第五章 原子核 知识点 -2022-2023学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

选修三：第五章：原子核、放射性元素衰变、核力结合能、核裂变、核聚变 原子核组成 一、天然放射现象及三种射线 1．天然放射现象 (1)1896年，法国物理学家贝克勒尔发现某些物质具有放射性。 (2)①放射性：物质发射射线的性质。 ②放射性元素：具有放射性的元素。 ③天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象。 (3)原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线。 (4)居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋、镭。 2．三种射线 射线种类 实质 速度 穿透本领 电离作用 α射线 α粒子是氦原子核He 0.1c 穿透能力较差，一张薄纸就能挡住 很强 β射线 β粒子是高速电子流e 0.99c 穿透能力较强，能穿过几毫米厚的铝板 较弱 γ射线 波长很短的电磁波 c 穿透能力更强，能穿过几厘米的铅板几十厘米混凝土 更弱 注意：(1)元素的放射性与它以单质还是化合物的形式存在无关，且天然放射现象不受任何物理变化（温度、压强）、化学变化的影响。 (2)α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电。 (3)α、β是实物粒子，而γ射线是光子流，属于电磁波的一种。 2、 原子核的组成 1． 卢瑟福——α粒子轰击氮核——质子p——说明原子核可分。 N+He →O+（p） 2．卢瑟福——猜想核内存在与质子质量相同的中子n。 查德维克——实验证明中子。 Be+ →+n 3．原子核的组成：由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电，它们统称为核子。 4．原子核的符号 质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数 核电荷数(Z)＝质子数＝元素的原子序数＝核外电子数 5． 同位素：相同质子数不同的中子数，在元素周期表中处于同一位置。 6． 氢有三种同位素分别为H（氢）、H（重氢）、H（超重氢）。 7． 注意： (1)同位素的化学性质相同，物理性质一般不同。（元素的化学性质由核外电子决定） (2)元素具有放射性，不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响，放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关。 (3)放射性说明原子核也存在着一定结构。 (4)原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质，同种元素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同，所以它们的物理性质不同。把具有相同质子数、不同中子数的原子核互称为同位素。 (5)核电荷数与原子核的电荷量是不同的，组成原子核的质子的电荷量都是相同的，所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍，我们把核内的质子数叫核电荷数，而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量。 (6)原子核的质量数与质量是不同的，也与元素的原子量不同。原子核内质子和中子的总数叫作核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量的总和。 放射性元素的衰变 一、衰变 1．α衰变：实质：2个质子和2个中子结合成一个整体射出 2n+2 → 2．β衰变：实质：中子转化为质子和电子 n→+ 3．γ射线的产生：γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核处于激发态而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量，不能单独发生。 二、半衰期 1．放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间。 2．半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律 3．衰变的快慢是由原子核内部自身的因素决定的，与原子所处的化学状态和外部条件无关。 三、放射性的应用与防护 1．核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核或状态变化的过程。 卢瑟福发现质子N+He →O+（p）——人类第一次实现人工转变。 2．人工放射性同位素 （1）放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。 放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。 （2）天然放射性同位素40多种；人工放射性同位素3000多种。 （3）人工放射性同位素的优点：放射强度容易控制；形状容易控制；半衰期短，废料容易处理。 （4）凡是用到射线时，都用人造放射性同位素 3．放射性同位素的应用 （1）利用射线：射线测厚装置（γ射线） 烟雾报警器 放射治疗 培育新品种，延长保质期（γ射线） （2） 示踪原子：棉花对磷肥的吸收 （3） 甲状腺疾病的诊断 核力与结合能 一、四种基本相互作用力 作用对象 特点 作用范围 举例 引力相互作用 一切物体之间 随距离增大而减弱 长程力,宏观 重力 电磁相互作用 电荷间、电流间、磁体间 表现为引力或斥力 长程力,宏观 弹力、摩擦力 强相互作用 组成原子核的核子间 距离增大时,急剧减小 短程力,微观 核力 弱相互作