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文档简介
1、http:/ m, 原子核大小数量级为原子核大小数量级为10-14 m3.玻尔模型(见原子的能级跃迁)玻尔模型(见原子的能级跃迁)二、天然放射现象二、天然放射现象 1、天然放射现象:某些元素能自发地放出射线的现象、天然放射现象:某些元素能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。天然放射现象的发现天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构使人们认识到原子核也有复杂结构2、射线的种类和性质、射线的种类和性质射线射线高速的高速的粒子流,粒子流,粒子粒子是氦原子核,速度是氦原子核,速度 约为光速约为光速1/101/10,贯穿能力最
2、弱,电离能力最强。,贯穿能力最弱,电离能力最强。 射线射线高速的电子流,高速的电子流,粒子粒子是速度接近光速的负是速度接近光速的负 电子,贯穿能力稍强,电离能力稍弱。电子,贯穿能力稍强,电离能力稍弱。 射线射线能量很高的电磁波,能量很高的电磁波,粒子粒子是波长极短的是波长极短的 光子光子, , 贯穿能力最强贯穿能力最强, ,电离能力最弱。电离能力最弱。 3. .三种射线的来源:三种射线的来源: 粒子粒子是核内两个质子和两个中子抱成团一起射出。是核内两个质子和两个中子抱成团一起射出。粒子粒子是原子核内的中子转化成质子时放出的。是原子核内的中子转化成质子时放出的。射线射线经常是伴随经常是伴随射线和
3、射线和射线产生的。射线产生的。4. 三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较:中的偏转情况比较: 如如、图所示,在匀强磁场和匀强电场中都是图所示,在匀强磁场和匀强电场中都是比比的偏转大,的偏转大,不偏转;不偏转; 区别是:在磁场中偏转轨迹是圆弧,区别是:在磁场中偏转轨迹是圆弧, 在电场中偏转轨迹是抛物线。在电场中偏转轨迹是抛物线。图中图中肯定打在肯定打在O点;点; 如果如果也打在也打在O点,则点,则必打在必打在O点下方;点下方; 如果如果也打在也打在O点,则点,则必打在必打在O点下方。点下方。 OBEEB5. 三种射线的性质和实质
4、三种射线的性质和实质带带电电量量质质量量数数符号符号电离电离性性穿透性穿透性实实 质质来来 源源射射线线+2e4很强很强很小(一很小(一张普通纸)张普通纸)高速的高速的氦核流氦核流(v 0.1c)两个中子和两两个中子和两个质子结合成个质子结合成团从原子核中团从原子核中放出放出射射线线-e0弱弱很强(几很强(几毫米铝板)毫米铝板)高速的高速的电子流电子流(vc)原子核中的中原子核中的中子转换成质子子转换成质子时从原子核中时从原子核中放出放出射射线线00很小很小更强(几更强(几厘米铅板)厘米铅板)波长极波长极短的电短的电磁波磁波原子核受激原子核受激发产生的发产生的e01 He42在云室看到的只是成
5、串的小液滴,它描述的是射线在云室看到的只是成串的小液滴,它描述的是射线粒子运动的径迹,而不是射线本身粒子运动的径迹,而不是射线本身粒子的质量比较大,在气体中飞行不易改变方向,粒子的质量比较大,在气体中飞行不易改变方向,并且电离本领大,沿途产生的离子多,所以它在云并且电离本领大,沿途产生的离子多,所以它在云室中的径迹直而粗室中的径迹直而粗粒子的质量小,跟气体碰撞时容易改变方向,并且粒子的质量小,跟气体碰撞时容易改变方向,并且电离本领小,沿途产生的离子少,所以它在云室中电离本领小,沿途产生的离子少,所以它在云室中的径迹比较细,且常常发生弯曲的径迹比较细,且常常发生弯曲粒子的电离本领更小,一般看不到
6、它的径迹粒子的电离本领更小,一般看不到它的径迹6、探测射线的方法、探测射线的方法威耳逊云室威耳逊云室气泡室气泡室盖革管的原理是某种射线粒子进入管内时,它使管内盖革管的原理是某种射线粒子进入管内时,它使管内的气体电离,产生的电子在电场中被加速,能量越的气体电离,产生的电子在电场中被加速,能量越来越大,电子跟管中的气体分子碰撞时,又使气体来越大,电子跟管中的气体分子碰撞时,又使气体分子电离,产生电子分子电离,产生电子这样,一个射线粒子进入这样,一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子这些电子到达阳极,阳管中后可以产生大量电子这些电子到达阳极,阳离子到达阴极,在外电路中就产生一次脉冲放电,离子到达阴极
7、,在外电路中就产生一次脉冲放电,利用电子仪器可以把放电次数记录下来利用电子仪器可以把放电次数记录下来盖革盖革 弥勒计数器弥勒计数器另外,还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导另外,还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器装置体探测器等探测器装置GM计数器放大倍数很大,非常灵敏,用它来检计数器放大倍数很大,非常灵敏,用它来检测放射性是很方便的测放射性是很方便的GM计数器只能用来计数计数器只能用来计数,而不能区分射线的种类而不能区分射线的种类.GM计数器不适合于极快速的计数计数器不适合于极快速的计数GM计数器较适合于对计数器较适合于对、粒子进行计数粒子进行计数三、天然衰变中核的变
