原子核结构和性质第一节原子核的组成课件

原子核结构和性质第一节原子核的组成原子核结构和性质第一节原子核的组成1

人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的。人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成2一、天然放射现象1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含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片感光，物质发射射线的性质称为放射性．具有发射性的元素称为放射性元素．元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．一、天然放射现象1896年，法国物理学家贝克勒尔发现3放射型物质发出的射线有三种：１．在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？２．它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？这些射线带不带电呢？放射型物质发出的射线有三种：１．在放射性现象中放出的射线是什4阅读课文填写表格：成分速度贯穿能力电离能力α射线β射线γ射线氦原子核1/10光速弱很容易高速电子流高能量电磁波接近光速较强较弱光速很强更小阅读课文填写表格：成分速度贯穿能力电离能力α射线β射线γ射线5二、原子核的组成1.放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构.2.原子核内究竟还有什么结构？3.原子核又是由什么粒子组成的呢？二、原子核的组成1.放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元6质子的发现1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子。经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍.进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核.质子的发现1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子。经7中子的发现1932年英国物理学家查德威克又发现了中子，通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电.是中性粒子.在对各种原子核进行的实验中，发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒子.中子的发现1932年英国物理学家查德威克又发现了中子，通过研8原子核的表示:X表示

元素符号Z表示

质子数A表示

质量数原子核的表示:X表示

元素符号Z表示

质子数A表示

质量数9如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），则互为同位素。如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），则10原子核的组成中子质子统称核子UHeH114223592XAZ（核）电荷数质量数原子核的组成10－15m元素符号原子核的组成中子质子统称核子UH11原子核的组成各种原子核内质子的个数（核的电荷数）和核外电子的个数都相同，它也等于该种元素在元素周期表中的原子序数；原子核内质子和中子的总数叫做核的质量数，它等于该元素原子量的整数部分.在某种核反应中，一个中子变成一个电子和一个质子.这就是原子核内没有电子，又会放出电子，产生β射线的原因.原子核的组成各种原子核内质子的个数（核的电荷数）和核外电子的12第二节放射性元素的衰变第二节放射性元素的衰变13一、衰变原子核放出α粒子或β粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变α衰变：放出α粒子的衰变，如

β衰变：放出β粒子的衰变，如

1.定义：2.种类：一、衰变原子核放出α粒子或β粒子转变为新核14原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．α衰变：

β衰变：

说明：1.中间用单箭头，不用等号；2.是质量数守恒，不是质量守恒;3.方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。3．规律：衰变方程原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．α衰变：154.本质：α衰变：原子核内少两个质子和两个中子β衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子γ射线的产生：γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的，没有γ衰变。元素的放射性与元素存在的状态无关，放射性表明原子核是有内部结构的。说明：4.本质：α衰变：原子核内少两个质子和两个中子β衰变：165．注意：一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出α、β和γ三种射线。5．注意：一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性17二、半衰期(T)

1.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量2.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间不同的放射性元素其半衰期不同．3.公式：

二、半衰期(T)1.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量18原子核结构和性质第一节原子核的组成课件19注意：(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关

(2)半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的．考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法．注意：(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原20练习1：某原子核A的衰变过程为AβBαC,下列说法正确的是（）A、核A的质量数减核C的质量数等于5;B、核A的中子数减核C的中子数等于2;C、核A的中性原子中的电子数比原子核B的中性原子中的电子数多1;D、核A的质子数比核C的质子数多1。D练习1：某原子核A的衰变过程为A、核A的质量数减核C的质量数21思考：(铀)要经过几次α衰变和β衰变，才能变为(铅)？它的中子数减少了多少？8次α衰变，6次β衰变，中子数减少22个.思考：(铀)要经过几次α衰变和β衰变，才能变为(铅22××××××××××××××××练习2：静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示：则（）A、α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B、原来放射性元素的原子核电荷数为90C、反冲核的核电荷数为88D、α粒子与反冲核的速度之比为1：88R1R2ABC××××练习2：静止在匀强磁场中的某放射性23静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反2、α粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆

β粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆小结：静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后小结：24第四节放射性的应用与防护第四节放射性的应用与防护25卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。一、核反应α粒子铝箔荧光屏氮气显微镜卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ上出现了26

为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的1800多倍。卢瑟福把它叫做质子．质子的符号是H或P在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程．英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多万条α粒子径迹中，发现了８条产生分叉的记录．

为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电27分叉情况表明，α粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。新核的电量较大速度较慢，径迹短而粗；质子速度大，电量小，故径迹细而长．根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核．分叉情况表明，α粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。28用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，------------核反应在核反应中，质量数和电荷数都守恒用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的29核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。注意：１．核反应中质量数与电荷数守恒２．核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的变化核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。30二、人工放射性同位素1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素二、人工放射性同位素1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里31与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：1、放射强度容易控制2、可以制成各种需要的形状3、半衰期更短4、放射性废料容易处理与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：1、放射强度容易控32（1）利用它的射线三、放射性同位素的应用A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪．B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等（1）利用它的射线三、放射性同位素的应用A、由于γ射线贯穿本33γ射线探伤仪γ射线探伤仪34利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）35食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）棉花育种食品保鲜粮食保存食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）棉花育种食品保鲜粮食保存36（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收．但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究．如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决．（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.37原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位素给病人做“放疗”时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。四、辐射与安全原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位素给38过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用．20世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性遭原子弹炸后的广岛过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用39为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施：检测辐射装置全身污染检测仪辐射检测系统辐射源的存放铀为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防40（1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄（2）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里（3）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源放射性的防护（1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄放41核反应堆外层的厚厚的水泥建筑核反应堆外层的厚厚的水泥建筑42防护操作放射性物质的设备在防护状态下操作放射性物质防护操作放射性物质的设备在防护状态下操作放射性物质43第五节核力与结合能第五节核力与结合能44

原子核的半径约为10-15m,只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大，万有引力太小，只有库仑力的10-36。而通常原子核是稳定的,于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起,此力称为核力。核力mpmp库仑力库仑力万有引力万有引力核力

核子靠什么力结合成原子核？原子核的半径约为10-15m,45核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力．核力具有怎样的特点呢？一、核力：核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力．核力46

2.核力是短程力。约在10-15m量级时起作用，距离大于0.8×10-15m时为引力,距离为10×10-15m时核力几乎消失，距离小于0.8×10-15m时为斥力。3.核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。

4.核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态，核力与核子电荷无关。1.核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表现。2.核力是短程力。约在10-15m47除核力外原子核内还存在弱相互作用（弱力）弱力是引起中子－质子转变的原因弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电磁力小。除核力外原子核内还存在弱相互作用（弱力）48二、原子核中质子与中子的比例自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。为什么会这样呢？二、原子核中质子与中子的比例自然界中较轻的原子核，质子数与中49核越来越大，有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加，核力与电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以，原子核大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了。这时，如果不再成对地增加核子，而只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，有助于维系原子核的稳定。由于这个原因，稳定的重原子核里，中子数要比质子数多。核越来越大，有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加，核力与50

由于核力的作用范围是有限的，如果继续增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时即使再增加中子也无济于事，这样的核必然是不稳定的。在宇宙演化的进程中，各种粒子有机会进行各种组合，但那些不稳定的组合很快就瓦解了，只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。现在观察到的88天然放射性元素，则正在瓦解之中。由于核力的作用范围是有限的，如果继续增大原子核，一51结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量。比结合能：结合能与核子数之比，称做为比结合能。也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。三、结合能结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分52四、质量亏损1、例题：中子的质量=1.6749×10－27Kg质子的质量=1.6726×10－27Kg中子和质子的质量和=3.3475×10－27Kg

