原子核的組成-放射性元素的衰變

第一節(jié)：原子核的組成

專(zhuān)題課—光電效應(yīng)人們認(rèn)識(shí)原子核的結(jié)構(gòu)就是從天然放射性現(xiàn)象開(kāi)始的。"放射性"這個(gè)詞我們應(yīng)該經(jīng)常聽(tīng)說(shuō)一、天然放射現(xiàn)象

2.放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于或等于83的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性．1.1896年

法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)：

鈾和含鈾礦物能發(fā)出射線，穿透黑紙使底片感光。

1898年居里夫婦：深入研究鈾，發(fā)現(xiàn)發(fā)射性更強(qiáng)新元素：釙（Po），鐳（Ra）。詳細(xì)了解：教材P68《科學(xué)足跡》放射性：物質(zhì)能發(fā)射射線的性質(zhì)放射性元素：具有放射性的元素射線到底是什么呢？β射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，還能穿透幾毫米厚的鋁板.α射線的穿透本領(lǐng)最小，我們用一張紙就能把它擋住.γ

射線的穿透本領(lǐng)極強(qiáng)，一般薄金屬板都擋不住它，它能穿透幾十厘米厚的水泥墻和幾厘米厚的鉛板電離作用：射線飛行途中遇到原子并將其部分能量轉(zhuǎn)移給原子中的電子，使這個(gè)電子脫離核的束縛成為自由電子

α射線：最強(qiáng)β射線：較弱γ射線：最弱二、3種射線γ氦核電子光子+2e-e不帶電

最強(qiáng)

較強(qiáng)

最弱

最弱

較強(qiáng)

最強(qiáng)三、原子核的組成放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性元素的原子核內(nèi)釋放出來(lái)的，這表明原子核也有內(nèi)部結(jié)構(gòu).原子核內(nèi)究竟還有什么結(jié)構(gòu)？原子核又是由什么粒子組成的呢？1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)子。經(jīng)過(guò)研究證明，質(zhì)子帶正電荷，其電量和一個(gè)電子的電量相同，它的質(zhì)量等于一個(gè)電子質(zhì)量的1836倍.進(jìn)一步研究表明，質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全相同，所以質(zhì)子就是氫原子核.戲稱：盧打“氮”

盧打“蛋”同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質(zhì)子。------質(zhì)子是原子核的組成部分。原子核是否只是由質(zhì)子組成呢？核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量？

盧瑟福進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，并得到公認(rèn)．核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量>2.中子的發(fā)現(xiàn)1932年英國(guó)物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子，通過(guò)研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量基本相同，但是不帶電.是中性粒子.戲稱：查"啤酒"原子核的組成中子

質(zhì)子核子U

He

H

114223592X

AZ（核）電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)原子核的組成10－15m

元素符號(hào)

原子核的表示:X:元素符號(hào)Z:

質(zhì)子數(shù)A:質(zhì)量數(shù)第二節(jié)：放射性元素的衰變

一、衰變

原子核放出α粒子或β粒子轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儭?/p>

(1)α衰變：放出α粒子的衰變，如(2)β衰變：放出β粒子的衰變，如

1.定義：2.種類(lèi)：原子核發(fā)生衰變時(shí)，衰變前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒。α衰變：

β衰變：

說(shuō)明：1.中間用單箭頭，不用等號(hào)；2.是質(zhì)量數(shù)守恒，不是質(zhì)量守恒;3.方程及生成物要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能杜撰。3．規(guī)律：衰變方程α衰變的實(shí)質(zhì)：核內(nèi)兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子緊密結(jié)合，作為一個(gè)整體，從核內(nèi)拋射出來(lái)β衰變的實(shí)質(zhì)：核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變成了質(zhì)子和電子γ輻射原子核的能量也是量子化的，其變化是不連續(xù)的，也只能取一系列不連續(xù)的數(shù)值，因此也存在著能級(jí)，且能級(jí)越低越穩(wěn)定。

放射性的原子核在發(fā)生α衰變、β衰變時(shí)，蘊(yùn)藏在核內(nèi)的能量往往會(huì)釋放出來(lái)，使產(chǎn)生的新核處于高能級(jí)，這時(shí)它要向低能級(jí)躍遷，能量以γ光子的形式輻射出來(lái)。因此，γ射線經(jīng)常是伴隨α射線和β射線產(chǎn)生的，當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時(shí)，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時(shí)就會(huì)伴隨著γ輻射（注意：沒(méi)有γ衰變）。這時(shí)，放射性物質(zhì)發(fā)出的射線中就會(huì)同時(shí)具有α、β和γ三種射線。γ輻射5．注意：

一種元素只能發(fā)生一種衰變，但在一塊放射性物質(zhì)中可以同時(shí)放出α、β和γ三種射線。二、半衰期(T)

2.意義：表示放射性元素衰變快慢的物理量。1.定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間。不同的放射性元素其半衰期不同。如：氡222變成釙218的半衰期3.8天，鐳226變成氡222的半衰期1620年，鈾238變成釷234的半衰期4.5×109年！衰變定律和半衰期這叫衰變定律。式中

是t=0時(shí)的原子核數(shù)目，N（t）是經(jīng)時(shí)間t后還沒(méi)有衰變的原子核的數(shù)目，λ叫衰變常數(shù)，對(duì)于不同的核素衰變常數(shù)λ不同。由此可知：經(jīng)過(guò)n個(gè)半衰期(T)，其剩余的質(zhì)量為：

質(zhì)量與原子個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)，故經(jīng)過(guò)n個(gè)半衰期后剩余的粒子數(shù)為：

3.公式：

注意：(1)半衰期的長(zhǎng)短是由原子核內(nèi)部本身的因素決定的，與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。

(2)半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對(duì)大量的原子核才適用，對(duì)少數(shù)原子核是不適用的。(3)衰變曲線是按指數(shù)規(guī)律變化的。不是按線性衰減的。完成核反應(yīng)方程：Th→Pa＋

。衰變?yōu)榈陌胨テ谑?.2分鐘，則64克經(jīng)過(guò)6分鐘還有

克尚未衰變。2釷

鏷

一、原子核的衰變2.衰變?cè)瓌t：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。1.原子核的衰變：（1）

衰變:原子核放出

粒子的衰變叫做

衰變．

（2）β衰變:原子核放出β粒子的衰變叫做β衰變．