原子物理原子核幻灯片.ppt
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1、原子物理原子核第1页,共46页,编辑于2022年,星期五【知识要点知识要点】vv一、天然放射现象一、天然放射现象v二、原子核的人工转变、原子核的组成二、原子核的人工转变、原子核的组成v三、原子核能三、原子核能第2页,共46页,编辑于2022年,星期五1 1、天然放射现象、天然放射现象原子核具有复杂结构原子核具有复杂结构18961896年贝克勒尔发现铀年贝克勒尔发现铀年贝克勒尔发现铀年贝克勒尔发现铀U U和含铀的和含铀的和含铀的和含铀的矿物能发射某种看不见的射线,这矿物能发射某种看不见的射线,这矿物能发射某种看不见的射线,这矿物能发射某种看不见的射线,这种射线可以穿透黑纸使照像底片感种射线可以穿
2、透黑纸使照像底片感种射线可以穿透黑纸使照像底片感种射线可以穿透黑纸使照像底片感光光光光,发现天然放射现象。像这样物质发现天然放射现象。像这样物质发现天然放射现象。像这样物质发现天然放射现象。像这样物质自发地发出射线的现象叫天然放射自发地发出射线的现象叫天然放射自发地发出射线的现象叫天然放射自发地发出射线的现象叫天然放射现象。物质的这种性质叫天然放射现象。物质的这种性质叫天然放射现象。物质的这种性质叫天然放射现象。物质的这种性质叫天然放射性,具有放射性的元素,叫放射性性,具有放射性的元素,叫放射性性,具有放射性的元素,叫放射性性,具有放射性的元素,叫放射性元素。后来居里夫妇又发现两种放元素。后来
3、居里夫妇又发现两种放元素。后来居里夫妇又发现两种放元素。后来居里夫妇又发现两种放射性更强的新元素,叫做钋射性更强的新元素,叫做钋射性更强的新元素,叫做钋射性更强的新元素,叫做钋PoPo和镭和镭和镭和镭RaRa。第3页,共46页,编辑于2022年,星期五2 2、三种射线、三种射线vv(1)射射线线:本本质质是是氦氦原原子子核核流流,符符号号是是 ,带带电电量量为为+2e,质质量量为为4u(1u=1.66 10-27千千克克),贯穿本领最弱,电离本领最强。贯穿本领最弱,电离本领最强。vv(2)射射线线:本本质质是是电电子子流流,符符号号是是 ,带带电电量量为为-e(1e=1.9 10-19库库仑仑
4、),质质量量为为 ,贯穿本领较强,电离本领较强。贯穿本领较强,电离本领较强。vv(3)射射线线:本本质质是是高高能能光光子子流流,符符号号是是,不不带带电电,静静止止质质量量为为零零,贯贯穿穿本本领领最最强强,电电离离本本领领最最弱。弱。第4页,共46页,编辑于2022年,星期五3 3、放射性元素的衰变、放射性元素的衰变原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。在衰变中电荷数和质量数都守恒。变。在衰变中电荷数和质量数都
5、守恒。变。在衰变中电荷数和质量数都守恒。变。在衰变中电荷数和质量数都守恒。(1 1 1 1)衰衰衰衰变变变变:原原原原子子子子核核核核放放放放出出出出一一一一个个个个粒粒子子,原原子子序序数数(核核电荷数)就比原来少电荷数)就比原来少2 2 2 2,而质量数少,而质量数少,而质量数少,而质量数少4 4。例如例如例如例如 写成一般式为写成一般式为第5页,共46页,编辑于2022年,星期五(2 2)衰变:衰变:原子核放出一个原子核放出一个原子核放出一个原子核放出一个粒子,原子序数粒子,原子序数粒子,原子序数粒子,原子序数(核电荷数)就比原来多(核电荷数)就比原来多1 1 1 1,而质量数不变。,而
