第二讲原子核精选PPT.ppt

第二讲原子核第1页，本讲稿共11页1天然放射现象：天然放射现象：贝克勒尔发现天然放射现象，揭开了人类研贝克勒尔发现天然放射现象，揭开了人类研究原子核的序幕究原子核的序幕(说明原子核还可以再分说明原子核还可以再分)2三种射线：三种射线：射线、射线、射线、射线、射线射线一、天然放射现象一、天然放射现象种类种类射线射线射线射线射线射线成分成分高速高速氦核氦核流流高速高速电子电子流流光子流光子流(高频高频电磁波电磁波)速度速度0.10.1c c0.990.99c cc c贯穿能力贯穿能力最弱最弱较强较强最强最强电电离能力离能力很很强强较较弱弱很弱很弱原子序数原子序数=83的元素都能自发地放出射线；原子序数的元素都能自发地放出射线；原子序数83的的元素，有的也具有放射性元素，有的也具有放射性第2页，本讲稿共11页1衰变：衰变：一种元素经过一种元素经过放射过程放射过程变成另一种元素的现象可变成另一种元素的现象可分为分为衰变、衰变、衰变，并伴随着衰变，并伴随着射线射线放出放出二、原子核的衰变二、原子核的衰变衰变类型衰变类型衰变衰变衰变衰变衰变方程衰变方程衰变实质衰变实质2 2个质子和个质子和2 2个中子个中子结合成结合成粒子粒子中子转化为质子中子转化为质子和电子和电子衰变规律衰变规律电荷数守恒、质量数守恒电荷数守恒、质量数守恒2.核衰变规律核衰变规律第3页，本讲稿共11页3确定衰变次数的方法确定衰变次数的方法 (1)设放射性元素设放射性元素 经过经过n次次衰变和衰变和m次次衰变后，变成稳定衰变后，变成稳定的新元素的新元素 ，则表示该核反应的方程为：，则表示该核反应的方程为：根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：AA4n，ZZ2nm.解方程可得解方程可得m、n.第4页，本讲稿共11页4半衰期半衰期(1)根据半衰期的概念，可总结出公式根据半衰期的概念，可总结出公式式中式中N0、m0表示衰变前的原子数和质量，表示衰变前的原子数和质量，N、m表示衰变后剩表示衰变后剩下的尚未发生衰变的原子数和质量，下的尚未发生衰变的原子数和质量，t表示衰变时间，表示衰变时间，T表示半表示半衰期衰期 (2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强如温度、压强)或化学状态或化学状态(如单质、如单质、化合物化合物)无关无关第5页，本讲稿共11页三、核力与核能三、核力与核能1.核力核力 (1)含义：组成原子核的核子之间有很强的含义：组成原子核的核子之间有很强的相互作用相互作用，使，使核子能够克服核子能够克服库仑斥力库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为核力而紧密地结合在一起，这种力称为核力 (2)特点特点 核力是核力是强相互作用强相互作用的一种表现；的一种表现；核力是核力是短程力短程力，作用范围在，作用范围在1.510-15m之内之内 每个核子只跟邻近的核子发生核力作用每个核子只跟邻近的核子发生核力作用第6页，本讲稿共11页2结合能结合能(1)结合能：核子结合成原子核时会放出一定的能量，这个能量结合能：核子结合成原子核时会放出一定的能量，这个能量叫做原子核的结合能叫做原子核的结合能原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量m，吸收，吸收的能量为的能量为E=mc2(2)平均结合能：平均结合能：原子核的结合能与核子数原子核的结合能与核子数之比称为该原子核的之比称为该原子核的平均结合能它反映了原子核结合的紧密程度，平均结合能越大，平均结合能它反映了原子核结合的紧密程度，平均结合能越大，核越稳定核越稳定3核能核能(1)质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的质能方程：一定的能量和一定的质量相联系，物体的总总能量能量和它的和它的质量质量成正比，即成正比，即E=mc2.方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简方程的含义是：物体具有的能量与它的质量之间存在简 单的正单的正比关系，物体的能量比关系，物体的能量增大增大，质量也，质量也增大增大.核子在结合成原子核时出现质量亏损核子在结合成原子核时出现质量亏损m，其能量也要相应，其能量也要相应减少，即减少，即E=mc2；第7页，本讲稿共11页1.1.放射性元素的衰变放射性元素的衰变2.2.原子核的人工转变原子核的人工转变四四.核反应方程核反应方程第8页，本讲稿共11页 3.3.重核的裂变（核能发电、原子弹）重核的裂变（核能发电、原子弹）链式反应链式反应核电站、核潜艇核电站、核潜艇 4.4.轻核的聚变（氢弹）轻核的聚变（氢弹）热核反应热核反应链式反应链式反应核电站、核潜艇核电站、核潜艇 第9页，本讲稿共11页五五.核能的计算核能的计算1.计算方法：先算出亏损的质量计算方法：先算出亏损的质量(方法方法1)：利用：利用E EmCmC2 2(方法方法2)：m=nu利用利用E Enx931.5MeVnx931.5MeV第10页，本讲稿共11页核衰变与动量守恒在磁场中运动的综合应用核衰变与动量守恒在磁场中运动的综合应用 、衰变过程中系统动量守恒，若原核是静的，则生成的衰变过程中系统动量守恒，若原核是静的，则生成的、粒子与新核动量大小相等方向相反粒子与新核动量大小相等方向相反 或或粒子的半径大、新核的半径小，粒子的半径大、新核的半径小，两圆内切为两圆内切为衰变，两圆外切为衰变，两圆外切为衰变；衰变；由两圆半径关系可推知新核及原核的核电荷数。由两圆半径关系可推知新核及原核的核电荷数。1 2 4 3衰变，衰变，2为为粒子粒子衰变，衰变，3为为粒子粒子第11页，本讲稿共11页