氘核的质量=3.3436×10－27Kg质量差=0.0039×10－27Kg四、质量亏损1、例题：53四、质量亏损2、质量亏损：原子分解为核子时，质量增加；核子结合成原子核时，质量减少。原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和，叫做质量亏损。1、例题：四、质量亏损2、质量亏损：原子分解为核子时，质量增加；核子结54爱因斯坦质能方程E=mc2

式中c是真空中的光速，m是物体的质量，E是物体的能量。核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm，正表明它们在互相结合过程中放出了能量ΔE=Δm·c2爱因斯坦质能方程E=mc2

553、有关问题的理解和注意事项第一.核反应过程中:

核子结合成原子核时,新核质量小于核子的质量(质量亏损),同时以光子形式释放核能;

原子核分解为核子时,需要吸收一定能量,核子的总质量大于原原子核的质量.第二.核反应过程中,质量亏损时,核子个数不亏损(即质量数守恒),可理解为组成原子核后,核内每个核子仿佛“瘦了”一些.第三.质量亏损并非质量消失,而是减少的质量m以能量形式辐射，因此质量守恒定律不被破坏.3、有关问题的理解和注意事项第一.核反应过程中:第二.核反应56第四.公式ΔE=Δm·c2

的单位问题国际单位:m用“kg”C用“m/s”ΔE用“J”常用单位:m用“u(原子质量单位)”1u=1.660566×10-27kgΔE用“uc2”1uc2=931MeV(表示1u的质量变化相当于931MeV的能量改变)第四.公式ΔE=Δm·c2的单位问题国际单位:m57原子核结构和性质第一节原子核的组成课件58课堂练习:(1)试证明，1原子质量单位u相当于931.50MeV的能量．1u=1.6606×-27kg，光速c=2.9979×108m/s，1eV=1.6022×10-19J．(2)碳原子的质量是12.000000u，可以看做是由6个氢原子(质量是1.007825u)和6个中子组成的．求核子结合成碳原子核时释放的能量．(在计算中可以用碳原子的质量代替碳原子核的质量，用氢原子的质量代替质子的质量，因为电子的质量可以在相减过程中消去．)课堂练习:(1)试证明，1原子质量单位u相当于931.5059原子核结构和性质第一节原子核的组成课件60第六节、重核的裂变第六节、重核的裂变61

物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反映叫做聚变．一、裂变〓聚变〓裂变物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反621939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变。铀核裂变的产物是多种多样的，一种典型的反映是裂变为钡和氪，同时放出三个中子，其核反应方程是：铀核的裂变+→++裂变中释放出巨大的能量，在上述裂变中，裂变后的总质量小于裂变前的总质量，质量亏损：释放出的能量为1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼63由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．链式反应使裂变物资能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量。由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，64原子弹原子弹65核防护（１）核爆炸瞬时效应防护。对核袭击的防护大致可分为两大类。利用工事进行掩蔽在开阔地面上的人员，当发现核爆闪光时，立即背向爆心卧倒，可减轻伤害。（２）放射性沾染防护。避开在沾染区或高照射量率的地区行动人员通过沾染区时尽量乘坐车辆，在沾染区作业时要尽量缩短时间及时穿戴个人防护器材，防止人体受沾染进入沾染区执行任务的人员，可服用抗辐射药，以减少放射性物质在人体内的存留核防护（１）核爆炸瞬时效应防护。对核袭击的防护大致可分为两66解决能源危机根本途径——核能

可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。核聚变资源可使用几亿年。二、核电站解决能源危机根本途径——核能二、核电站67水泥防护层控制棒——镉棒燃料棒—铀棒减速剂链式反应的应用——