6、质量数不变。例如例如例如例如 写成一般式为写成一般式为写成一般式为写成一般式为 第6页,共46页,编辑于2022年,星期五4、半衰期半衰期是放射性元素的大量原子核有半数发生衰变需要的时间。半衰期是放射性元素的大量原子核有半数发生衰变需要的时间。w w如果用如果用如果用如果用M M M M0 0 0 0表示原耒的原子的总重量,表示原耒的原子的总重量,表示原耒的原子的总重量,表示原耒的原子的总重量,M M M Mt t t t表示表示表示表示t t t t时刻还未变的原子的时刻还未变的原子的时刻还未变的原子的时刻还未变的原子的总质量,那么总质量,那么总质量,那么总质量,那么每一种放射性元素都有一定
7、的半衰期,不同的放射性元素,半衰期不同。放射每一种放射性元素都有一定的半衰期,不同的放射性元素,半衰期不同。放射每一种放射性元素都有一定的半衰期,不同的放射性元素,半衰期不同。放射每一种放射性元素都有一定的半衰期,不同的放射性元素,半衰期不同。放射性元素半衰期的长短是由原子核的内部因素决定的,它不受外部因素的影响。性元素半衰期的长短是由原子核的内部因素决定的,它不受外部因素的影响。性元素半衰期的长短是由原子核的内部因素决定的,它不受外部因素的影响。性元素半衰期的长短是由原子核的内部因素决定的,它不受外部因素的影响。例如温度的高低,物态的变化,化学结构的变化等等,都不能改变它的半衰期。例如温度的
8、高低,物态的变化,化学结构的变化等等,都不能改变它的半衰期。例如温度的高低,物态的变化,化学结构的变化等等,都不能改变它的半衰期。例如温度的高低,物态的变化,化学结构的变化等等,都不能改变它的半衰期。衰变公式,如果用衰变公式,如果用衰变公式,如果用衰变公式,如果用N0N0表示原耒的原子核数,表示原耒的原子核数,表示原耒的原子核数,表示原耒的原子核数,NtNt表示表示表示表示t t时刻还未衰变的原子核数,时刻还未衰变的原子核数,时刻还未衰变的原子核数,时刻还未衰变的原子核数,T T表示半衰期,那么表示半衰期,那么表示半衰期,那么表示半衰期,那么第7页,共46页,编辑于2022年,星期五二、原子核
9、的人工转变、原子核的组成二、原子核的人工转变、原子核的组成1 1 1 1、质子的发现、质子的发现、质子的发现、质子的发现vv1919191919191919年年年年卢卢卢卢瑟瑟瑟瑟福福福福做做做做了了了了用用用用粒粒粒粒子子子子轰轰轰轰击击击击氮氮氮氮原原原原子子子子核核核核的的的的实实实实验验验验。实实实实验验验验现现现现象象象象表表表表明明明明粒粒粒粒子子子子击击击击中中中中氮氮氮氮核核核核后后后后产产产产生生生生了了了了新新新新的的的的粒粒粒粒子子子子。后后后后来来来来测测测测出出出出了了了了这这这这种种种种粒粒粒粒子子子子的的的的质质质质量量量量和和和和电电电电量量量量,确定它就是氢原
10、子核,又叫做质确定它就是氢原子核,又叫做质确定它就是氢原子核,又叫做质确定它就是氢原子核,又叫做质 子,通常用子,通常用子,通常用子,通常用 或或或或 表示。质子发现的核反应方程是表示。质子发现的核反应方程是表示。质子发现的核反应方程是表示。质子发现的核反应方程是质子的发现表明,可以用人工的方法实现原子核转变;质子的发现表明,可以用人工的方法实现原子核转变;质子的发现表明,可以用人工的方法实现原子核转变;质子的发现表明,可以用人工的方法实现原子核转变;还表明,质子是原子核的组成部分。还表明,质子是原子核的组成部分。还表明,质子是原子核的组成部分。还表明,质子是原子核的组成部分。第8页,共46页