8、化规律三、天然衰变中核的变化规律1、衰变规、衰变规律律在核的天然衰变中,在核的天然衰变中,衰变方程式遵守的规律衰变方程式遵守的规律是质量数是质量数守恒和电荷数守恒守恒和电荷数守恒 。(1) 衰变:随着衰变:随着衰变,新核在元素周期表中位置衰变,新核在元素周期表中位置向前移向前移2位,即质量数位,即质量数-4,电荷数电荷数-2HeYXMZMZ4242 (2) 衰变:随着衰变:随着 衰变,新核在元素周期表中位置衰变,新核在元素周期表中位置向后移向后移1位,即质量数不变位,即质量数不变,电荷数电荷数+1eYXMZMZ011 (3) 衰变:随着衰变:随着 衰变,变化的不是核的种类衰变,变化的不是核的种
9、类, ,而是而是核的能量状态。但一般情况下,核的能量状态。但一般情况下, 衰变总是伴随衰变总是伴随衰衰 变或变或 衰变进行的。衰变进行的。 2、半衰期、半衰期(1)定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所)定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需需 要的时间。要的时间。 TtNN210 (2)意义:反映了核衰变过程的统计快慢程)意义:反映了核衰变过程的统计快慢程度。半衰期短的元素衰变得快,放射性较强度。半衰期短的元素衰变得快,放射性较强(3)特征:半衰期只与元素本身有)特征:半衰期只与元素本身有关,与所处的物理、化学状态及周关,与所处的物理、化学状态及周围环境、温度等都无关。围环境、温度等都
10、无关。13.87.6 11.4 15.201/21/41/80mmt /天天氡的衰变曲线氡的衰变曲线a. N0(大量)个放射性元素的核,经过一个半衰期(大量)个放射性元素的核,经过一个半衰期T,衰变了一半,再经过一个半衰期衰变了一半,再经过一个半衰期T,全部衰变完。,全部衰变完。事实上,事实上,N0(大量)个某种放射性元素的核,经过时(大量)个某种放射性元素的核,经过时间间t 剩下的这种核的个数为剩下的这种核的个数为而对于少量的核(如而对于少量的核(如4个),是无法确定其衰变所需个),是无法确定其衰变所需要的时间的。这实质上就是要的时间的。这实质上就是“半衰期反映了核衰变过半衰期反映了核衰变过
11、程的统计快慢程度程的统计快慢程度”的含义。的含义。TtNN)(210 b. 若有若有4个放射性元素的核个放射性元素的核,经一个半衰期经一个半衰期, 将衰变将衰变2个。个。(4)两种错误认识:)两种错误认识:006.江苏南通江苏南通08届第一次调研测试届第一次调研测试12C12. C(模块(模块3-5试题)试题) (1)美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电)美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池,它是采用铜和半衰期长达池,它是采用铜和半衰期长达100年的放射性同位素年的放射性同位素镍镍63( )两种金属作为长寿命电池的材料,利用)两种金属作为长寿命电池的材料,利用镍镍63发生一次发生一次 衰
12、变变成铜(衰变变成铜(Cu),同时释放电子给),同时释放电子给铜片,把镍铜片,把镍63和铜片做电池两极则镍和铜片做电池两极则镍63的衰变方程的衰变方程是是 ,铜片是该电池的,铜片是该电池的 (选填(选填“正极正极”或或“负极负极”)Ni6328解:解:镍镍63的衰变方程为的衰变方程为CueNi63290-16328 负极负极035.广东茂名市广东茂名市2007年第二次模考年第二次模考 22据调查每年有据调查每年有280万人直接或者间接死于装修污染,万人直接或者间接死于装修污染,装修污染已经被列为装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染危害群众最大的五种环境污染”之一。目前,在居室装修中经
13、常用到的花岗岩、大理石之一。目前,在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料,都不同程度地含有放射性元素,比如,含等装修材料,都不同程度地含有放射性元素,比如,含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡,而氡有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡,而氡会发生放射性衰变,放出会发生放射性衰变,放出、射线,这些射线会导射线,这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据有关放射致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据有关放射性知识可知,下列说法正确的是:性知识可知,下列说法正确的是: ( )A氡的半衰期为氡的半衰期为3.8天,若取天,若取4个氡核,经过个氡核,经过7.6天就只天就只
