谱线它们是圆偏振光,线偏振光,还是二者皆有中科院第五章多电子原子：泡利原理一、学习要点1. 氦原子和碱土金属原子：氦原子光谱和能级正氦三重态、仲氦单态2. 重点掌握L－S耦合,了解j－j耦合3.洪特定则、朗德间隔定则、泡利不相容原理；4.两个价电子原子的电偶极辐射跃迁选择定则；5．元素周期律：元素周期表,玻尔解释.6．原子的电子壳层：主壳层：K ＬＭＮO P Q次壳层、次支壳层电子填充壳层的原则：泡利不相容原理、能量最小原理7．原子基态的电子组态P228表第五章自测题1．选择题2氦原子由状态1s2p 3P2,1,0向1s2s 3S1跃迁,可产生的谱线条数为：；；；4氦原子有单态和三重态两套能级,从而它们产生的光谱特点是:A.单能级各线系皆为单线,三重能级各线皆为三线；B.单重能级各线系皆为双线,三重能级各线系皆为三线；C.单重能级各线系皆为单线,三重能级各线系皆为双线;D.单重能级各线系皆为单线,三重能级各线系较为复杂,不一定是三线.5下列原子状态中哪一个是氦原子的基态；; ; D．1S0;7氦原子有单态和三重态,但1s1s3S1并不存在,其原因是:A.因为自旋为1/2,l 1=l2=0 故J=1/2 ;B.泡利不相容原理限制了1s1s3S1的存在;C.因为三重态能量最低的是1s2s3S1;D.因为1s1s3S1和 1s2s3S1是简并态8若某原子的两个价电子处于2s2p组态,利用L－S耦合可得到其原子态的个数是：； ; ; .94D3/2 态的轨道角动量的平方值是：３ 2 ; ; ２ 2; D.２ 210一个p电子与一个s电子在L－S耦合下可能有原子态为：,1,2, 3S1 ; B.3P0,1,2 ,1S0; ,3P0,1,2 ; ,1P111设原子的两个价电子是p电子和d电子,在Ｌ－Ｓ耦合下可能的原子态有：个；个；个；个；12电子组态2p4d所形成的可能原子态有：A．1P ３P １F ３F； B. 1P 1D 1F 3P 3D 3F;C．3F 1F; 1P 1D 3S 3P 3D.13铍Be原子若处于第一激发态,则其电子组态：；； ;14若镁原子处于基态,它的电子组态应为：A．2s2s15电子组态1s2p所构成的原子态应为:A．1s2p1P1 , 1s2p3P2,1,0 ,1s2p3S1C．1s2p1S0, 1s2p1P1 , 1s2p3S1 , 1s2p3P2,1,0; ,1s2p1P116判断下列各谱项中那个谱项不可能存在:A.3F2; 2; C.2F7/2; 218在铍原子中,如果3D1,2,3对应的三能级可以分辨,当有2s3d3D1,2,3到2s2p3P2,1,0的跃迁中可产生几条光谱线A．6 .3 C19钙原子的能级应该有几重结构A．双重； B.一、三重； C.二、四重； D.单重20元素周期表中：A.同周期各元素的性质和同族元素的性质基本相同；B.同周期各元素的性质不同,同族各元素的性质基本相同C.同周期各元素的性质基本相同,同族各元素的性质不同D.同周期的各元素和同族的各元素性质都不同21当主量子数n=1,2,3,4,5,6时,用字母表示壳层依次为：ＬＭＯＮＰ；Ｂ.ＫＬＭＮＯＰ；C.ＫＬＭＯＰＮ；D.ＫＭＬＮＯＰ；23在原子壳层结构中,当l＝０,１,２,３,…时,如果用符号表示各次壳层,依次用下列字母表示：Ａ.ｓ,ｐ,ｄ,ｇ,ｆ,ｈ．．．．Ｂ.ｓ,ｐ,ｄ,ｆ,ｈ,ｇ．．．Ｃ.ｓ,ｐ,ｄ,ｆ,ｇ,ｈ．．．Ｄ.ｓ,ｐ,ｄ,ｈ,ｆ,ｇ．．．24电子填充壳层时,下列说法不正确的是：Ａ.一个被填充满的支壳层,所有的角动量为零；Ｂ.一个支壳层被填满半数时,总轨道角动量为零；Ｃ.必须是填满一个支壳层以后再开始填充另一个新支壳层；Ｄ.一个壳层中按泡利原理容纳的电子数为２n225实际周期表中,每一周期所能容纳的元素数依次为：Ａ.２,８,１８,３２,５０,７２；Ｂ.２,８,１８,１８,３２,５０；Ｃ.２,８,８,１８,３２,５０；Ｄ.２,８,８,１8,１８,３２.26按泡利原理,主量子数n确定后可有多少个状态Ａ.n2; Ｂ.22l+1; Ｃ.2j+1; Ｄ.2n227某个中性原子的电子组态是1s22s22p63s3p,此原子是：Ａ.处于激发态的碱金属原子；Ｂ.处于基态的碱金属原子；Ｃ.处于基态的碱土金属原子；Ｄ.处于激发态的碱土金属原子；28氩Ｚ＝１８原子基态的电子组态及原子态是：Ａ.1s22s22p63p８1S0; Ｂ.1s22s22p6２p63d83P0Ｃ.1s22s22p6 3s23p61S0; Ｄ. 1s22s22p63p43d22D1/229某个中性原子的电子组态是1s22s22p63s２3p６5g1,此原子是：Ａ.处于激发态的碱土金属原子；Ｂ.处于基态的碱土金属原子；Ｃ.处于基态的碱金属原子；Ｄ.处于激发态的碱金属原子.30有一原子,n=1,2,3的壳层填满,4s支壳层也填满,4p支壳层填了一半,则该元素是：Ａ.BrZ=35; Ｂ.RrZ=36; Ｃ.VZ=23; Ｄ.AsZ=3331由电子壳层理论可知,不论有多少电子,只要它们都处在满壳层和满支壳层上,则其原子态就都是：Ａ.