11、,编辑于2022年,星期五2 2、中子的发现、中子的发现1930193019301930年发现用年发现用年发现用年发现用射线轰击铍时,会产生一种看不见的贯穿能射线轰击铍时,会产生一种看不见的贯穿能射线轰击铍时,会产生一种看不见的贯穿能射线轰击铍时,会产生一种看不见的贯穿能力很强的不带粒子。力很强的不带粒子。力很强的不带粒子。力很强的不带粒子。1932193219321932年用这种射线轰击石蜡时,竟能从年用这种射线轰击石蜡时,竟能从年用这种射线轰击石蜡时,竟能从年用这种射线轰击石蜡时,竟能从石蜡中打出质子,如图所示。石蜡中打出质子,如图所示。石蜡中打出质子,如图所示。石蜡中打出质子,如图所示。
12、第9页,共46页,编辑于2022年,星期五 查查查查德德德德威威威威克克克克经经经经过过过过进进进进一一一一步步步步研研研研究究究究,证证证证明明明明放放放放射射射射性性性性元元元元素素素素钋钋钋钋放放放放出出出出的的的的射射射射线线线线轰轰轰轰击击击击铍铍铍铍时时时时发发发发出出出出的的的的贯贯贯贯穿穿穿穿力力力力极极极极强强强强的的的的射射射射线线线线,不不不不是是是是射射射射线线线线,而而而而是是是是一一一一种种种种质质质质量量量量差差差差不不不不多多多多与与与与质质质质子子子子相相相相等等等等的的的的不不不不带带带带电电电电粒粒粒粒子子子子,即即即即中中中中子子子子。中中中中子子子子的
13、的的的质质质质量量量量数数数数是是是是1 1,电电电电荷荷荷荷数数数数是是是是零零零零,用用用用 表表表表示示示示。发发发发现现现现中子的核反应方程是中子的核反应方程是中子的核反应方程是中子的核反应方程是实验证明,从许多原子核里都能打出中子来,可见中子也是实验证明,从许多原子核里都能打出中子来,可见中子也是实验证明,从许多原子核里都能打出中子来,可见中子也是实验证明,从许多原子核里都能打出中子来,可见中子也是原子核的组成部分。原子核的组成部分。原子核的组成部分。原子核的组成部分。第10页,共46页,编辑于2022年,星期五3 3、原子核的组成、原子核的组成原子核是由质子和中子组成的。质子和中子
14、统称为核子。原子核是由质子和中子组成的。质子和中子统称为核子。原子核是由质子和中子组成的。质子和中子统称为核子。原子核是由质子和中子组成的。质子和中子统称为核子。原子核的电荷数等于它的质子数;原子核的质量数就等原子核的电荷数等于它的质子数;原子核的质量数就等原子核的电荷数等于它的质子数;原子核的质量数就等原子核的电荷数等于它的质子数;原子核的质量数就等于它的核子数,即质子数与中子数的和。于它的核子数,即质子数与中子数的和。于它的核子数,即质子数与中子数的和。于它的核子数,即质子数与中子数的和。不论是原子核的衰变还是原子核的人工转变,统称为核反不论是原子核的衰变还是原子核的人工转变,统称为核反不
15、论是原子核的衰变还是原子核的人工转变,统称为核反不论是原子核的衰变还是原子核的人工转变,统称为核反应。在核反应的过程中电荷数和质量数都守恒。应。在核反应的过程中电荷数和质量数都守恒。应。在核反应的过程中电荷数和质量数都守恒。应。在核反应的过程中电荷数和质量数都守恒。但是核反应中反应前后质量不守恒,方程不写等号。但是核反应中反应前后质量不守恒,方程不写等号。但是核反应中反应前后质量不守恒,方程不写等号。但是核反应中反应前后质量不守恒,方程不写等号。第11页,共46页,编辑于2022年,星期五4、放射性同位素、放射性同位素 同位素,具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。(1)人工放射同位
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