原子核与放射性.ppt

第十三章原子核与放射性13.1原子核的基本性质原子核与放射性原子核的基本性质原子核的组成原子核的大小原子核的结合能原子核的磁矩自旋原子核的作用力掌握熟悉历史回顾??重要人物H.Becquerel,法国物理学家（1852-1908），1903年获得诺贝尔奖。发现了铀(U)放射现象（β射线），这是人类历史上第一次在实验室里观察到原子核现象。E.Rutherford，英国物理学家(1871-1937)，新西兰人，1908年获得诺贝尔奖。证实了a射线为He2+，b射线为电子；从氮核中打出质子；提出了原子的核式模型；首次实现人工核反应；培养了10诺贝尔奖获得者。12J.Chadwick，英国物理学家(1891-1974)，因发现了中子获得1935年度诺贝尔奖。中子的发现被认为是原子核物理的诞生。历史回顾??重要人物E.Fermi，意大利物理学家(1901-1954)，1938年获得诺贝尔奖。发明了热中子链式反应堆。1896：H.Becquerel发现了铀(U)放射现象;011897：P.M.Curie发现钋(Po)和镭(Ra);021899：卢瑟福发现a,b射线；031900：维拉德发现g射线;041903：卢瑟福证实a射线为He2+，b射线为电子；051911：卢瑟福提出原子的核式模型；061919：卢瑟福首次实现人工核反应，发现了质子。071932：J.Chadwick发现了中子;011934：F.I.Joliot-Curie发现人工放射性；021939：O.Hahn等人发现重核裂变；031939：N.Bohr等提出液滴模型;041942：E.Fermi发明热中子链式反应堆；051945：原子弹试爆成功，并在广岛上空爆炸；061952：氢弹试爆成功。07011958：我国建成第一座重水型原子反应堆;021964：我国第一颗原子弹试爆成功；031967：我国第一颗氢弹试爆成功；041969：我国首次成功地下核实验；051984：我国受控热核聚变实验装置顺利启动；061988：北京正负电子对撞机首次对撞成功；071991：秦山核电站发电成功;原子弹中国第一颗原子弹爆炸蘑菇云发展图1909年Rutherford的学生H.Geiger和E.Marsden在用a粒子轰击金箔的实验中，发现有大约八千分之一的几率被反射。Rutherford说：“就像一枚15英寸的炮弹打在一张纸上又被反射回来一样”。Rutherford认为：正电荷和原子质量集中在原子中心R?10-12cm的范围内。010203原子核的发现原子核的组成1919年Rutherford用a粒子轰击14N，发现了质子。1核反应方程：14N+a???18O+p2布拉凯特通过对a粒子径迹的照片分析进一步证明，质子是由“复合核”分裂出来的，质子是原子核的组成部分。3a粒子轰击氮原子核实验实现了原子核的人工转变。4质子的发现原子核的组成1920年Rutherford提出：“由一个电子更紧密地与H核结合在一起，组成一个中性的双子”。1932年Chadwick利用9Be+a???12C+n实验中所产生的中子轰击14N，测量到14N的最大反冲动能为1.2MeV。并根据F.I.Joliot-Curie夫妇轰击石蜡所测量的反冲质子的最大动能为5.7MeV及动量和能量守恒关系，估算出中性射线的质量为1.15u，并大胆预言该射线是中子。中子的发现1930年Bothe完成了9Be+a???12C+n实验，但他认为产生的中性射线是g射线。原子核=质子+中子原子核的表示符号：AZXNX为元素符号，A=N+Z为核子数，N为中子数，Z为质子数。简写为：AXZ相同N不同的核素称为同位素；N相同Z不同的核素称为同中子异核素；A相同Z不同的核素称为同量异位素；Z、N均相同，但所处能级不同的核素称为同核异能素Heisenberg认为：中子和质子是核子的两个不同状态。3214原子核的组成原子核的大小原子核电荷分布a近似为常数R=r0A1/3r0~1.2fmfm=10-15m原子核的大小经验拟合半径核力作用半径原子核的结合能氢原子的结合能EH=13.6eV；01质子与中子结合成氘核时，发生质量亏损：02：Δm=mp+mn-md=1.007276u＋1.008665u－2.013552u=0.00239u03规定自然界中碳同位素碳－12原子质量的1/12作为原子质量单位，该质量完全转化为能量为931.5MeV。04