３Ｓ０；Ｂ.１Ｐ１；Ｃ.２Ｐ１／２；Ｄ.１Ｓ0.32氖原子的电子组态为1s22s22p6,根据壳层结构可以判断氖原子基态为：Ａ.１Ｐ１；Ｂ.３Ｓ１；Ｃ.１Ｓ０；Ｄ.３Ｐ０.2．简答题1简要解释下列概念：泡利不相容原理、洪特定则、朗德间隔定则、能量最小原理、莫塞莱定律.2L-S耦合的某原子的激发态电子组态是2p3p,可能形成哪些原子态若相应的能级顺序符合一般规律,应如何排列并画出此原子由电子组态2p3p向2p3s可能产生的跃迁.首都师大19983写出铍原子基态、第一激发态电子组态及相应光谱项.1991中山大学3．计算题1已知氦原子基态的电子组态是1s1s,若其中一个电子被激发到3s态,问由此激发态向低能态跃迁时,可以产生几条光谱线要求写出相关的电子组态及相应的原子态,并画出能级跃迁图;2镁原子基态的价电子组态是3s3s,若其中一个价电子被激发到4s态,从该激发态向低能级有哪些跃迁写出相关的各电子组态及其相应的原子态,并作出能级跃迁图;一教材习题：杨书P255--256：5—2、5—4、5—5、5—8、5—9、5—11第六章X射线一、学习要点１．x射线的产生与性质２．x射线的连续谱３．x射线的标识谱、莫塞莱定律；４．x射线的吸收、吸收限；５. 康普顿效应第六章自测题1．选择题１伦琴连续光谱有一个短波限 min,它与：Ａ.对阴极材料有关；Ｂ.对阴极材料和入射电子能量有关；Ｃ.对阴极材料无关,与入射电子能量有关；Ｄ.对阴极材料和入射电子能量无关.２原子发射伦琴射线标识谱的条件是：Ａ.原子外层电子被激发；Ｂ.原子外层电子被电离；Ｃ.原子内层电子被移走；Ｄ.原子中电子自旋―轨道作用很强.３各种元素的伦琴线状谱有如下特点：Ａ.与对阴极材料无关,有相仿结构,形成谱线系；Ｂ.与对阴极材料无关,无相仿结构,形成谱线系；Ｃ.与对阴极材料有关,无相仿结构,形成谱线系；Ｄ.与对阴极材料有关,有相仿结构,形成谱线系.2．简答题1简述康普顿散射实验原理、装置、过程和结果分析,如何用该实验来测定普朗克常数2简述X 射线连续谱的特点、产生机制. 什么是轫致辐射3简述X 射线标识谱的特点、产生机制. 写出K 线系的莫塞莱定律.3．计算题教材习题6-2、6-2、6-3、6-5、6-6第七章 原子核物理概论一、学习要点１．原子核的基本性质 １质量数Ａ和电荷数Ｚ；２核由Ａ个核子组成,其中Ｚ个质子p 和N=Ａ－Ｚ个中子n ； ３原子核的大小:Ｒ＝r 0A 1/3 , r 0≈ ~⨯10-15 m ,ρ=1014 t/m 3═常数 5核磁矩：I p I P m e g2=μ, 核磁子B p m e μβ183612≈= 6原子核的结合能、平均结合能、平均结合能曲线E = Zm p +A -Z m n -M N c 2=ZM H +A -Z m n -M A c 2, 1uc 2= ,AEE = 2.核的放射性衰变： 1α、β、γ射线的性质2指数衰变规律：t e N N λ-=0 ,te m m λ-=0 ,λ2ln =T ,λτ1=放射性强度：000,N A e A A tλλ==-5．核反应1历史上几个著名核反应 2守恒定律3核反应能及核反应阈能及其计算 4核反应截面和核反应机制 5核反应类型6重核裂变裂变方程、裂变能、裂变理论、链式反应 7轻核裂变聚变能、热核聚变的条件、类型等第七章自测题1．选择题1可以基本决定所有原子核性质的两个量是：A 核的质量和大小 B.核自旋和磁矩 C.原子量和电荷 D.质量数和电荷数 2原子核的大小同原子的大小相比,其R 核／R 原的数量级应为： A ．105 .103 C3原子核可近似看成一个球形,其半径R 可用下述公式来描述：＝r 0A 1/3 B. R ＝r 0A 2/3 C. R ＝3034r π =334A π6氘核每个核子的平均结合能为,氦核每个核子的平均结合能为 MeV .有两个氘核结合成一个氦核时A.放出能量 MeV;B.吸收能量 MeV;C.放出能量 MeV;D.吸收能量 MeV ,7由A 个核子组成的原子核的结合能为2mc E ∆=∆,其中m ∆指个质子和A-Z 个中子的静止质量之差； 个核子的运动质量和核运动质量之差; C. A 个核子的运动质量和核静止质量之差； D. A 个核子的静止质量和核静止质量之差9原子核的平均结合能随A 的变化呈现出下列规律A.中等核最大,一般在~ MeV ;B.随A 的增加逐渐增加,最大值约为 MeV ;C. 中等核最大,一般在 MeV ；D.