物理选修3---5第十九章原子核知识点汇总.docx

物理选修 3---5 第十九章原子核知识点汇总（训练版）知识点一、原子核的组成1、天然放射现象(1) 天然放射现象的发现： 1896 年法国物理学，贝克勒耳发现铀或铀矿石能放射出某种人眼看不见的射线这种射线可穿透黑纸而使照相底片感光们意识到原子核具有复杂结构放射性 ：物质能发射出上述射线的性质称放射性放射性元素： 具有放射性的元素称放射性元素天然放射现象 ：某种元素白发地放射射线的现象 ，叫天然放射现象2) 放射线的成份和性质：① 用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹：电 穿对 射离能 透能应粒子 出速度力 力1最最α射线4HeC210强弱天然放射现象的发现使人对应粒子的产生α衰变中：201 n 211 H 24 He099较较β衰变中：1 eCβ射线10001n 11 H 10 e弱弱核反应中 新核 从高能态光 最 最γ射线 C 向低能态跃迁时释放能量，子 弱 强即发出γ射线② 三种射线及其性质比较：2、原子核的组成（1）质子 p 的发现1919 年卢瑟福发现质子，并预言了中子的存在发现方程24 He 147N178O 11H（ 2）中子 n 的发现：1932 年，卢瑟福的学生查德威克发现中子。

发现方程 24 He 49 Be 126C 01n（ 3）原子核的组成：原子核是由质子和中子组成，质子和中子统称为核子在原子核中：质子数等于电荷数 ; 核子数等于质量数 ; 中子数等于质量数减电荷数 .原子核常用符号： ZA XX----- 元素符号， A----- 核的质量数（核子数）， Z-----核电荷数（即原子序数）知识点二、放射性元素的衰变1、原子核的衰变：(1) 衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化称为衰变① 在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒如 : 衰变方程：α衰变： 23892U 23490Th 24He β衰变： 23490Th 23491 Pa 01e② γ射线是伴随α、β衰变放射出来的高频光子流③ 在β衰变中新核质子数多一个， 而质量数不变是由于反映中有一个中子变为一个质子和一个电子其转化方程是：01n 11H 10e2、 半衰期 T（ 1）定义 ：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫半衰期半衰期是大量原子发生衰变的统计规律 2）半衰期是由原子核内部自身因素决定的它与原子所处的化学状态（单质、化合物）和外部条件（如：温度、压强等）无关。

3）半衰期反映放射性元素稳定性半衰期越长，放射性污染就越大；所以科学实验用到射线，通常选用半衰期较短的“放射性同位素”发出的射线，而不用天然放射性物质的射线 4）公式- tN余 N 原 * 2 T （ N 余 表示未发生衰变的该元素原子数，Ｎ 原表示发生衰变前该元素的原子数）tM 余-M原*2T（ M 余 表示未发生衰变的该元素物质质量， M 原 表示发生衰变前该元素的物质质量）知识点三、探测射线的方法虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来探知放射线的存在，这些现象主要是：使气体电离 ;使照相底片感光 ;使荧光物质产生荧光 .探测射线常用仪器：威耳孙云室；气泡室；盖革－弥勒计数器等知识点四、放射性的应用与防护1、原子核的人工转变 ：原子核的人工转变是指用人工的方法 ( 例如用高速粒子轰击原子核 ) 使原子核发生转变如：卢瑟福用α粒子轰击氦原子核，发现了质子24 He 147N178 O 11H 查德威克用α粒子轰击铍核，发现中子24 He 49Be126 C 01n2、人工放射性同位素：（1）同位素：具有相同的质子和不同中子数的原子互称 同位素 2）放射性同位素：具有放射性的同位素叫放射性同位素。

