原子核的组成第二节放射性元素的衰变.ppt

第十九章第十九章 原子核原子核宣化一中高二物理组宣化一中高二物理组魏魏 江江第一节第一节 原子核的组成原子核的组成 一、天然放射现象一、天然放射现象 1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含有铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线含有铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底版感光。可以穿透黑纸使照相底版感光。玛丽玛丽居里和其丈夫皮埃尔居里和其丈夫皮埃尔居里发现了放居里发现了放射性元素钋（射性元素钋（Po）、镭（）、镭（Ra）1、放射性：、放射性：物质发射射线的性质物质发射射线的性质2、放射性元素：、放射性元素：具有放射性的元素具有放射性的元素说明：说明：（1）原子序数大于或等于）原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于子序数小于83的元素，有的也能放出射线；的元素，有的也能放出射线；（2）放射性元素自发地发出射线的现象，叫天然放射现象；）放射性元素自发地发出射线的现象，叫天然放射现象；（3）天然放射现象的发现说明原子有更复杂的结构，即原子核）天然放射现象的发现说明原子有更复杂的结构，即原子核有复杂的结构；有复杂的结构；二、原子核的组成二、原子核的组成1、质子的发现、质子的发现 1919年，卢瑟福用镭放射出的年，卢瑟福用镭放射出的粒子轰击氮原子核，从氮核粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新粒子。最后确定为质子，用中打出了一种新粒子。最后确定为质子，用P表示，以后人们用表示，以后人们用同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了质子。同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了质子。注意注意：核反应方程遵守两个守恒，：核反应方程遵守两个守恒，（1）质量数守恒，但静态质量不守恒；）质量数守恒，但静态质量不守恒；（2）电荷数守恒。）电荷数守恒。卢瑟福预言了中子的存在卢瑟福预言了中子的存在 1932年，卢瑟福的学生查德威克利用放射性元素年，卢瑟福的学生查德威克利用放射性元素发出的发出的粒子轰击铍核发现了中子粒子轰击铍核发现了中子2、中子的发现、中子的发现 3、原子核的组成、原子核的组成（1）原子核由带正电的质子和中性的中子组成，质子和中子统）原子核由带正电的质子和中性的中子组成，质子和中子统称为核子；称为核子；（2）原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原）原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数；子序数；（3）原子核的质量数在数值上等于核内的质子数与中子数的总）原子核的质量数在数值上等于核内的质子数与中子数的总和；和；（4）同位数：具有相同的质子数和不同的中子数的同一类元素）同位数：具有相同的质子数和不同的中子数的同一类元素统称为同位数；统称为同位数；（5）原子核常用符号）原子核常用符号 表示，表示，X为元素为元素符号，上角标符号，上角标A表示核的质量数，下角标表示核的质量数，下角标Z表示核的电荷数（即原子序数）表示核的电荷数（即原子序数）（6）相邻核子之间存在核力作用）相邻核子之间存在核力作用核力是短程作用力，只存在于相邻的两核子之间，核力是短程作用力，只存在于相邻的两核子之间，核力是强相互作用力，原子核内各核子靠静电力、核力是强相互作用力，原子核内各核子靠静电力、万有引力、核力的共同作用紧紧聚集在一起，其中万有引力、核力的共同作用紧紧聚集在一起，其中起决定性作用的是核力起决定性作用的是核力 三、放射性元素的衰变三、放射性元素的衰变1、原子核的衰变：、原子核的衰变：某种元素原子核自发地放出射线粒子后，转某种元素原子核自发地放出射线粒子后，转变成新的元素原子核的现象变成新的元素原子核的现象2、原子核的衰变规律：遵守电荷数守恒、质量数守恒同时动量、原子核的衰变规律：遵守电荷数守恒、质量数守恒同时动量和能量也是守恒的。和能量也是守恒的。3、原子核的衰变分类：、原子核的衰变分类：（1）衰变：衰变：衰变通式：衰变通式：衰变本质：衰变本质：说明：说明：每发生一次每发生一次衰变，原来的核就减少两个质子与两个中子，衰变，原来的核就减少两个质子与两个中子，产生的新核在周期表中后退两个格，但衰变系统的质子总数，产生的新核在周期表中后退两个格，但衰变系统的质子总数，中子总数，核子数均不变。中子总数，核子数均不变。（2）衰变：衰变：衰变通式：衰变通式：衰变本质：衰变本质：说明：说明：每发生一次每发生一次衰变，原来的核就损失一个中子，多产生一衰变，原来的核就损失一个中子，多产生一个质子，产生的新核在周期表中向前推进一个格，衰变系统的个质子，产生的新核在周期表中向前推进一个格，衰变系统的质子总数多质子总数多1，中子总数少，中子总数少1，但核子总数不变。，但核子总数不变。（3）+衰变：衰变：衰变通式：衰变通式：衰变本质：衰变本质：说明：说明：每发生一次每发生一次+衰变，原来的核就损失一个质子，多产生衰变，原来的核就损失一个质子，多产生一个中子，产生的新核在周期表中向后移动一个格，衰变系统一个中子，产生的新核在周期表中向后移动一个格，衰变系统的质子总数少的质子总数少1，中子总数多，中子总数多1，但核子总数不变。，但核子总数不变。总结：总结：（1）每种元素具有什么衰变性是一定的，与元素处于什么物理或化学状态）每种元素具有什么衰变性是一定的，与元素处于什么物理或化学状态无关无关（2）原子核的能量只能取一系列不连续的数值，因此也存在着能级，而且）原子核的能量只能取一系列不连续的数值，因此也存在着能级，而且能级越底越稳定。放射性的原子在发生能级越底越稳定。放射性的原子在发生、衰变后产生的新核往往处于高能衰变后产生的新核往往处于高能级，这时它要向低能级越迁，辐射级，这时它要向低能级越迁，辐射光子。因此，光子。因此，射线经常是伴随着射线经常是伴随着射线射线和和射线产生的，当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生射线产生的，当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生衰变，衰变，有的发生有的发生衰变，同时伴随着衰变，同时伴随着辐射，这时射线中就会同时具有辐射，这时射线中就会同时具有、和和三种三种射线，但单纯的射线，但单纯的辐射不应起原子核衰变辐射不应起原子核衰变4、三种射线对比、三种射线对比射线射线射线本质高速的氦核流高速的电子流高速的光子流真空中的传播速度约为光速的1/10接近光速光速空气中的电离本领很强较弱很弱贯穿本领很弱较强很强质量4mP=41.6710-27kgmP/1836没有静止的质量在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光三种射线的分离及鉴别三种射线的分离及鉴别（1）利用磁场：）利用磁场：（2）利用电场：）利用电场：四、半衰期四、半衰期1 1、定义：放射性元素的原子、定义：放射性元素的原子核衰变掉一半所用时间，核衰变掉一半所用时间，叫放射性元素的半衰期。叫放射性元素的半衰期。2 2、衰变规律：、衰变规律：m m0 0:放射性元素放射性元素的原有质量；的原有质量；m m：经过：经过n n个个半衰期的时间后剩余的放半衰期的时间后剩余的放射性元素的质量，则有射性元素的质量，则有 m=m m=m0 0/2/2n n或或m/mm/m0 0=1/2=1/2n n3 3、决定半衰期的因素：、决定半衰期的因素：由原子核内部的因素由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有决定，只与元素的种类有关，跟元素所处的物理或关，跟元素所处的物理或化学状态无关。化学状态无关。宣化一中 高二物理教研组 魏江 谢谢大家！再再 见！见！