以中等核最大,轻核次之,重核最小. 10已知中子和氢原子的质量分别为和,则12C 的结合能为 A.17.6 MeV ； MeV ； MeV ； MeV .11放射性原子核衰变的基本规律是te N N λ-=0,式中N 代表的物理意义是A. t 时刻衰变掉的核数；B. t=0时刻的核数;C. t 时刻尚未衰变的核数；D. t 时刻子核的数目.12已知某放射性核素的半衰期为2年,经8年衰变掉的核数目是尚存的 倍; 倍; 倍; 倍.131克铀23892U 在1秒内发射出⨯104个α粒子,其半衰期为A.3.4⨯1019秒;B. ⨯1017秒；C. ⨯1017秒；D. ⨯10-18秒.14钍23490Th 的半衰期近似为25天,如果将24克Th 贮藏150天,则钍的数量将存留多少克； ； ； .21已知核2H 、3H 、4He 的比结合能分别为、、,则核反应2H+3H 、→4He+n 的反应能为A.3.13MeVB. D .–22235U 核吸收一个热中子之后,经裂变而形成13954Xe 和9438Sr 核,还产生另外什么粒子A.两个中子;B.一个氘核;C.一个氘核和一个质子;D.三个中子. 24一个235U 吸收一个慢中子后,发生的裂变过程中放出的能量为； B. 100MeV ； C .200MeV ； 核力的力程数量级以米为单位A .10-15； B. 10-18；； D. 10-13.26下述哪一个说法是不正确的A.核力具有饱和性;B.核力与电荷有关;C.核力是短程力;D.核力是交换力.2．简答题1解释下列概念：核电四极矩、核力及其性质、核衰变能、核反应能、裂变能、聚变能、链式反应、核反应截面、热核反应、核反应阈能、K俘获、俄歇电子、内转换、. 内转换电子.2何谓衰变常数、半衰期、平均寿命、放射性强度放射性核素的衰变规律如何3原子核的平均结合能曲线有何特点3．计算题教材7-1、7-2、7-3、7-81算出73Lip, 42He的反应能.已知：11H ：, 42He:, 73Li:.2如果开始时放射性物质中含有1克234U,则经过两万年,还有多少未衰变的234U那时它的放射性强度是多少234U的半衰期为×105年2000首都师大314C的半衰期为5500年,写出14C的衰变方程. 如果生物体死后就再没有14C进入体内,现在测得一棵死树的14C放射性强度为活树的1/3,试估算该树已死了多少年1998中科院原子物理复习题1、由氢原子里德伯常数计算氢原子光谱巴尔末系莱曼系中波长最长和最短的谱线波长;2、由氢原子里德伯常数计算基态氢原子的电离电势和第一激发电势;3、已知Li 原子的第一激发电势为,基态的电离电势为,试求Li 原子光谱主线系最长波长和辅线系系限波长的值;1240hc nm eV =⋅4、已知Li 原子光谱主线系最长波长为,辅线系系限波长为, 试求Li 原子的第一激发电势和基态的电离电势;5、试求原子态2P 3/2状态下的的轨道角动量和磁矩、自旋角动量和磁矩和总角动量和磁矩;6、写出下列原子的基态的电子组态和原子态： 11Na,12Mg, 13Al;7、在斯特恩－盖拉赫实验中,极不均匀的横向磁场梯度为 1.0/zB T cm z∂=∂,磁极的纵向长度d=10cm, 磁极中心到屏的长度D=30cm 如图所示, 使用的原子束是处于基态32P 的氧原子,或加热炉温度原子的动能k E =2210-⨯eV;试问在屏上应该看到几个条纹 相邻条纹边沿成分间距是多少 410.578810B eV T μ--=⨯⋅8、在施特恩-盖拉赫实验中,基态的氢原子21/2S 从温度为400K 的加热炉中射出,在屏上接收到两条氢束线,间距为;若把氢原子换成氯原子基态为23/2P ,其它实验条件不变,在屏上可以接收到几条氯束线其相邻两束的间距为多少9、氦原子基态的电子组态是1s1s,若其中有一个电子被激发到3s 态;从形成的激发态向低能态跃迁有几种光谱跃迁 要求写出与跃迁有关的电子组态及在L-S 耦合下各电子组态形成的原子态;并画出相应的能级跃迁图;10、铍原子基态的电子组态是2s2s,若其中有一个电子被激发到3s 态;从形成的激发态向低能态跃迁有几种光谱跃迁 要求写出与跃迁有关的电子组态及在L-S 耦合下各电子组态形成的原子态;并画出相应的能级跃迁图;。
原子核物理复习资料
原子核的自旋
3P 32P3/2 32P3/2
32P1/2
D1=
32P1/2
D2= 589.6 nm
589.0 nm
F=2 3S
32S1/2
F=1
原子核的磁矩
电子的磁矩 ge,l = 1, ge,s = 2 B = 5.788410-5 eV/T 质子的磁矩 gp,l = 1, gp,s = 5.58 N = 3.152510-8 eV/T 中子的磁矩 gn,l = 0, gn,s = -3.82
J ( J 1) L( L 1) S ( S 1) g J g e ,l 2 J ( J 1) J ( J 1) S ( S 1) L( L 1) g e, s 2 J ( J 1) 3 1 S ( S 1) L( L 1) gJ [ ] 2 2 J ( J 1)
2. 电荷分布半径
核内电荷分布半径即质子分布半径。
测量方法是利用高能电子在原子核上的散射，高能电子在核上散射的角分 布是核内电荷分布的函数。实验测得核半径R≈1.1A1/3fm.
