法使原子核发生变化呢本节课就来研究原子核的人工转变.ppt

* * 放射性的本质是原子核的天然衰变，那么能否利用人工的方法使原子核发生变化呢?本节课就来研究原子核的人工转变所产生的核反应以及引起的能量变化——核能。如果要人工转变原子核那用什么办法呢，若用αβγ粒子作为“炮弹”去轰击其他的原子核，能不能使其发生转变呢 核反应 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，是氮原子嬗变成了氧原子，首次实现科原子核的人工转变，把一种化学元素变成另一种化学元素，被誉为当代“炼金术”。1932年，卢瑟福的学生查德威克发现中子，由于中子是电中性，不受静电的影响，因此适合作为“炮弹”去轰击原子核。从此揭开了原子核人工转变的序幕。 核反应 卢瑟福 查德威克 核反应 电子 原子核 在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应． 中子和质子最初就是通过原子核的人工转变这一核反应发现的： 核反应 + → + 粒子 粒子轰击氮核→质子 质子 + → + 粒子 粒子轰击铍核→中子 中子 和衰变过程一样，核反应中，质量数和电荷数都守恒． 化学反应中，往往要吸热或放热，类似的核反应中也伴随着能量的变化． 质能方程 中子 质子 氘核 2.2MeV（ ） 核反应放出的能量叫做核能 物理学家研究质子、中子和氘核之间的关系发现： 质能方程 中子 （mn） 质子 （mp） 氘核 （m） 精确的计算表明氘核的质量比中子和质子的质量之和要小一些． 质量亏损 〓 在核反应中虽然质量数守恒，但反应前后原子核的总质量并不守恒，这种现象叫做质量亏损。在核反应中级伴随巨大的能量释放，有伴随一定的质量亏损，这说明质量与能量之间有某种关系，爱因斯坦的相对论回答了这个问题。 质能方程 相对论指出，物体的能量和物体的质量之间存在某种关系， 即 E=mc2 c为光在真空中的速度。 爱因斯坦 质能 方程 质能方程表明：物体所具有的能量跟物体的质量成正比，由于c2这个数值十分巨大， 因而物体的能量是十分可观的，质量为1kg的物体所具有的能量为9×1016J这个能量相当于一个100万千瓦的发电厂三年的发电量。对此，爱因斯坦曾说：“把任何惯性质量理解为能量的一种贮藏，看来要自然的多。”物体存储着巨大的能量是毋庸置疑的。 核子在结合成原子核时出现质量亏损，要放出能量，大小为： 质能方程 例： 计算释放的能量。 已知：一个质子的质量mp=1.007277u,一个中子的质量mn=1.008665u，组成氦核的质量为4.001509u，1u=1.660566×10-27kg。 相当于931.5Mev。 因为△m=0.030375u 所以 △E=△mc2=0.030375×931.5Mev=28.3Mev 课堂小结 核反应 （1）原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程称为核反应。 （2）卢瑟福发现质子的核反应 （3）查德威克发现中子的核反应 （4）核反应遵循的规律：质量数和电荷数守恒 二 核能 质能方程： 核反应释放的能量： + → + + → + E=mc2 例 以下几个原子核反应中,x代表α粒子的反应方程式是 A. B C D 【 C 】 例 质子和中子结合成氘核、同时放出光子，核反应方程是 ，以下说法正确的是 A．因为在核反应中，遵守质量数守恒，所以质子与中子的质量之和等于氘核的质量 B．质子和中子结合成氘核时出现质量亏损，所以核反应时要吸收能量 C．若Δm为反应中的质量亏损，c是光速，则γ光子的能量大于Δm·c2 D．若Δm为反应中的质量亏损，c是光速，h是普朗克常量．则反应时放出光子的波长为 【D】 例 一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子和光子．已知铀核的质量为3．853131×10-25 kg，钍核的质量为3．786567×10-25 kg，α粒子的质量为6．64672×10-27 kg，普朗克常量h=6．63×10-34 J·s，光速c=3．0×108 m/s．求在这个衰变过程中放出光子的频率为多少？（保留2位有效数字） 解：△E=△mc2=hv V=(△mc2)/h=1.3×1021Hz 例 原子核发生下列反应时，那些能使原子核变成另一种元素的新核 （1）原子核吸收一个中子。 （2）原子核放出一个a粒子， （3）原子核放出一个β粒子， （4)原子核放出一个光子 A 12 B 23 C14 D 24 【B】 *