高二物理原子核反应-讲义（学生版）.pdf

原子核反应

抛砖引玉

随着核能的出现，我们这一代人为世界带来了人类发现火以来最革命性的力量。

——爱因斯坦

本讲概述

学习目标

1.认识基本的射线，了解天然放射现象的基本规律

2.认识不同的核反应过程，能分析和书写基本的核反应方程

3.理解核反应过程中的能量变化问题

知识结构

一、【必备知识】原子核

1.核心知识

1

2.即学即练

1.以下事实可作为“原子核具有复杂结构”的依据是（）

2

A.粒子散射实验B.天然放射现象C.电子的发现D.氢原子发光

2.人们对物质的组成结构一直都在进行着研究．世纪末，许多人认为光子、电子，质子和中子是组

成物质的不可再分的最基本的粒子，并把它们叫作“基本粒子”．然而，随着科学的进一步发展，

逐渐发现了数以百计的不同种类的新粒子，它们并不能看作由质子、中子，电子组成的；科学家们

又发现质子，中子等本身也有自己的复杂的结构．从世纪后半期起，就将“基本”二字去掉，统

称为粒子．现在已经发现的粒子达多种．它们大体可被分为强子、轻子，规范玻色子和希格斯玻

色子几种类别．许多实验事实表明，强子是有内部结构的（如图所示）．质子和中子都是强子．

年，美国科学家盖尔曼等人提出了夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成分叫作夸

克．年，丁肇中领导的小组发现了一种新的粒子．这种粒子有两个奇怪的性质：质量大，大约

是质子质量的倍；寿命长，比一般介子的寿命长倍．这个发现证实了人们对存在第四种夸克

——粲夸克的预测．夸克模型经过几十年的发展，已经被多数物理学家接受．夸克有种，它们是上

夸克、下夸克、奇异夸克，粲夸克、底夸克，顶夸克，它们带的电荷分别为元电荷的或．每

种夸克都有对应的反夸克．质子、中子的大小，只有原子的十万分之一．而轻子和夸克的尺寸更

小，还不到质子，中子的万分之一．结合上述材料，下列说法正确的是（）

A.电子电荷依然是电荷的最小单元B.每种粒子的电性都是相同的

C.质子是由夸克组成的粒子D.夸克的尺寸数量级大约是

二、天然放射现象

1.核心知识

半衰期

1．定义

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．

注意：放射性元素的半衰期是对大量原子核的行为而言的，对单个的少量原子是无意义的．

2．公式

3

；

式中、分别表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，、分别表示衰变后尚未发生衰变的放射

性元素的原子数和质量，表示衰变时间，表示半衰期．

3．图象

以未衰变的质量与初始质量之比为纵坐标，以经历的时间为横坐标，衰变过程的图象如图所示，图中

表示放射性元素的半衰期．

2.即学即练

类型一：三种射线的特点

3.一置于铅盒中的放射源发射的、和射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔右侧的

空间有一匀强电场．射线进入电场后，变为、两束，射线沿原来方向行进，射线发生了偏转，

如图所示，则图中的（）

4

A.射线为射线，射线为射线B.射线