原子核的大小
原子核电荷分布
1.50 1.25
a 近似为常数
对 电荷密 度 (相 值 )
a = t /(4ln3)
+ +
-
-
-
原子核的电四极距
原子核电偶极距为 0 原子核有电四极距
2 2 2 Q Z (c a ) 5
原子核的电四极距
电四极距超精细相互作用
1 E eQ 4
2Ve z 2
《原子核物理》期末复习要点
西南科技大学原子核物理课程期末复习要点
第1章 原子核的基本性质
1、人们认识原子核是从观察物质的放射性开始的。1896 年，贝克勒尔发现了铀的放射性---核科学开端；1897 年 居里夫妇发现钋和镭；1903 年卢瑟福证实了α射线是正电荷的氦原子，β射线是电子；1911 年提出原子的核式模 型；1932 年查德威克发现中子；海森堡提出原子核由原子和中子组成的假设。 2、核素：具有一定数目的中子和质子以及特定能态的一种原子核或原子称为核素。 （中子数、质子数和能态只要 有一个不同，就是不同的核素。 ） 3、同位素：具有相同原子序数但质量数不同的核素称为某元素的同位素。(即 Z 相同，N 不同，在元素周期表中 处于同一个位置，具有基本相同化学性质)。 4、同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比（注意：不是质量百分比！ ）称为同位素丰度。 5、同量异位素：质量数 A 相同，质子数 Z 不同的核素。 6、同质异能素：质子数 Z 和中子数 N 均相同，而能态不同的核素。 7、根据原子核的稳定性，可以把核素分为稳定的核素和不稳定的放射性核素。原子核的稳定性与核内质子数和中 子数之间的比例存在密切的关系。 8、稳定核素几乎全落在一条光滑曲线上紧靠曲线的两侧，我们把这条曲线 成为β稳定曲线。有头图可见，对于轻核，稳定曲线与直线 N=Z 相重合； 当 N、Z 增大到一定数值后，稳定曲线逐渐向 N>Z 方向偏离。在 Z 小于 20 时，核素的 N 与 Z 之比约为 1；Z 为中等数值时约为 1.4；Z 等于 90 左右时 约为 1.6.相对于稳定曲线而言， 中子数过多或偏少的核素都是不稳定的。 位 — 于稳定曲线上方的核素为丰中子核素，易发生β 衰变，位于稳定曲线下 方的核素为缺中子核素，易发生β+衰变。 9、电荷半径： 核力半径： R 1.40 0.10 A fm
(完整版)原子核物理知识点归纳详解
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。
原子核物理的学习要点
原子核物理的学习要点原子核物理是研究原子核内部结构和运动规律的科学，在这里我们可以接触最鲜活的科学前沿，通过这部分内容的学习，有助于形成良好的科学素养，理解探索创新的真谛。
那么，怎样才能学好这部分的内容呢？一、抓住核心内容——四种核反应，四个守恒定律原子核物理的概念繁多，内容新鲜，与其它知识联系密切。
所以要首先掌握统领全局的核心知识——四种核反应，四个守恒定律。
四种核反应是指衰变、人工核反应、裂变和聚变。
四个守恒定律是指在核反应过程中遵循质量数守恒、电荷守恒、能量守恒和动量守恒。
近几年的高考题几乎都考到了原子核物理部分，考查的知识点主要集中在四种核反应和四个守恒定律的应用上。
例1(06年全国卷2第14题）：现有三个核反应：①2311Na−→−eMg012412-+②23592U11419210563603n Ba Kr e+→++③2341 1120 H H He n+→+下列说法正确的是A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①β衰变，②裂变，③聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变解析：衰变是原子核放出微粒（如α、β、γ等）而变成新的核的过程；聚变指轻核合并成较大的核的反应；而重核分裂成质量较小的两个核或多个核则是裂变。
选C。
点评：应注意辨别相近的概念。
记住典型的核反应方程，对解信息题等非常重要。
例2（05全国1第15题）：已知π+介子、π—介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克u或反夸克d）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷。
下列说法正确的是（）A．π+由u和d组成B．π+由d和u组成C．π—由u和d组成D．π—由d和u组成解析：根据在核变化和粒子变化中电荷守恒，可得正确答案是AD。
例3：（04广东第5题）：中子n、质子p、氘核D的质量分别为.n p Dm m m、、现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为D p n γ+=+若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是 （ ）A ．21[()]2D p n m m m c E --- B ．21[()]2D n p m m m c E +-+C ．21[()]2D p n m m m c E --+D ．21[()]2D n p m m m c E +--解析：由爱因斯坦质能方程，质量的亏损伴随着能量的变化，释放的核能是2)(c m m m n p D --，释放的核能与光子的能量在反应后全部转化为反应物的动能，总动能是kE 2，Ec m m m E n p D k +--=2)(2，选C 。
原子核物理知识点归纳 (1)
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。
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实用标准文案
试计算 239U, 236U 最后一个中子的结合能.
