原子结构放射性核能第一轮课件 (9).ppt

1、原子和原子核(上),庞留根 吕叔湘中学 2007年7月 Email: ,一、原子模型 二、天然放射现象 三、三种射线的性质和实质 天然衰变中核的变化规律 关于半衰期的几个问题 四、原子核的人工转变和原子核的组成 发现质子 原子核的组成 06年5月深圳市第二次调研考试3 06年江苏连云港市最后模拟考试3 南京市07届二模试卷7 2007年上海卷4 2007年上海卷6 2007年广东卷15(1)(2) 2007年理综四川卷16 07年苏锡常镇四市二模107年上海虹口区教学质量检测三7 07届南京市第一次调研测试 4,原子和原子核(上),一、原子模型,1.汤姆生模型（枣糕模型）,汤姆生发现了电子，使

2、人们认识到原子有复杂结构。,2.卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）,粒子散射实验是用粒子轰击金箔，结果是绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。,卢瑟福由粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。 由粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。,原子核的大小：原子半径数量级为10-10 m, 原子核大小数量级为10-14 m,3.玻尔模型（见原子的能级跃迁）,二、天然放射现象,1、天然放射现象

3、：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。,天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构,2、种类和性质,射线高速的粒子流，粒子是氦原子核，速度 约为光速1/10，贯穿能力最弱，电离能力最强。,射线高速的电子流，粒子是速度接近光速的负 电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱。,射线能量很高的电磁波，粒子是波长极短的 光子, 贯穿能力最强,电离能力最弱。,3.三种射线的来源：,粒子是核内两个质子和两个中子抱成团一起射出。,粒子是原子核内的中子转化成质子时放出的。,射线经常是伴随射线和射线产生的。,4. 三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较

4、：,如、图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是比的偏转大，不偏转； 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。,图中肯定打在O点； 如果也打在O点，则必打在O点下方； 如果也打在O点，则必打在O点下方。,5. 三种射线的性质和实质,三、天然衰变中核的变化规律,1、衰变规律,在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是质量数守恒和电荷数守恒。,（1） 衰变：随着衰变，新核在元素周期表中位置向前移2位，即质量数-4,电荷数-2,（2） 衰变：随着 衰变，新核在元素周期表中位置向后移1位，即质量数不变,电荷数+1,（3） 衰变：随着 衰变，变化的不是核的种类,而是核的能量状态。但一般情况下

5、， 衰变总是伴随衰 变或 衰变进行的。,2、关于半衰期的几个问题,（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。,（2）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,（3）特征：半衰期只与元素本身有关,与所处的物理、化学状态及周围环境、温度等都无关。,（4）两种错误认识： a. N0（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T，全部衰变完。 b. 若有4个放射性元素的核,经一个半衰期, 将衰变2个。,事实上，N0（大量）个某种放射性元素的核，经过时间t后剩下的这种核的个数为,而对于少量的核（如4个），是无法确定其衰变所需要

6、的时间的。这实质上就是“半衰期反映了核衰变过程的统计快慢程度”的含义。,四、原子核的人工转变和原子核的组成,用高速运动的粒子去轰击原子核，是揭开原子核内部奥秘的要本方法。轰击结果产生了另一种新核，其核反应方程的一般形式为,其中 是靶核的符号， x为入射粒子的符号， 是新生核的符号， y是放射出的粒子的符号。,1. 发现质子:,1919年卢瑟福首先做了用a粒子轰击氮原子核的实验。,发现质子和中子的实验装置,核反应方程式,这是人类第一次发现质子的核反应方程。,2.发现中子：,1930年查德威克发现中子，,核反应方程式,值得指出的是，查德威克在对不可见粒子的判断中，运用了能量和动量守恒定律,科学地分

7、析了实验结果,排除了 射线的可能性,确定了是一种粒子中子.,3、原子核的组成：,质子 + 中子（质子和中子统称为核子）,质子的质量mp=1.672 623 110-27 kg=1.007227u,中子的质量mn=1.674 928 610-27 kg=1.008665u,06年5月深圳市第二次调研考试3,3、关于粒子散射实验，下列说法正确的是 （ ） A只有极少数粒子发生了大角度散射 B粒子散射实验的结果说明了带正电的物质只占整个原子的很小空间 C粒子在靠近金原子核的过程中电势能减小 D粒子散射实验的结果否定了汤姆生给出的原子“枣糕模型”,A B D,06年江苏连云港市最后模拟考试3,3天然放

8、射现象的发现揭示了 ( ) A原子是不可分割的 B原子具有核式结构 C原子核具有复杂的结构 D原子核由质子和中子组成,C,南京市07届二模试卷7,7以下哪些现象与原子核的变化有关 （ ） A 粒子散射 B光电效应 C热核反应 D天然放射现象,C D,2007年上海卷4,4一置于铅盒中的放射源发射的、和射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为_射线，射线b为_射线。,2007年上海卷6,6 衰变为 要经过m次衰变和n次衰变，则m，n分别为 ( ) （A）2， 4 （B）

9、4， 2 （C）4， 6 （D）16， 6,B,2007年广东卷15(1)(2),解:,X1代表的是 （或），,X2代表的是 （或）,15（2）如图12所示，铅盒内装有能释放、和射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，在图12（a）、（b）中分别画出射线运动轨迹的示意图。（在所画的轨迹上须标明是、和中的哪种射线）,解:,（2）如图所示.,（曲率半径不作要求，每种射线可只画出一条轨迹.）,2007年理综四川卷16,16关于天然放射现象，下列说法正确的是 ( ) A放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期 B放射性物质放出的射线中，粒子动能很大因此贯穿物质的本领很

10、强 C当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生哀变 D放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出 射线,D,07年苏锡常镇四市二模1.,1 下列说法错误的是 ( ) A.半衰期表示放射性元素衰变的快慢，半衰期越长，衰变越慢 B同位素的核外电子数相同，因而具有相同的化学性质 C.阴极射线和射线都是电子流，它们的产生机理是一样的 D.重核裂变过程中一定伴随着质量亏损,C,07年上海虹口区教学质量检测三7,7. 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是 （ ） A. 衰变成 要经过6次衰变和8次衰变. B. 氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核。 C. 放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的。 D. 射线与 射线一样是电磁波，但穿透本领远比射线弱。,点拨：半衰期是统计规律,只对大量原子核适用,B错。,A C,07届南京市第一次调研测试 4,4. 在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（ ）,由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的