第十九章-原子核

第十九章

《原子核》119.1《原子核的组成》21.放射性和放射性元素: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．2.天然放射性现象:放射性元素自发地放出射线的现象叫做天然放射现象．一、天然放射现象3钡铀云母翠砷铜铀矿斜水钼铀矿铀钙石矿4

放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82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．放大了1000倍的铀矿石天然放射现象56在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？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？二、射线到底是什么78大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点910放射性由左手定则可得如下结论：11放射性思考与讨论不加磁场，如何实现如下图偏转情况？12α射线根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成，我们把它叫做α射线，α射线由带正电的α粒子组成.科学家们研究发现每个α粒子带的正电荷是电子电荷的2倍，α粒子质量大约等于氦原子的质量.进一步研究表明α粒子就是氦原子核.由于α粒子的质量较大，所以α射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住.13β射线与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做β射线.研究发现β射线由带负电的粒子（β粒子）组成.进一步研究表明β粒子就是电子.

β射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板.14γ射线

中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线，研究表明，γ射线的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的.

γ射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板.1516放射性由上图所示实验可得如下结论经过研究可得三种射线电离能力关系如下

17天然放射现象射线射线射线电离能力贯穿能力速度成分氦原子核高速电子流高能量电磁波1/10光速接近光速光速弱较强很强很容易较弱更小阅读课文填写表格：18放射性19三、原子核的组成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.原子核内究竟还有什么结构？原子核又是由什么粒子组成的呢？20三.质子和中子的发现

1.质子的发现（卢瑟福）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.21

同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。------质子是原子核的组成部分。原子核是否只是由质子组成呢？核的质量核的电量质子质量质子电量？

卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认．>222.中子的发现1.卢瑟福的预言2.1932年英国物理学家查德威克又发现了中子3.23四.原子核的组成1.原子核的组成:质子和中子2.原子核中的三个整数:(1)核子数:质子和中子质量相差很小,统称为核子.质子数和中子数之和叫核子数.(2)核电荷数(z):原子核所带的电荷总是质子数的整数倍,用这个整数表示核电荷量.(3)核质量数(A):原子核的质量等于质子和中子的质量和,所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍,这个整数,叫核质量数.3.原子核中的两个等式:(1)核电荷数=质子数=元素的原子序数=核外电子数(2)核质量数=核子数=质子数+中子数24原子核组成中子质子统称核子XAZ（核）电荷数质量数

10－15m核电荷数：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，这个倍数叫电荷数质量数：原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫质量数例如：25X表示

元素符号Z表示

质子数A表示

质量数原子核的表示：26原子核组成课本68页思考与讨论铀235的核子数，质子数与中子数各为多少？27

4.同位素:若原子核质子数相同，而中子数不同，（质量数当然不同），在元素周期表中的位置相同,则互为同位素。故互称同位素.同位素具有相同的化学性质.28原子核组成课本68页思考与讨论铀235的核子数，质子数与中子数各为多少？29原子核组成课本68页思考与讨论铀235的核子数，质子数与中子数各为多少？30氘和氚是氢的同位素，关于氕、氘、氚的原子，下列说法哪个正确？（1）具有相同的质子数、相同的中子数、相同的电子数；（2）具有不同的质子数、相同的中子数、相同的电子数；（3）具有相同的质子数、不同的中子数、相同的电子数；（4）具有相同的质子数、相同的中子数、不同的电子数．（3）31小结32小结33问题与练习课本P69

第3题第4题3419.2《放射性元素

的衰变》35回顾：三种放射性射线的性质三种射线

、

、

三种射线的性质：最弱最强c

光子较弱较弱接近c电离本领贯穿本领速率组成物质

射线射线种类氦核电子最强最弱36一、原子核的衰变2.衰变遵循的原则：质量数守恒，电荷数守恒。

原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。1.原子核的衰变：我们把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（decay）．