答：最后一个中子的结合能 Bn 92,239 m92,238 mn m92,239
4.7739MeV Bn 92,236 m92,235 m n m92,236 6.5437MeV
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实用标准文案
Z1、Z2,、A 、A 2分别为入射粒子和靶核的电荷数及质量数。
7、原子核1 的自旋是如何形成的。（P24）
原子核的自旋又称为角动量，核自旋是核内所有核子（质子和中子）的轨道角动量与 自旋角动量的矢量和。
8、原子光谱精细结构及超精细结构的成因。(P24)
光谱精细结构由电子自旋引起；超精细光谱结构由原子核自旋、磁矩和电四极矩引起
1-6
当质子在球形核内均匀分布时，原子核的库仑能为 E
c
3 5
e2 Z (Z 1) 4 0 R
。试计算
13 6
C
和
173 N 核库仑能之差.
答：
13 6
C
和
13 7
N
核库仑能之差为
E C
3e 2 4 50
76 65 1.5131 3 1015
4.6961013 J
2.93MeV
原子核物理课本上的一些知识点复习
原子核物理课本上的一些知识点复习(一)基本名词1,同位旋:认为原子核的质子态和子态是处于不同电荷状态的相同的粒子,处于正的电荷态的是质子处于负的电荷状态的是子。
为了描述核子的质子态和子态而引入的算符,2,α衰变:原子核自发的放射出α粒子而发生的转变。
β衰变是原子核自发的放射出β粒子或者俘获一个轨道电子而发生的转变。
放出电子的是β-衰变放出正电子的是β+衰变,原子核从核外电子壳层俘获一个轨道电子叫做轨道电子俘获。
双β衰变是原子核自发的发射两个电子或者两个正电子,或发射一个正电子并俘获一个轨道电子,或者俘获两个轨道电子的过程(内转换电子是在γ跃迁的过程把核的激发能直接的交给壳层电子而发射出来0-0时的情况只有内转换电子没有γ跃迁,俄歇电子是核外电子从L层跃迁到K层时并不发射γ光子而是吧能量交给另外一个L层的电子使其发射出去)。
γ衰变是原子核通过发射γ光子从激发态跃迁到较低能态的过程。
3,长射程粒子:从母核的激发态衰变到子核的基态所发出的α粒子。
4,短射程的α粒子:从母核的基态发射到子核的激发态的α粒子。
5,瞬发子:对于丰子核素,当质比远大于稳定时的质比时会自发的放出子。
6,缓发子:是处于激发态的原子核发射的子,该激发态是莫母核β-衰变所形成的7,质子的放射性:质比远小于稳定时的质比,最后一个核子的结合能可能是负值。
自发的放出质子的过程(缓发质子是由β+衰变或者EC 过程发射的质子)8,双质子放射性:有些原子核只发射一个质子的条件并不满足,但从对能考虑可以同时发射两个质子的现象。
9,原子核自发的发射重离子的现象是重离子放射性。
10,γ-γ角关联:原子核由激发态跃迁到基态有时会连续的发射γ跃迁,这时放出的辐射叫做级联的γ辐射,接连的放出两个γ光子若其概率与这两个γ光子发射的方向的夹角有关,也就是夹角改变概率也改变。
本质是极化的原子核发射粒子的概率会出现一定的角关联。
11,穆斯堡尔效应:把原子核放在晶格使其尽可能的固定,如果γ光子的能量满足一定的条件那么这时受到反冲的不是单个原子核而是整块的晶体,这时的反冲速度极小反冲能为0。
原子核物理复习资料
核的壳模型a、在核内存在一个平均力场，该力场是所有其它核子对一个核子作用场的总和，对于接近球形的原子核，可以认为该力场为有心场。
b、泡利原理不仅限制了某一能级上所能容纳的核子数，也限制了核内核子之间的碰撞。
碰后，核子不能低能态上去，也不能两核子朝同一方向；只能去占据未被填满的高能态，这在核与外界不交换能量条件下不可能发生。
核子仍能保持原有的运动状态，即是单个核子的独立运动是可能的.所以,壳模型也叫独立粒子（或单粒子）模型。
核内存在壳层结构的条件：1·在每一个能级上，容纳核子的数目有一定的限制。
2·核内存在一个平均场，对于接近于球形的原子核，这个平均场是一种有心场。
3·每个核子在核内的运动应当是各自独立的。
成功：能正确的预言绝大多数核的基本宇称和自旋，很好的解释同核异能素岛的出现。
缺陷：对远离双幻核区域的磁矩，电四极距和E2跃迁率的解释遇到了很大困难。
液滴实验根据：1.原子核平均每个核子的结合能几乎是常量，即B正比于A.2.原子核的体积近似正比于核子数，表示核子不可压缩，与液体类似。
因此，原子核的液滴模型把原子当做带正电的液滴。
成功：1.成功的计算原子核基态的结合能和质量。
2.以液滴形变解释原子核裂变。
缺陷：粗糙的结合能半经验公式只能反映结合能随A`Z变化的平均趋势，反映不出变化的起伏现象。
由于公式的基础是原子核液滴模型。