如： 1934 年，小居里夫妇用α粒子轰击铝时，发现放射性同位素磷1530 P ，即24 He 1327Al 1530P 01n↓1530P 1430Si 01e3、放射性同位素的应用与防护：（ 1）利用射线：γ射线——“无损探伤”、“钢板厚度自动控制”、“癌症放疗”、“培育优良品种”、“杀灭细菌”等；α射线——利用其很强的电离能力来使空气电离，从而消除静电 2）利用“放射性标记”作为“示踪原子”——如检查地下漏油管道的漏油情况 3）防护：远离放射源、减少照射时间、屏闭放射源、及时检测（ 4）放射性标记：知识点五、 核力与结合能1、核力 ：强相互作用 ------ （在原子核的尺度内核力比库仑力大得多）短程力 ------（作用范围在 1.5 × 10-15m 内，大于 0.8 × 10- 15m 时表现为引力，小于 0.8 × 10 -15m 时表现为斥力， 超过 1.5 × 10 -15m 核急剧减小，几乎为零；）饱和性 ----- （每个核子只与相邻的核子之间才有核力发生）在稳定的重原子核内：中子数比质子数要多，这样才能维持原子核的稳定2、原子核的结合能 ：核子结合成原子核放出的能量与原子核分解为核所需吸收的能量叫原子核的结合能。

3、比结合能 ：a、“原子核的结合能与核子数之比”叫“平均结合能”或“比结合能”b、原子核越大，其结合能就越大；但比结合能不一定大； 比结合能越大原子核越稳定c、中等质量的原子核比结合能最大，所以中等质量的原子核最稳定d、凡是向着“比结合能大”的方向进行的核反应或 有质量亏损的核反应都是放能发应e、科学家们就是根据向着【“比结合能大”的方向进行 的核反应都要释放能量】这一理论来利用核能的4、核能计算a、爱因斯坦质能方程：物体的能量与质量之间的简单正比关系 E mC 2说明：①不能说“质量和能量可以相互转化”，只能说“能量大的物体质量也大”“质量减小时物体的能量也随之减少”②光子没有静质量，频率为γ的运动光子具有的能量为 E=h γ =mC 2；所以运动光子的质量为 mhC 2③质能方程中 E 为物体具有的一切能量之和（包括机械能、内能、电磁能、结合能等）④在核反应中，质量和能量都守恒在核反应前后只是能量的存在形式不同，总能量不变；在核反应前后只是物质由静质量变成了动质量，总质量不变b、在核反应过程中，释放的能量可用 E mC 2 来计算， m 为亏损质量 ，即反应前后静质量差的绝对值 (掌握两种计算方法 )①若质量亏损 m 为 2Kg ，则释放的能量 E mC 2 2 3 108 2 =1.8 1017 J②若质量亏损 m 为 2u ，则释放的能量 E 2 931.5 1863(MeV)知识点六、核裂变1、重核的裂变 ：例： 23592U 01n 14456 Ba 3689Kr 301 n2、链式反应：由重核产生的 2 ～ 3 个中子，使裂变反应连续不断地进行下去的过程，叫“链式反应”。

3、使链式反应能进行下去的条件 ：铀块的体积大于 临界体积 （铀块临界体积对应的质量称为临界质量）4、核反应堆简介：（ 1） U235 只能俘获“慢中子”而不易俘获裂变产生的“快中子”，故要用减速剂（石墨、重水、普通水又叫轻水）使快中子变成慢中子，从而使裂变反应能进行下去 2）控制反应速度：用易吸收中子的“镉棒”——“控制棒”插入或拔出反应堆控制 3）核废料的处理：目前世界上的核电站都是由核裂变反应释放的能量来发电，核废料具有很强的辐射，故要装入特制的容器深埋地下知识点七、轻核的聚变：1、核反应方程 ： 例： 12 H 13H 24He 01n (17.6MeV )2、反应条件 ：要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到 10 -15m 以内，核力才能起作用，聚变反应才能进行；这就要求聚变材料要达到 10 7K 以上的高温，因此聚变反应又叫“热核反应”；这样的高温可以由裂变反应释放的能量实现，也可以用激光从四面八方照射聚变材料来实现3、太阳辐射的能量 ，来自于太阳内部剧烈的热核反应释放的能量，因此太阳的质量将不断减少4、核聚变与核裂变对比同质量燃 储废料处理 易控制性料 量。