37（1）

衰变:原子核放出

粒子的衰变叫做

衰变．

3.原子核衰变的分类:38（1）

衰变:原子核放出

粒子的衰变叫做

衰变．

3.原子核衰变的分类:（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．

39思考与讨论原子核里没有电子，β衰变中的电子来自哪里？

40（1）

衰变:原子核放出

粒子的衰变叫做

衰变．

3.原子核衰变的分类:（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．

（3）γ衰变:伴随

射线或

射线产生.41注意：1、放射性元素衰变不可能有单独的γ衰变！2、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！42例：

经过一系列

衰变和

衰变后，可以变成稳定的元素铅206，问这一过程

衰变和

衰变次数？解：设经过x次

衰变，y次

衰变238＝206＋4x92=82+2x-yx＝8y＝643钍232经过6次

衰变和4次

衰变后变成一种稳定的元素，这种元素是什么？它的质量数是多少？它的原子序数是多少？练习：44二、半衰期1、半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。放射性元素的剩余质量与原有质量的关系：452、不同的放射性元素，半衰期不同例如：氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天镭226衰变为氡222的半衰期为1620年铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5×109年463、半衰期的计算例：已知钍234的半衰期是24天，1g钍经过120天后还剩多少？计算表达式:放射性元素的剩余质量与原有质量的关系：47练习1.铋210的半衰期是5天，经过多少天后，20g铋还剩1.25g?2.10克镭226变为氡222的半衰期为1620年，有人说：经过1620年有一半镭发生衰变，还有镭（226）5克，再经过1620年另一半镭也发生了衰变，镭226就没有了，对吗？为什么？48(1)“单个的微观事件是不可预测的”，所以，放射性元素的半衰期，描述的是统计规律。(2)半衰期的长短由核内部自身的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件都没有关系。4、注意：49五、应用1、人们利用地壳岩石中存在的微量的放射性元素的衰变规律，测定地球的年龄为46亿年。地壳有一部漫长的演变历史，一部不断变化、不断发展的历史。2、碳14测年技术，14C是具有放射性的碳的同位素，能够自发的进行β衰变，变成氮。50一、原子核的衰变2.衰变原则：质量数守恒，电荷数守恒。1.原子核的衰变：我们把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（decay）．（1）

衰变:原子核放出

粒子的衰变叫做

衰变．

（2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．

（3）γ衰变:总是伴随

射线或

射线产生.二、半衰期1、半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。2、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。课堂总结放射性元素半衰变是一个统计规律。51判断古生物年代常用14C定年法。若干万年以前，始祖鸟通过摄食，吸收了植物中含有14C的营养物质，死亡后不再吸收。随着年代的推移，其体内14C的含量为现代鸟的，已知地表中14C的含量基本不变，14C的半衰期为T年，试判断始祖鸟距今年代为：

ABCD2高考题回顾：52高考题回顾：1．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α射线、b为β射线B．a为β射线、b为γ射线C．b为γ射线、C为α射线D．b为α射线、C为γ射线BC532002年上海10．完成核反应方程：Th→Pa＋

。衰变为的半衰期是1.2分钟，则64克经过6分钟还有

克尚未衰变。2高考题回顾：54例题分析为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变8×107次，这种同位素半衰期为2天，该放射性同位素溶液在较短时间内与水库中水混合均匀.10天后从水库取出1m3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量为多少？2.5×105m355例题分析例题：本题中用大写字母代表原子核，E经α衰变成为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H。上述系列衰变可记为下式：另一系列衰变如下：已知P和F是同位素，则（）A.Q和G是同位素，R和H是同位素B.R和E是同位素，S和F是同位素C.R和G是同位素，S和H是同位素D.Q和E是同位素，R和F是同位素B56例题分析例题：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示，由图可以知（）A.该核发生的α衰变B.该核发生的β衰变C.磁场方向一定垂直纸面向里D.磁场方向向里还是向外不能判定BDab5719.3《探测射线

的方法》58天然放射现象射线射线射线电离能力贯穿能力速度成分氦原子核高速电子流高能量电磁波1/10光速接近光速光速弱较强很强很容易较弱更小591、粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和汽会产生云雾，过热液体会产生气泡2、使照相底片感光3、使荧光物质产生荧光射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：60一、威尔逊云室：构造：一个圆筒状容器，低部可以上下移动，上盖是透明的，内有干净空气实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状态。利用射线的电离本领61a射线在云室中的径迹：直而粗原因：a粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生的粒子多ß射线在云室中的径迹：比较细，而且常常弯曲原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少62二、气泡室-----高能物理实验的最风行的探测设备