核电站慢中子反应堆二、核电站水泥防护层控制棒——镉棒燃料棒—铀棒减速剂链式反应的应用——68第七节、核聚变聚变〓第七节、核聚变聚变〓691轻核的聚变（热核反应）某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。1轻核的聚变（热核反应）某些轻核能够结合在一起，生成一个70根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:氘核的质量：mD＝氚核的质量：mT＝氦核的质量：mα＝中子的质量：mn根据所给数据,计算下面核反应放出的能量:氘核的质量：mD＝氦71发生聚变的条件:使原子核间的距离达到10-15m实现的方法有:1、用加速器加速原子核；２、把原子核加热到很高的温度；108～109K不经济聚变反应又叫热核反应发生聚变的条件:使原子核间的距离达到10-15m实现的方法有72核聚变的利用——氢弹弹体引爆装置小型原子弹三种炸药：普通炸药Ｕ235氘、氚爆炸裂变聚变氘、氚、重氢化钾等铀235外壳普通炸药核聚变的利用——氢弹弹体引爆装置小型原子弹三种炸药：普通炸药73原子核结构和性质第一节原子核的组成原子核结构和性质第一节原子核的组成74

人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的。人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成75一、天然放射现象1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含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片感光，物质发射射线的性质称为放射性．具有发射性的元素称为放射性元素．元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．一、天然放射现象1896年，法国物理学家贝克勒尔发现76放射型物质发出的射线有三种：１．在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？２．它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？这些射线带不带电呢？放射型物质发出的射线有三种：１．在放射性现象中放出的射线是什77阅读课文填写表格：成分速度贯穿能力电离能力α射线β射线γ射线氦原子核1/10光速弱很容易高速电子流高能量电磁波接近光速较强较弱光速很强更小阅读课文填写表格：成分速度贯穿能力电离能力α射线β射线γ射线78二、原子核的组成1.放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构.2.原子核内究竟还有什么结构？3.原子核又是由什么粒子组成的呢？二、原子核的组成1.放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元79质子的发现1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子。经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍.进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核.质子的发现1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子。经80中子的发现1932年英国物理学家查德威克又发现了中子，通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电.是中性粒子.在对各种原子核进行的实验中，发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒子.中子的发现1932年英国物理学家查德威克又发现了中子，通过研81原子核的表示:X表示

元素符号Z表示

质子数A表示

质量数原子核的表示:X表示

元素符号Z表示

质子数A表示

质量数82如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），则互为同位素。如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），则83原子核的组成中子质子统称核子UHeH114223592XAZ（核）电荷数质量数原子核的组成10－15m元素符号原子核的组成中子质子统称核子UH84原子核的组成各种原子核内质子的个数（核的电荷数）和核外电子的个数都相同，它也等于该种元素在元素周期表中的原子序数；原子核内质子和中子的总数叫做核的质量数，它等于该元素原子量的整数部分.在某种核反应中，一个中子变成一个电子和一个质子.这就是原子核内没有电子，又会放出电子，产生β射线的原因.原子核的组成各种原子核内质子的个数（核的电荷数）和核外电子的85第二节放射性元素的衰变第二节放射性元素的衰变86一、衰变原子核放出α粒子或β粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变α衰变：放出α粒子的衰变，如

β衰变：放出β粒子的衰变，如

1.定义：2.种类：一、衰变原子核放出α粒子或β粒子转变为新核87原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．α衰变：

β衰变：

说明：1.中间用单箭头，不用等号；2.是质量数守恒，不是质量守恒;3.方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。3．规律：衰变方程原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．α衰变：884.本质：α衰变：原子核内少两个质子和两个中子β衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子γ射线的产生：γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的，没有γ衰变。元素的放射性与元素存在的状态无关，放射性表明原子核是有内部结构的。说明：4.本质：α衰变：原子核内少两个质子和两个中子β衰变：895．注意：一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出α、β和γ三种射线。5．注意：一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性90二、半衰期(T)

1.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量2.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间不同的放射性元素其半衰期不同．3.公式：

二、半衰期(T)1.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量91原子核结构和性质第一节原子核的组成课件92注意：(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关

