原子結(jié)構(gòu)放射性核能第一輪課件 (9).ppt

1、原子和原子核(上),龐留根 呂叔湘中學(xué) 2007年7月 Email: ,一、原子模型 二、天然放射現(xiàn)象 三、三種射線的性質(zhì)和實(shí)質(zhì) 天然衰變中核的變化規(guī)律 關(guān)于半衰期的幾個(gè)問題 四、原子核的人工轉(zhuǎn)變和原子核的組成 發(fā)現(xiàn)質(zhì)子 原子核的組成 06年5月深圳市第二次調(diào)研考試3 06年江蘇連云港市最后模擬考試3 南京市07屆二模試卷7 2007年上海卷4 2007年上海卷6 2007年廣東卷15(1)(2) 2007年理綜四川卷16 07年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模107年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測三7 07屆南京市第一次調(diào)研測試 4,原子和原子核(上),一、原子模型,1.湯姆生模型（棗糕模型）,湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，使

2、人們認(rèn)識(shí)到原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。,2.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型（行星式模型）,粒子散射實(shí)驗(yàn)是用粒子轟擊金箔，結(jié)果是絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但是有少數(shù)粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。這說明原子的正電荷和質(zhì)量一定集中在一個(gè)很小的核上。,盧瑟福由粒子散射實(shí)驗(yàn)提出：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。 由粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級是10-15m。,原子核的大?。涸影霃綌?shù)量級為10-10 m, 原子核大小數(shù)量級為10-14 m,3.玻爾模型（見原子的能級躍遷）,二、天然放射現(xiàn)象,1、天然放射現(xiàn)象

3、：某些元素能自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象 叫做天然放射現(xiàn)象。這些元素稱為放射性元素。,天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),使人們認(rèn)識(shí)到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu),2、種類和性質(zhì),射線高速的粒子流，粒子是氦原子核，速度 約為光速1/10，貫穿能力最弱，電離能力最強(qiáng)。,射線高速的電子流，粒子是速度接近光速的負(fù) 電子，貫穿能力稍強(qiáng)，電離能力稍弱。,射線能量很高的電磁波，粒子是波長極短的 光子, 貫穿能力最強(qiáng),電離能力最弱。,3.三種射線的來源：,粒子是核內(nèi)兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子抱成團(tuán)一起射出。,粒子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)放出的。,射線經(jīng)常是伴隨射線和射線產(chǎn)生的。,4. 三種射線在勻強(qiáng)磁場、勻強(qiáng)電場、正交電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況比較

4、：,如、圖所示，在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場中都是比的偏轉(zhuǎn)大，不偏轉(zhuǎn)； 區(qū)別是：在磁場中偏轉(zhuǎn)軌跡是圓弧， 在電場中偏轉(zhuǎn)軌跡是拋物線。,圖中肯定打在O點(diǎn)； 如果也打在O點(diǎn)，則必打在O點(diǎn)下方； 如果也打在O點(diǎn)，則必打在O點(diǎn)下方。,5. 三種射線的性質(zhì)和實(shí)質(zhì),三、天然衰變中核的變化規(guī)律,1、衰變規(guī)律,在核的天然衰變中，核變化的最基本的規(guī)律是質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。,（1） 衰變：隨著衰變，新核在元素周期表中位置向前移2位，即質(zhì)量數(shù)-4,電荷數(shù)-2,（2） 衰變：隨著 衰變，新核在元素周期表中位置向后移1位，即質(zhì)量數(shù)不變,電荷數(shù)+1,（3） 衰變：隨著 衰變，變化的不是核的種類,而是核的能量狀態(tài)。但一般情況下

5、， 衰變總是伴隨衰 變或 衰變進(jìn)行的。,2、關(guān)于半衰期的幾個(gè)問題,（1）定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需 要的時(shí)間。,（2）意義：反映了核衰變過程的統(tǒng)計(jì)快慢程度。半衰期短的元素衰變得快，放射性較強(qiáng),（3）特征：半衰期只與元素本身有關(guān),與所處的物理、化學(xué)狀態(tài)及周圍環(huán)境、溫度等都無關(guān)。,（4）兩種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)： a. N0（大量）個(gè)放射性元素的核，經(jīng)過一個(gè)半衰期T，衰變了一半，再經(jīng)過一個(gè)半衰期T，全部衰變完。 b. 若有4個(gè)放射性元素的核,經(jīng)一個(gè)半衰期, 將衰變2個(gè)。,事實(shí)上，N0（大量）個(gè)某種放射性元素的核，經(jīng)過時(shí)間t后剩下的這種核的個(gè)數(shù)為,而對于少量的核（如4個(gè)），是無法確定其衰變所需要