14、剩下一个氡原子核了剩下一个氡原子核了B衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子和电子所产生的和电子所产生的C射线一般伴随着射线一般伴随着或或射线产生,在这三种射线中,射线产生,在这三种射线中,射线的穿透能力最强,电离能力也最强射线的穿透能力最强,电离能力也最强D发生发生衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了数减少了4Bgk004.2008年高考物理上海卷年高考物理上海卷 3A3A1911年卢瑟福依据年卢瑟福依据 粒子散射实验中粒子散射实验中 粒子发生粒子发生了了_(选填(选填“大大”或或“小小”)角度散射
15、现象,)角度散射现象,提出了原子的核式结构模型。若用动能为提出了原子的核式结构模型。若用动能为1 MeV的的 粒子轰击金箔,其速度约为粒子轰击金箔,其速度约为_m/s。(质子和中子的质量均为(质子和中子的质量均为1.67 1027 kg,1 MeV106eV)大大J.MeVmvEk1321061121 m/s109610671410612262713 .mEvk6.9 106 卢瑟福在卢瑟福在粒子散射实验中发现了大多数粒子散射实验中发现了大多数粒子粒子没有大的偏转没有大的偏转,少数发生了较大的偏转少数发生了较大的偏转,卢瑟福抓住了卢瑟福抓住了这个现象进行分析,提出了原子的核式结构模型这个现象进
16、行分析,提出了原子的核式结构模型解析:解析:067.广州市重点中学广州市重点中学0708学年度第三次质检学年度第三次质检 4 4如图甲是如图甲是、三种射线穿透能力的示意图,三种射线穿透能力的示意图,图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图,请问图乙中的检查是利用了哪种射伤痕的示意图,请问图乙中的检查是利用了哪种射线?线? ( ) A. 射线射线 B. 射线射线 C. 射线射线 D . 三种射线都可以三种射线都可以钢板钢板计数器计数器乙乙 射线射线混凝土混凝土铝铝纸纸射线射线射线射线甲甲Cgk012.2008年高考理综宁夏卷年高考理综宁
17、夏卷33(1) 33、(6分)分)物理物理选修选修35 天然放射性元素天然放射性元素 经过经过 次次衰变和衰变和 次次衰变,最后变成铅的同位素衰变,最后变成铅的同位素 .(填入铅的(填入铅的三种同位素三种同位素 、 、 中的一种)中的一种)Pu23994Pb20782Pb20882Pb2068284Pb20782gk005.2008年高考江苏卷年高考江苏卷12C. (3)12.C(选修模块(选修模块35)约里奥约里奥居里夫妇因发现人工放射性而获得了居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年年的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元素的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元素 衰变衰变成成 的同时放出另一种
18、粒子的同时放出另一种粒子,这种粒子是这种粒子是 . 是是 的同位素的同位素,被广泛应用于生物示踪技术被广泛应用于生物示踪技术.P3015iS3014P3215P3015P3215P32151 mg 随时间衰变的关随时间衰变的关系如图所示,请估算系如图所示,请估算4 mg的的 经多少天的衰变后经多少天的衰变后还剩还剩0.25 mg?t/day10 20 30 40 50 6000.00.81.0m/mg正电子正电子 答:答:t56天(天(5458天)天) 解见下页解见下页eSiP0130143015 由核反应过程中电荷数和质量数守恒可写出核反应由核反应过程中电荷数和质量数守恒可
19、写出核反应方程:方程:可知这种粒子是正电子。由图象可知可知这种粒子是正电子。由图象可知P3215的半衰期为的半衰期为14天,天,P32154mg的的 衰变后还剩衰变后还剩0.25mgP3215经历了经历了4个半衰期,所以为个半衰期,所以为56天。天。解析:解析:15一个氡核一个氡核 衰变成钋核衰变成钋核 并放出一并放出一个粒子,其半衰期为个粒子,其半衰期为3.8天。天。1g氡经过氡经过7.6天衰变掉天衰变掉氡的质量以及氡的质量以及 衰变成衰变成 的过程放出的粒的过程放出的粒子是(子是( )gk007.2008年高考理综天津卷年高考理综天津卷 15Rn22286Po21884Rn22286Po21884A0.25g,a粒子粒子 B0.75g,a粒子粒子C0.25g,粒子粒子 D0.75g,粒子粒子【解析】【解析】 经过了两个半衰期,经过了两个半衰期,1g的氡剩下了的氡剩下了0.25g,衰变了衰变了0.75g,根据核反应方程的规律,在反应前,根据核反应方程的规律,在反应前后的质量数和荷电荷数不变,可得出是后的质量数和荷电荷数不变,可得出是a粒子,所粒子,所以以B正确。正确。 Bgk011.2008年高考物理海南卷年高考物理海南卷19(1) 19、模块、模块35试题试题(4分)某考古队发现一古生物
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