核的集体模型：他的基础是壳模型，但对壳模型做了补充，认为原子核可以发生形变，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。
成功：1·对磁矩的预言比壳模型好些，而且奇之子核一般比奇中子核符合得更好。
2·可以计算出实验观测的电四极距Q与内禀电四极距Q0的关系。
三大衰变：α衰变：是原子核自发地放射出α粒子而发生的转变.它的半衰期随核素的不同变化甚大10-7s~1015a，能量范围4~9MeV,A>140. α粒子的衰变能Ed=（1+m α/mY）E k=A/(A-4)=( ΔmY+Δmα-ΔmX)*931.43MeV=B Y+Bα-B Xα粒子与原子核的相互作用 1. α粒子在核内有两种力:核力-吸引力-短程力与库仑力-排斥力近似达到平衡。
2023年大学_原子核物理知识点复习总结
2023年原子核物理知识点复习总结2023年原子核物理知识点复习总结：第一章1、关于易裂变核、不易裂变核、核燃料等概念的理解和举例。
2、裂变能的分配。
3、什么叫瞬发中子?缓发中子?4、中子倍增系数的构成及各项物理意义。
(书中公式5-1-18～5-1-23)5、对反应堆进行控制的手段。
2023年原子核物理知识点复习总结：第二章1、衰变、衰变衰变式的正确书写。
衰变能、衰变(三种衰变方式)衰变能的计算。
2、衰变半衰期与衰变能的关系。
3、关于跃迁级次的判别(对具体的一个衰变，如何判别)。
4、衰变纲图的`正确画法。
具体到某一放射性核素的衰变，如3H、64Cu 等的衰变。
5、正确计算__习题。
6、能谱及能谱的特点。
7、什么是穆斯堡尔效应。
8、什么是跃迁，有哪些方式。
2023年原子核物理知识点复习总结：第三章1、关于放射性衰变指数衰减规律的理解和计算。
2、描述放射性快慢的几个物理量及其之间的关系。
3、关于放射性活度、衰变率等概念的理解和相关计算。
4、暂时平衡、长期平衡的表现。
5、存在哪几个天然放射系。
6、三个天然放射系中，核素主要的衰变方式有哪些。
7、人工制备放射源时，关于饱和因子的理解和制备时间的控制。
8、正确计算__习题。
9、衰变常数的物理意义。
2023年原子核物理知识点复习总结：第四章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。
2、影响原子核稳定性的因素有哪些。
3、关于原子核半径的计算及单核子体积。
4、核力的特点。
5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。
6、关于库仑势垒的理解和计算。
7、原子核的自旋是如何形成的。
8、原子光谱精细结构及超精细结构的成因。
9、费米子波色子的概念区分。
10、什么是宇称。
2023年原子核物理知识点复习总结：第五章1、关于重带电粒子电离能量损失率Bethe公式的理解和应用。
2、什么叫布拉格曲线?3、快电子与物质作用时的主要的能量损失方式。
4、伽马射线与物质作用的方式有哪些。
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Y
2、衰变常数：与质量数、α衰变能量、原子序数有关。 3、由实验得到β衰变放出的β射线的能谱是连续分布的，发出的电子的动能具有从零到某一最大值的 Tmax 之间 的任意数值。
A 4、 衰变：Z X A Z 1
A Y e e ， 衰变：Z X
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理课程期末复习要点
西南科技大学原子核物理课程期末复习要点
第1章 原子核的基本性质
1、人们认识原子核是从观察物质的放射性开始的。1896 年，贝克勒尔发现了铀的放射性---核科学开端；1897 年 居里夫妇发现钋和镭；1903 年卢瑟福证实了α射线是正电荷的氦原子，β射线是电子；1911 年提出原子的核式模 型；1932 年查德威克发现中子；海森堡提出原子核由原子和中子组成的假设。 2、核素：具有一定数目的中子和质子以及特定能态的一种原子核或原子称为核素。 （中子数、质子数和能态只要 有一个不同，就是不同的核素。 ） 3、同位素：具有相同原子序数但质量数不同的核素称为某元素的同位素。(即 Z 相同，N 不同，在元素周期表中 处于同一个位置，具有基本相同化学性质)。 4、同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比（注意：不是质量百分比！ ）称为同位素丰度。 5、同量异位素：质量数 A 相同，质子数 Z 不同的核素。 6、同质异能素：质子数 Z 和中子数 N 均相同，而能态不同的核素。 7、根据原子核的稳定性，可以把核素分为稳定的核素和不稳定的放射性核素。原子核的稳定性与核内质子数和中 子数之间的比例存在密切的关系。 8、稳定核素几乎全落在一条光滑曲线上紧靠曲线的两侧，我们把这条曲线 成为β稳定曲线。有头图可见，对于轻核，稳定曲线与直线 N=Z 相重合； 当 N、Z 增大到一定数值后，稳定曲线逐渐向 N>Z 方向偏离。在 Z 小于 20 时，核素的 N 与 Z 之比约为 1；Z 为中等数值时约为 1.4；Z 等于 90 左右时 约为 1.6.相对于稳定曲线而言， 中子数过多或偏少的核素都是不稳定的。 位 — 于稳定曲线上方的核素为丰中子核素，易发生β 衰变，位于稳定曲线下 方的核素为缺中子核素，易发生β+衰变。 9、电荷半径： 核力半径： R 1.40 0.10 A fm
