物理选修3---5第十九章原子核知识点汇总

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1、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。天然放射现象的发现使人 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： 用电场和磁场来研究放射性元素射出的射线，在电场中轨迹对应粒子射出速度电离能力穿透能力对应粒子的产生a射线4 He2丄C10最强最弱a衰变中：2

2、1 n + 21H T 4 He0 1 2B射线0 e-i99C100较弱较弱B衰变中：1 m 1H + 0 e0 1-1Y射线光子C最弱最 强核反应中新核从高能态 向低能态跃迁时释放能量， 即发出Y射线。 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4He+i4NTi7O+ iH2781（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4He+ 9BeTi2C + in2460（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

3、减电荷数.原子核常用符号：: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。 在原子核的衰变过程中，电荷数和质量数守恒。如：衰变方程：a 衰变：238UT234Th+ 4Hep 衰变：234Th234Pa+ 0e929029091-1 Y射线是伴随a、p衰变放射出来的高频光子流。 在P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：inT iH + oe0 1-12、半衰期T（1）定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所

4、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N = N *2t （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余原余原原子数）M 二 M *2-T余原（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） 余原知识点三、探测射线的方法虽然放射线看不见，但

5、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a粒子轰击氦原子核，发现了质子。4He+i4NTi7O+1H2781。查德威克用a粒子轰击铍核，发现中子。4He+ 9BeTi2C+ 1n2460。2、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: 193

6、4年，小居里夫妇用a粒子轰击铝时，发现放射性同位素磷30P，即154 He+27Al t 30P+ in21315030Pt30Si+ 0ei5 i4+i3、放射性同位素的应用与防护：(1) 利用射线：v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；a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”一一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：上国际通用的轴ft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

7、大得多)短程力 (作用范围在1.5X10-i5m内，大于0.8X10-15m时表现为引力， 小于0.8X10-15m时表现为斥力，超过1.5X10-15m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

8、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。F1n力 t40 ICO 180 20Sf 、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二mC2说明：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”光子没有静质量，频率为Y的运动光子具有的能量为E=hY =mC2hy所以运动光子的质量为m二C2 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） 在核反应中，质

9、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AE = NmC2来计算，Am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）若质量亏损Am为2Kg,贝V释放的能量AE二AmC2 = 2xG x 108）=1.8 x 1017（J）若质量亏损Am为2u，则释放的能量AE 2 x 931.5 = 1863（MeV）知识点六、核裂变1、重核的裂变：例：235U + 1NT144BA+ 89Kr +31N920563602、链式反应：由重核产生的23个中子，使裂变反应连续不断地进行下去

10、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：2H+3HT4He+ 1N + 丫（17.6MeV）1 1

11、 2 02、反应条件：要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到105m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107K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料储量废料处理易控制性重核裂变释放能量少小数量多辐射强（不容易）已可控轻核聚变释放能量多大数量少无辐射（容易）难题5、轻核聚变可控的难题：目前世界上没有一种容器能承受107K以上的高温；目前聚变反应主要用于军事上，

12、即氢弹。针对性训练题一、选择题。共10 小题，每小题4分，共40分。每小题的4个选项中至少有一个是 正确的。请将正确选项选出并填在题后的表格中，全选对每题得4 分，选不全的得2 分， 有错选或不答的得0 分。1下列说法正确的是（）A. a射线与匕射线都是电磁波B. 0射线为原子的核外电子电离后形成的电子流，它具有中等的穿透能力。C. 用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D. 原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量2 .用a粒子轰击铝核（27Al ），产生磷核（30P ）和x粒子，磷核（30P ）具有放射131515性，它衰变后变成硅核（30 Si）和y粒

13、子，则x粒子和y粒子分别是（）A. 质子 电子B.质子 正电子C.中子 正电子D.中子 电子3. 太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的热核聚变反应形成的，其核反应方程是 （）A. 4iH 4He+2oeb. i4N+4He17O+1H1217281D. 238U 234Th+4He92902C. 235U+ini36Xe+9oSr+lOm920543804. 图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c 三束，以下判断正确的是（ ）A. a为a射线、b为0射线B. a为0射线、b为匕射线C. b为匕射线、c为a射线D. b为a射线、c为匕射线5关于放射性同位素应

14、用的下列说法中正确的有（ ）A. 放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B. 利用Y射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C. 用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D. 用Y射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害6. 如图所示，在a粒子散射实验中，a粒子穿过某一金属原子核附近的示意图，人、B、C 分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是（）A. a粒子在A处的速度比B处的速度小B. a 粒子在 B 处的动能最大，电势能最小C. a 粒子在 A、 C 两处的速度大小相等D. a粒子在B处的速度比在C处的速度要小7. （06 深圳 2）关于原子核，下列说法中正确的是（）A. 原子核能发生0衰变说明原子核内存在电子B. 核反应堆利用镉棒吸收中子控制核反应速度C. 轻核的聚变反应可以在任何温度下进行D. 一切核反应都能释放核能8. 已知n+介子、n -介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克A. n +由u和d组成B. n +由d和u组成C. n-由u和d组成