(2)半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的．考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法．注意：(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原93练习1：某原子核A的衰变过程为AβBαC,下列说法正确的是（）A、核A的质量数减核C的质量数等于5;B、核A的中子数减核C的中子数等于2;C、核A的中性原子中的电子数比原子核B的中性原子中的电子数多1;D、核A的质子数比核C的质子数多1。D练习1：某原子核A的衰变过程为A、核A的质量数减核C的质量数94思考：(铀)要经过几次α衰变和β衰变，才能变为(铅)？它的中子数减少了多少？8次α衰变，6次β衰变，中子数减少22个.思考：(铀)要经过几次α衰变和β衰变，才能变为(铅95××××××××××××××××练习2：静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示：则（）A、α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B、原来放射性元素的原子核电荷数为90C、反冲核的核电荷数为88D、α粒子与反冲核的速度之比为1：88R1R2ABC××××练习2：静止在匀强磁场中的某放射性96静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反2、α粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆

β粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆小结：静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后小结：97第四节放射性的应用与防护第四节放射性的应用与防护98卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比α粒子大的粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人类第一次打开了原子核的大门。一、核反应α粒子铝箔荧光屏氮气显微镜卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧光屏Ｓ上出现了99

为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电量，确认与氢核相同：带有一个单位的正电量，质量是电子质量的1800多倍。卢瑟福把它叫做质子．质子的符号是H或P在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹了解整个人工转变的过程．英国物理学家布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多万条α粒子径迹中，发现了８条产生分叉的记录．

为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁场，测出了它的质量和电100分叉情况表明，α粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。新核的电量较大速度较慢，径迹短而粗；质子速度大，电量小，故径迹细而长．根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，可以写出这个发现质子的核反应方程并得知氮核放出质子后变成了氧核．分叉情况表明，α粒子击中氮核后，生成一个新核，同时放出质子。101用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的转变，并产生质子，说明质子是各种原子核里都有的成分，质子是人类继电子、光子后发现的第三个基本粒子。原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，------------核反应在核反应中，质量数和电荷数都守恒用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素的原子核，也都产生类似的102核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。注意：１．核反应中质量数与电荷数守恒２．核反应是原子核的变化，化学反应是核外电子的变化核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。103二、人工放射性同位素1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性磷反应生成物P是磷的一种同位素，自然界没有天然的，它是通过核反应生成的人工放射性同位素。有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素二、人工放射性同位素1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里104与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：1、放射强度容易控制2、可以制成各种需要的形状3、半衰期更短4、放射性废料容易处理与天然的放射性物质相比，人造放射性同位素：1、放射强度容易控105（1）利用它的射线三、放射性同位素的应用A、由于γ射线贯穿本领强，可以用来γ射线检查金属内部有没有砂眼或裂纹，所用的设备叫γ射线探伤仪．B、利用射线的穿透本领与物质厚度密度的关系，来检查各种产品的厚度和密封容器中液体的高度等，从而实现自动控制C、利用射线使空气电离而把空气变成导电气体，以消除化纤、纺织品上的静电D、利用射线照射植物，引起植物变异而培育良种，也可以利用它杀菌、治病等（1）利用它的射线三、放射性同位素的应用A、由于γ射线贯穿本106γ射线探伤仪γ射线探伤仪107利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）利用钴60的γ射线治疗癌症（放疗）108食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）棉花育种食品保鲜粮食保存食物保鲜（延缓发芽，生长，长期保存）棉花育种食品保鲜粮食保存109（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收．但是，什么时候的吸收率最高、磷在作物体内能存留多长时间、磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究．如果用磷的放射性同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度，上面的问题就很容易解决．（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物研究等.110原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位素给病人做“放疗”时，如果放射性的剂量过大，皮肤和肉就会溃烂不愈，导致病人因放射性损害而死去。有些矿石中含有过量的放射性物质，如果不注意也会对人体造成巨大的危害。四、辐射与安全原子弹爆炸、核电站泄露会产生严重的污染，在利用放射性同位素给111过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用．20世纪人们在毫无防备的情况下研究放射性遭原子弹炸后的广岛过量的放射性会对环境造成污染，对人类和自然界产生破坏作用112为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施：检测辐射装置全身污染检测仪辐射检测系统辐射源的存放铀为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防113（1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄（2）用过的核废料要放在很厚很厚的重金属箱内，并埋在深海里（3）在生活中要有防范意识，尽可能远离放射源放射性的防护（1）在核电站的核反应堆外层用厚厚的水泥来防止放射线的外泄放114核反应堆外层的厚厚的水泥建筑核反应堆外层的厚厚的水泥建筑115防护操作放射性物质的设备在防护状态下操作放射性物质防护操作放射性物质的设备在防护状态下操作放射性物质116第五节核力与结合能第五节核力与结合能117