3 6
Ci ；SI 单位：Bq(贝可
勒尔) 1Bq 1/ s ， 1Ci 3.7 10 Bq
10
3、放射系：地球年龄为 109 年，半衰期较短的核素都已衰变完，目前存在于地球上的放射性核素都只能维系在三 个处于长期平衡状态的放射系中。这些放射系的第一个核素的半衰期都很长，和地球的年龄相近或比它更长。如 10 钍系的 232 Th ，半衰期为 1.41× 10 a；铀系的 238 U ，半衰期为 4.47×109a；锕铀系的 235 U ，其半衰期为 7.04×108a。虽 90 92 92 然在三个放射系中的其他核素，在单独存在时，衰变都较快，但它们维系在长期平衡体系内时，都按第一个核素 的半衰期衰变，因此可保存至今。 Th 开始，经过连续 10 次衰变，最后到达稳定核素 208 Pb 。由于该系核素质量 4、三个天然放射系： （1）钍系，从 232 90 82 238 Pb ； 数是 4 的整数倍，故称 4n 系； （2）铀系（4n+2 系） ，从 92U 开始，经过连续 14 次衰变，最后到达稳定核素 206 82 207 U Pb （3）锕铀系（4n+3 系） ，从 235 开始，经过连续 11 次衰变，最后到达稳定核素 ； （ 4 ）镎系（ 4n+1 系） ，天然 92 82 209 Np Bi 。 放射系中缺少 4n+1 放射系，人工制造。镎系从 237 开始，经过连续 11 次衰变，最后到达稳定核素 93 83 第三章 原子核的衰变
第二章 原子核的放射性
1、衰变常数 λ 的物理意义：在（时间 t 附近）单位时间内每个原子核发生衰变的几率。衰变常数表征放射性核素 衰变的快慢，λ 越大，衰变越快，λ 越小，衰变越慢。 特点： （1）每种放射性核素都有确定的衰变常数； （2）λ 是常数，各原子核的衰变几率相同，各个原子核的衰 变是独立无关的 （3） 某一个核的衰变是偶然性事件， 大量原子核的衰变规律就表现出指数规律描述的必然性规律， 统计性。 2、放射性的活度 A：一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数（不是放射源发出的粒子数目）称为它的放射 性活度。 A(t )
L
3、核反应截面σ物理意义：一个入射粒子入射到单位面积内只含有一个靶核的靶子上所发生反应的概率。
* 4、 复合核模型： 复合核模型把核反应分成相互独立的两阶段： 复合核的形成， 复合核的衰变。 即 a A C b B
复合核一般处于激发态，复合核的激发能为入射粒子相对与动能 T’（即在质心系的动能）和入射粒子与靶核的 结合能 BaA 之和，即 E
d ( N 0 e t ) dN (t ) N0e t N (t ) ， A(t ) A0et ， A0 N0 （放射源初始放射性活 dt dt
度） ，N(t)为一个放射源在 t 时刻含有的放射性原子核个数。由上式可知，一个放射源的放射性活度应随时间增加 而指数地衰减。单位：历史上采用 Ci(居里)， 1Ci 3.7 1010 / s ， 1Ci 10 mCi 10
=-1， 表示母核和子核宇称相反。 （2） 禁戒跃迁： 一级， I 0, 1, 2
n 级， I n, (n 1)
二级， =-1 ； I 2, 3
=+1；
=(-1)n 。
7、内转换电子：原子核将退激能量交给核外电子，使电子从原子中电离的现象，称为内转换。释放的电子成为内 转换电子。 8、核退激方式： （1）发射特征 X 射线，即外层电子向内层跃迁以填补空位，使电子恢复到较低的能量状态。 （2）将其激发能直接传给壳层的另外一个电子，使它从原子中发射出来，称作“俄歇电子” 。 第 4 章 原子核反应 1、角动量守恒：反应前后体系的总角动量保持不变，即 J i J f 。反应前体系的总角动量： J i S S A Li ， 分别代表入射粒子、靶核的自旋和两者相对运动的轨道角动量；反应后体系的总角动量： J f S b S B L f ，分 别代表出射粒子、剩余核的自旋和两者相对运动的轨道角动量。 2、宇称守恒：在核反应中仅涉及到强相互作用，故体系宇称守恒，即反应前后宇称相等：πi=πf，反应前体系的 宇称等于入射粒子的宇称πa、靶核的宇称πA 和两者相对运动的轨道宇称的乘积，即 i A (1) i 。