6、的時(shí)間的。這實(shí)質(zhì)上就是“半衰期反映了核衰變過程的統(tǒng)計(jì)快慢程度”的含義。,四、原子核的人工轉(zhuǎn)變和原子核的組成,用高速運(yùn)動(dòng)的粒子去轟擊原子核，是揭開原子核內(nèi)部奧秘的要本方法。轟擊結(jié)果產(chǎn)生了另一種新核，其核反應(yīng)方程的一般形式為,其中 是靶核的符號， x為入射粒子的符號， 是新生核的符號， y是放射出的粒子的符號。,1. 發(fā)現(xiàn)質(zhì)子:,1919年盧瑟福首先做了用a粒子轟擊氮原子核的實(shí)驗(yàn)。,發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子的實(shí)驗(yàn)裝置,核反應(yīng)方程式,這是人類第一次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程。,2.發(fā)現(xiàn)中子：,1930年查德威克發(fā)現(xiàn)中子，,核反應(yīng)方程式,值得指出的是，查德威克在對不可見粒子的判斷中，運(yùn)用了能量和動(dòng)量守恒定律,科學(xué)地分

7、析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,排除了 射線的可能性,確定了是一種粒子中子.,3、原子核的組成：,質(zhì)子 + 中子（質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子）,質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.672 623 110-27 kg=1.007227u,中子的質(zhì)量mn=1.674 928 610-27 kg=1.008665u,06年5月深圳市第二次調(diào)研考試3,3、關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是 （ ） A只有極少數(shù)粒子發(fā)生了大角度散射 B粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明了帶正電的物質(zhì)只占整個(gè)原子的很小空間 C粒子在靠近金原子核的過程中電勢能減小 D粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果否定了湯姆生給出的原子“棗糕模型”,A B D,06年江蘇連云港市最后模擬考試3,3天然放

8、射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了 ( ) A原子是不可分割的 B原子具有核式結(jié)構(gòu) C原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu) D原子核由質(zhì)子和中子組成,C,南京市07屆二模試卷7,7以下哪些現(xiàn)象與原子核的變化有關(guān) （ ） A 粒子散射 B光電效應(yīng) C熱核反應(yīng) D天然放射現(xiàn)象,C D,2007年上海卷4,4一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的、和射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔后，鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場。進(jìn)入電場后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來方向行進(jìn)，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖所示，則圖中的射線a為_射線，射線b為_射線。,2007年上海卷6,6 衰變?yōu)?要經(jīng)過m次衰變和n次衰變，則m，n分別為 ( ) （A）2， 4 （B）

9、4， 2 （C）4， 6 （D）16， 6,B,2007年廣東卷15(1)(2),解:,X1代表的是 （或），,X2代表的是 （或）,15（2）如圖12所示，鉛盒內(nèi)裝有能釋放、和射線的放射性物質(zhì)，在靠近鉛盒的頂部加上電場E或磁場B，在圖12（a）、（b）中分別畫出射線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖。（在所畫的軌跡上須標(biāo)明是、和中的哪種射線）,解:,（2）如圖所示.,（曲率半徑不作要求，每種射線可只畫出一條軌跡.）,2007年理綜四川卷16,16關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是 ( ) A放射性元素的原子核內(nèi)的核子有半數(shù)發(fā)生變化所需的時(shí)間就是半衰期 B放射性物質(zhì)放出的射線中，粒子動(dòng)能很大因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很

10、強(qiáng) C當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時(shí)，將發(fā)生哀變 D放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級向低能級躍遷時(shí)，輻射出 射線,D,07年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模1.,1 下列說法錯(cuò)誤的是 ( ) A.半衰期表示放射性元素衰變的快慢，半衰期越長，衰變越慢 B同位素的核外電子數(shù)相同，因而具有相同的化學(xué)性質(zhì) C.陰極射線和射線都是電子流，它們的產(chǎn)生機(jī)理是一樣的 D.重核裂變過程中一定伴隨著質(zhì)量虧損,C,07年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測三7,7. 目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，下列有關(guān)放射性知識(shí)的說法中正確的是 （ ） A. 衰變成 要經(jīng)過6次衰變和8次衰變. B. 氡的半衰期為3.8天，若有4個(gè)氡原子核，經(jīng)過7.6天后就一定只剩下1個(gè)氡原子核。 C. 放射性元素發(fā)生衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的。 D. 射線與 射線一樣是電磁波，但穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比射線弱。,點(diǎn)撥：半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律,只對大量原子核適用,B錯(cuò)。,A C,07屆南京市第一次調(diào)研測試 4,4. 在勻強(qiáng)磁場中有一個(gè)靜止的氡原子核（ ）,由于衰變它放出一個(gè)粒子，此粒子的徑跡與反沖核的