气泡室是由一密闭容器组成，容器中盛有工作液体63液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀，由于在一定的时间间隔内（例如50ms）处于过热状态，液体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得到记录有高能带电粒子轨迹的底片。照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作液体，气泡随之消失，整个系统就很快回到初始状态，准备作下一次探测。64气泡室中带电粒子的径迹气泡室的优点：它的空间和时间分辨率高；工作循环周期短，本底干净、径迹清晰，可反复操作。但也有不足之处：那就是扫描和测量时间还嫌太长；体积有限，而且甚为昂贵，65三、盖革-米勒计数器一种能自动把放射微粒计数出来的仪器，利用了射线的电离本领6619.4《放射性的

应用与防护》67

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：探测射线的方法1、使气体电离2、使照相底片感光3、使荧光物质产生荧光68威耳孙云室观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：

射线径迹

径迹的长短和粗细可以知道粒子的性质；粒子轨迹的弯曲方向可以知道粒子带电的正负．

射线径迹69

气泡室里装的是液体，控制室内的温度和压强，使室内的温度略低于液体的沸点，当气泡室的压强突然降低时，液体的沸点降低因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成．通过照片上记录的情况，可以分析粒子的带电、动量、能量等情况．气泡室70

德国物理学家盖革在1928年与弥勒合作研制出的计数器用来检测放射性是非常方便的，盖革管的结构如图所示：盖革－弥勒计数器窗口阴极阳极接放大器粒子71盖革－弥勒计数器72四、放射性的应用与防护731932年，居里夫妇用α粒子轰击铍，铝，硼等元素，发现了前所未有的穿透性强的辐射，后来被确定为中子流。1934年，查德威克在用α粒子轰击铍，铝，硼等元素，除了测到中子流外，还探测到了正电子。有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素注意：1、放射性同位素与放放射性元素一样，都有一定的半衰期，衰变规律一样。2、放射性同位素衰变可生成另一种新元素。3、可以用人工的方法得到放射性同位素。4、放射性同位素跟同种元素的非放射性同位素具有相同的化学性质。74(二)、放射性同位素的应用

放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许多方面得到了广泛的应用．其应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向展开的．放射性的应用射线应用示踪原子探伤仪培育新种保存食物消除有害静电消灭害虫治疗恶性肿瘤农作物检测诊断器质性和功能性疾病生物大分子结构及功能研究75放射性的应用食品保鲜棉花育种放射性同位素造影术粮食保存“放疗”治疗放射线测厚仪76放射性污染和防护

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77放射性污染和防护

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78放射性污染和防护

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：791：下列关于放射线的说法中不正确的是()A、放射线可以用来进行工业探伤．B、放射线可以使细胞发生变异．C、放射同位素可以用来做示踪原子．D、放射线对人体无害．8019.5《核力与结合能》81原子核的组成原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子．电荷数=质子数质量数=质子数+中子数=核子数82

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,原子核中的质子要靠自身的万有引力来抗衡相互间的库仑力是不可能的。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？83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：84

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。

要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组成物——夸克的相互作用。1.核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表现。85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。四种相互作用力：万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力86核力弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子－质子转变的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电磁力小。除核力外原子中还存在着弱相互作用力四种相互作用力：万有引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力长程力短程力87二、原子核中质子与中子的比例88二、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？89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。90

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。现在观察到的天然放射性元素，则正在瓦解之中。91宏观模型：相距很远的两个物体，由于万有引力而相互接近，运动速度越来越大，引力势能转化为动能最后撞在一起，动能变成它们的内能散失掉了。两个物体为了结合而付出了代价－－失去了一些能量，如果要把它们分开，还要重新赋予它们这份能量。微观模型：原子核是核子结合在一起构成的，结合时也失去了一些能量，要把它们分开，同样也需要能量。92某一数值时某一数值时相同93

