知识清单：第五章 原子核（原卷版）.docxVIP

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第五章原子核

1原子核的组成

一、天然放射现象

1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线．

2．物质发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象．

3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．

二、射线的本质

1．α射线：

(1)是高速粒子流，其组成与氦原子核相同．

(2)速度可达到光速的eq\f(1,10).

(3)电离作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住．

2．β射线：

(1)是高速电子流．

(2)它的速度更大，可达光速的99%.

(3)电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．

3．γ射线：

(1)是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10m以下．

(2)电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土．

4．α、β、γ三种射线的比较

种类

α射线

β射线

γ射线

组成

高速氦核流

高速电子流

光子流(高频电磁波)

质量

4mp(mp＝1.67×10－27kg)

eq\f(mp,1836)

静止质量为零

带电荷量

2e

－e

0

速率

0.1c

0.99c

c

穿透能力

最弱，用一张纸就能挡住

较强，能穿透几毫米

最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土厚的铝板

电离作用

很强

较弱

很弱

在磁场中

偏转

偏转

不偏转

三、原子核的组成

1．质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子.

2．中子的发现：卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，查德威克通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分.

3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子.

4．原子核的符号

同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子核组成的元素，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eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H.

(1)同位素指质子数相同、中子数不同的原子核．

(2)原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质；同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数不同，所以它们的物理性质不同．

6．基本关系

核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数，质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．

【特别提醒】

三种射线在磁场中偏转情况的分析

1．γ射线不论在电场还是磁场中，总是做匀速直线运动，不发生偏转．

2．α射线和β射线在电场中偏转的特点：在匀强电场中，α和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子的偏移量大，根据粒子在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，偏移量x可表示为：

x＝eq\f(1,2)at2＝eq\f(1,2)·eq\f(qE,m)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(y0,v)))2∝eq\f(q,mv2)

所以，在同样条件下β与α粒子偏移量之比为

eq\f(xβ,xα)＝eq\f(e,2e)×eq\f(4mp,\f(mp,1836))×eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,10)c))2,?0.99c?2)≈37＞1.

3．α射线和β射线在磁场中的偏转特点：在匀强磁场中，α和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨迹半径小，偏移量大，根据qvB＝eq\f(mv2,R)得R＝eq\f(mv,qB)∝eq\f(mv,q).

所以，在同样条件下β与α粒子的轨迹半径之比为eq\f(Rβ,Rα)＝eq\f(\f(mp,1836),4mp)×eq\f(0.99c,\f(c,10))×eq\f(2e,e)≈eq\f(1,371)＜1.

2放射性元素的衰变

一、原子核的衰变

1．定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，而变成另一种原子核的变化．

2．衰变类型

(1)α衰变：

原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，eq\o\al(238,92)U的α衰变方程：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He.

(2)β衰变：

原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，质量数不变，电荷数加1，eq\o\al(234,90)Th的β衰变方程：eq\o\al(234