原子核的半径约为10-15m,只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大，万有引力太小，只有库仑力的10-36。而通常原子核是稳定的,于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起,此力称为核力。核力mpmp库仑力库仑力万有引力万有引力核力

核子靠什么力结合成原子核？原子核的半径约为10-15m,118核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力．核力具有怎样的特点呢？一、核力：核力：能够把核中的各种核子联系在一起的强大的力叫做核力．核力119

2.核力是短程力。约在10-15m量级时起作用，距离大于0.8×10-15m时为引力,距离为10×10-15m时核力几乎消失，距离小于0.8×10-15m时为斥力。3.核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。

4.核力具有电荷无关性。对给定的相对运动状态，核力与核子电荷无关。1.核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表现。2.核力是短程力。约在10-15m120除核力外原子核内还存在弱相互作用（弱力）弱力是引起中子－质子转变的原因弱相互作用也是短程力，力程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电磁力小。除核力外原子核内还存在弱相互作用（弱力）121二、原子核中质子与中子的比例自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多。为什么会这样呢？二、原子核中质子与中子的比例自然界中较轻的原子核，质子数与中122核越来越大，有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加，核力与电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以，原子核大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了。这时，如果不再成对地增加核子，而只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，有助于维系原子核的稳定。由于这个原因，稳定的重原子核里，中子数要比质子数多。核越来越大，有些核子间的距离越来越远。随着距离的增加，核力与123

由于核力的作用范围是有限的，如果继续增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时即使再增加中子也无济于事，这样的核必然是不稳定的。在宇宙演化的进程中，各种粒子有机会进行各种组合，但那些不稳定的组合很快就瓦解了，只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。现在观察到的88天然放射性元素，则正在瓦解之中。由于核力的作用范围是有限的，如果继续增大原子核，一124结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量。比结合能：结合能与核子数之比，称做为比结合能。也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。三、结合能结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分125四、质量亏损1、例题：中子的质量=1.6749×10－27Kg质子的质量=1.6726×10－27Kg中子和质子的质量和=3.3475×10－27Kg

氘核的质量=3.3436×10－27Kg质量差=0.0039×10－27Kg四、质量亏损1、例题：126四、质量亏损2、质量亏损：原子分解为核子时，质量增加；核子结合成原子核时，质量减少。原子核的质量小于组成原子核的核子的质量之和，叫做质量亏损。1、例题：四、质量亏损2、质量亏损：原子分解为核子时，质量增加；核子结127爱因斯坦质能方程E=mc2

式中c是真空中的光速，m是物体的质量，E是物体的能量。核子在结合成原子核时出现的质量亏损Δm，正表明它们在互相结合过程中放出了能量ΔE=Δm·c2爱因斯坦质能方程E=mc2

1283、有关问题的理解和注意事项第一.核反应过程中:

核子结合成原子核时,新核质量小于核子的质量(质量亏损),同时以光子形式释放核能;

原子核分解为核子时,需要吸收一定能量,核子的总质量大于原原子核的质量.第二.核反应过程中,质量亏损时,核子个数不亏损(即质量数守恒),可理解为组成原子核后,核内每个核子仿佛“瘦了”一些.第三.质量亏损并非质量消失,而是减少的质量m以能量形式辐射，因此质量守恒定律不被破坏.3、有关问题的理解和注意事项第一.核反应过程中:第二.核反应129第四.公式ΔE=Δm·c2

的单位问题国际单位:m用“kg”C用“m/s”