由于核子间存在着强大的核力，所以核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化．可见，当核子结合成原子核时要放出一定能量；原子核分解成核子时，要吸收同样的能量．这个能量叫做原子核的结合能．三、结合能从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生.相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量。94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95四、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

=0.0039×10－27Kg96四、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：97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·c2983、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以以

光子形式辐射释放核能

(动质量),因此质量守恒定律不被破坏.99将一个质子和一个中子结合成一个氘核，能量减小了，是否违反了能量守恒定律？为什么？

没有违反能量守恒定律；减小的这部分能量以γ光子释放出去。将一个质子和一个中子结合成一个氘核，质量减小了，是否违反了质量守恒定律？为什么？

没有违反质量守恒定律；减小的那部分质量等于γ光子的动质量。质能方程100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)P82问题与练习3.101当然，2.19MeV的能量的绝对数量并不算大，但这只是组成1个氘核所放出的能量．如果组成的是6.02×1023个氘核时，放出的能量就十分可观了．与之相对照的是，使1摩的碳完全燃烧放出的能量为393.5×103J．折合为每个碳原子在完全燃烧时放出的能量只不过4eV．若跟上述核反应中每个原子可能放出的能量相比，两者相差数十万倍．第五.核反应中释放或吸收的能量比化学反应中释放或吸收的能量大好几个数量级.102103反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量和

反应前后质量数不变，因而质量不变核子结合成核时，一定释放核能γ光子具有的能量为.中子和质子结合成氘核，同时释放γ光子，核反应方程是,下列说法正确的是（）为核反应中的质量亏损ACD质能方程104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．)105106质能方程对于质能方程我们主要应用在各种核反应中轻核聚变重核裂变10719.6《重核的裂变》108

铀核裂变的产物是多种多样的，有时裂变为氙（Xe)和锶(Sr),有时裂变为钡（Ba）和氪（Kr）或者锑（Sb）和铌（Nb），同时放出2～3个中子。铀核还可能分裂成三部分或四部分，不过这种情形比较少见。109

铀核裂变的许多可能的核反应中的一个是：

92235u+01n→3890sr+54136xe+1001n110在这个反应中释放的能量可以计算如下：裂变以前：U235.0439un1.0087u236.0526u裂变以后：Sr89.9077uXe135.9072u10n10.0867u235.9016u反应过程中质量减少了△m=0.1510u.111反应中释放的能量：

△E=△mc2=141兆电子伏说明：如果1克铀全部裂变，它放出的能量就相当于2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能。112

铀核裂变时，同时释放出2～3个中子，如果这些中子再引起其他U235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫做链式反应。

113

核反应堆：

石墨作用：作减速剂

镉棒作用：控制链式反应速度

水泥防护层作用：防止铀核裂变产物发出各种射线对人体危害11419.7《核聚变》115复习:1、在原子核反应产生的核能怎样计算？E=mc2∆E=∆mc21u=951.5MeV2、怎样理解核反应中的质量守恒与质量亏损。116新课教学一、轻核聚变

某些轻核结合成质量较大的核的核反应过程，同时放出大量的核能。例：1、轻核聚变的条件：核子要距离十分近加热高温热核反应几百万度高温1172、热核反应的优点：（1）热核反应释放的能量比裂变大得多。（2）反应后的废物较易处理。（3）原料易得。118例1、已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u

核的质量为3.0150u。求：（1）写出两个氘核聚变成的核反应方程式（2）计算上述核反应中释放的核能。23He23He【分析】算出核反应中的质量亏损，利用爱因斯坦质能方程即可求出反应释放的核能。解答：（1）（2）由题给条件可求得质量亏损为：Δm=2.0136×2－(3.0150+1.0087)=0.0035u∴释放的核能为ΔE=Δmc2=931.5×0.0035=3.26MeV119