A Z 1
Y e e ，轨道电子俘获：ZAX e
A Z 1
Y e ，
e 为中微子，e 下标表示电子层。
说明：本要点由张金亮编辑整理，仅供期末复习参考，请勿作他用，否则后果自负！ -2-
西南科技大学原子核物理课程期末复习要点 5、衰变纲图：用横线表示原子核的能级，习惯上用粗横线分别表示母核和子核的基态，细横线表示激发态。两线 之间距离与母核与子核的静止能量差相当。从母核能级向右下的斜线表示衰变（子核电荷数加 1） ，向左下的表 示 衰变或轨道电子俘获（子核电荷数减 1） 。而 衰变则由直线段和左斜线组成，直线段的长度代表 2mec2 的能 量，斜线段代表的能距为粒子的最大动能。 6、选择定则： （1）允许跃迁， I Ii I f 0,1 ， i f 1 ， I 表示衰变前后母核和子核的自旋 变化， 即两者之差； 表示母核和子核的宇称变化， 即两者之积。 所以， =+1， 表示母核和子核的宇称相同；
西南科技大学原子核物理课程期末复习要点 角动量的矢量和。 16、核子轨道角动量与自旋的物理含义：轨道角动量是表征核子相对运动的物理量，自旋是核子的内禀角动量。 17、核自旋的规律： （1）所有偶偶核（中子和质子数都是偶数的原子核）基态的自旋都是零； （2）所有奇奇核基 态的自旋都是的整数倍，即偶 A 核的自旋为整数； （3）所有奇 A 核的自旋都是 ℏ 的半整数倍； 18、精细结构和超精细结构： （1）只把原子核看成有一定质量的点电荷得到原子光谱的粗结构，在考虑了电子的 自旋作用后，得到光谱的精细结构，当考虑到原子核的自旋、磁矩和四极距的贡献时，将得到光谱的超精细结构； （2）原子光谱的超精细结构是由核自旋引起的，因此可由超精细结构来确定核的自旋； （3）核磁子仅为波尔磁子 的 1/1836，可见核磁距比原子中的电子磁矩要小得多——超精细结构谱线间距远小于精细结构谱线的原因。 19、原子核的电四极矩：一个重要物理量，它反映了原子核的形状，又可描述原子核与有梯度的外电场之间的相 互作用。 20、费米子和玻色子： （1）自旋为半整数的粒子称为费米子，自旋为整数的粒子称为玻色子； （2）由费米子组成 的全同粒子体系，服从费米-狄拉克统计，由玻色子组成的全同粒子体系，服从玻色-爱因斯坦统计； （3）由奇数个 费米子组成的粒子仍然是费米子， 由偶数个费米子组成的粒子是玻色子， 由任意个玻色子组成的粒子总是玻色子。 21、原子核的能态：每个能级都有描述核的特征量如激发态、能量、自旋、宇称等物理量，在实验上测定这些物 理量并研究其变化规律是原子核物理学的重要课题之一。
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10、质量过剩：核素的原子质量(u)与质量数之差，Ｍ(Z, A)—A。 11、比结合能物理意义： （1）若把原子核拆成自由核子，需要平均对每个 核子所做的功； （2）比结合能 越大，原子核结合得越紧，稳定性好； （3） 比结合能 越小，原子核结合得越松，稳定性差。 12、液滴模型依据： （1）从比结合能曲线看出，原子核平均每个核子的结合能几乎是常数，而 B∝A，说明核子间 的相互作用力具有饱和性，否则 B 将近似与 A2 成正比。这种饱和性与液体中分子的饱和性相似； （2）从原子核的体积近似正比于核子数，意味着核物质密度几乎是常数，原子核是不可压缩的，与液体的不可 压缩性相类似。 13、魏扎科公式（基本半经验结合能公式） ：B=BV +BS + Bc + Bsym + Bp=aVAaS A2/3acZ2A1/3asym(N–Z)2A–1+ ap A–1/2 其中：aV = 15.835 MeV， aS = 18.33 MeV，ac = 0.714 MeV， asym = 92.80 MeV，ap = 11.2 MeV （1） 体积能 BV： 类似于液体分子之间依靠分子间力而形成的凝聚能， 核力的作用使得原子核存在体积能 BV。 与 原子核体积成正比，即与核子数 A 成正比，是结合能的主要项； （2） 表面能 BS：处于表面的核子比处于核内部的核子受到的作用要弱一些。 表面能与原子核的表面积成正比。 球形核的表面积： S 4 R 2 4 r02A 2 3 ； （3）库仑能 BC：核内有 Z 个质子，存在库仑作用，质子相互排斥，使结合能变小，导致核不稳定。 （4）对称能 Bsym ：N =Z 时，对称能为零，原子核最稳定；N≠Z 时，对称能非零，结合能降低，核不稳定。 （5）对能 Bp：核内中子和质子有各自成对相处的趋势，对能为 Bp = ap A–1/2，