静止在匀强磁场中的原子核，俘获一个速度为7.7×104m/s的中子而发生核反应放出α粒子后变成一个新原子核，已知中子速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子速度为：2×104m/s，方向与中子速度方向相同，求：（1）生成的新核是什么？写出核反应方程式。（2）生成的新核的速度大小和方向。（3）若α粒子与新核间相互作用不计，则二者在磁场中运动轨道半径之比及周期之比各为多少？6Li3解：（1）写出核反应方程式生成的新核是氚核例2、120（2）由动量守恒定律mnvn=mαvα+mHvHvn=7.7×104m/svα=2×104m/s∴VH=(mnvn-mαvα)/mH=(1×7.7×104-4×2×104)／3=-1.0×103m/s方向与中子方向相反（3）由r=mv/qB∝mv/qrα:rH=mαvα/qα

：

mHvH/qH

=（4×2／

2

）:（3×0.1）=40:3T=2πm/qB∝m/qTα:TH=4/2:3/1=2:3121

静止在匀强磁场中的核，沿与磁场垂直的方向射出一个α粒子后，变成铀的一种同位素核，同时释放能量为0.09MeV光子。核的质量为238.99965u，铀核质量为234.99347u，α粒子的质量为4.001509u，1u=1.660566×10-27

kg）若不计光子的动量，求：（1）铀核与α粒子回转半径之比RU∶Rα；（2）α粒子的动能为多少？239

Pu94239

Pu94解：（1）射出α粒子的过程中动量守恒239

Pu940=mUvU-mαvα(1)由带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的半径公式得RU=mUvU/qUBRα=mαvα/qαB（2）由(1)(2)得RU/Rα=qα/qU=2/92=1/46例9.122（2）核反应中释放的核能为ΔE=Δmc2=(238.999655-234.99347-4.001509)×931.5=4.356MeV由能的转化和守恒定律知EkU+Ekα=ΔE-0.09=4.266MeV∵pU=pα∴由EK=1/2·mv2=p2/2mEKU/EKα=mα/mU=4/235∴α粒子的动能为EKα=(EkU+Ekα)×mU／(mα+mU)=4.266×235／239=4.195(MeV)12304年广东5

中子n、质子p、氘核D的质量分别为现用光子能量为E的γ射线照射静止氘核使之分解，反应的方程为 若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是（）A.B.C.D.C1241．下列说法中正确的是 （）

A．质子与中子的质量不等，但质量数相等

B．两个质子间，不管距离如何，核力总是大于库仑力

C．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同

D．除万有引力外，两个中子之间不存在其它相互作用力A03年江苏高考112519.8《粒子和宇宙》126第十九章原子核第八节粒子和宇宙127比比谁小

分子由______构成，不同原子构成_______分子，相同原子构成_______分子。原子是由位于中心的_______和核外高速旋转的______构成的。（电子带___电，原子核带___电）原子核是由_____和_____构成的。（质子带___电，中子_______电）质子和中子都是由_____组成的。原子化合物单质原子核电子负正质子中子不带夸克正128盖尔曼（夸克）129道尔顿（原子）汤姆逊（电子）卢瑟福（质子）查德威克（中子）盖尔曼（夸克）发现各种微粒的科学家130一、“基本粒子”不基本1311995美国费米国家加速器实验室证实了顶夸克(TopQuark)的存在132二、发现新的粒子133粒子的分类1.按自旋分类2.共振态粒子—寿命极短（约10-23s）1344.按相互作用分类(＋——参与)正、反粒子物理量的绝对值都相同，但某些物理量(如电荷、磁矩等)的符号相反。

引力子自旋应为2、静止质量和电荷为零，以光速运动。

光子自旋为1，是玻色子3.正粒子、反粒子135轻子（共12种）中微子系中性粒子，质量为零，只参与弱相互作用。说明136强子分类K介子和各种超子称为奇异粒子。试验中发现以下现象

协同产生:一个超子总是和一个或几个K介子同时产生。奇异粒子协同产生的过程极快(约为10-23s),表明是在强相互作用下进行的；而衰变过程很慢(寿命约为10-8～

10-10s)，表明是在弱相互作用下进行的。137强子结构的夸克模型下夸克d

上夸克u

奇夸克

s强子结构夸克模型(1964年)：介子（夸克和反夸克组成）重子（三个夸克组成）粲夸克c

底夸克b

顶夸克

t138三、夸克模型139例如质子奇异粒子π+介子1401