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

人教版（2019）物理选择性必修第一册第五章《原子结》全章知识点梳理 5.1原子核的组成 一、射线的本质 自从发现了天然放射性现象，人们就一直在研究在射线究竟是什么？ 1.研究方法 把放射源铀、钋或镭放入用铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。 其中两束在磁场中向不同的方向偏转，证明它们是带电粒子流；另一束在磁场不偏转，说明它不带电。于是把这三者射线分别叫a射线，β射线和γ射线。 带电粒子在磁场中受到了洛伦兹力而偏转。 那么根据左手定则 ①a射线向上偏转带正电荷 ②β射线向下偏转带负电荷 ③γ射线不偏转就不带电 如果不加磁场加电场，根据正负相吸的原理电场线向左的。则右边正电左边负电荷。 1. 三种射线 三种射线的本质、射出速度和电离性一定要记牢。 成分 速度 电离能力 穿透能力 a射线 氦原子核 1/10光速 很强 较弱 β射线 电子流 接近光速 较弱 较强 γ射线 电磁波 光速 更弱 很强 3.射线的来源 实验发现，如果一种元素具有放射性，那么，无论它是以单质存在的，还是以化合物形式存在的，都具有放射性。放射性的强度也不受温度、外界压强的影响。由于元素的化学性质决定于原子核外的电子，这就说明射线与这些电子无关，即 射线来自原子核。这说明原子核内部是有结构的。 拓展学习：威尔逊云室 由微观粒子构成的射线，肉眼是看不见的。但是，射线中的粒子与其他物质作用时产生的现象，会显示射线的存在。威尔逊云室就是一种常用的射线探测装置。（动图展示射线通过云室） 5.2放射性元素的的衰变 一、原子核的衰变 1．定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它变成另一种原子核。这种变化称为原子核的衰变。 2．衰变规律：原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。 3．衰变分类 (1)α衰变：放出α粒子的衰变。(2)β衰变：放出β粒子的衰变。 4．衰变方程及实质 (1)α衰变：X→Y＋He。 实质：原子核中的两个中子和两个质子会结合起来形成α粒子，并被释放出来。新核质量数减少4，电荷数减少2，如：U→Th＋He。 (2)β衰变：X→Y＋e。 实质：原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子，产生的电子发射到核外，即β粒子，其转化方程是：n→H＋e。新核质量数不变，电荷数增加1。如：Th→Pa＋e。 (3)γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。 实质：放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，要向低能级跃迁，并放出γ光子。 5．衰变次数的分析方法和技巧 (1)方法：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为： X→Y＋nHe＋me 根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程： A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m。 (2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据电荷数的改变确定β衰变的次数。 二、核反应 衰变是原子核的自发变化，科学家更希望卫控制原子核的变化。 1、卢瑟福用α粒子轰击氮核，生成质子和氧17。 定义：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程，叫做核反应。 核反应过程中质量数和电荷数都守恒 2、三个重要原子核的人工转变方程 (1)1919年卢瑟福发现质子的核反应方程: (2)1932年查德威克发现中子的核反应方程: (3)1934年约里奥-居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程: 原子核的人工转变必须要有一定的装置和条件,不会自发产生。 5.3 核力与结合能 一、核力与四种基本相互作用 1、核力 组成原子核的核子之间有很强的相互作用力，使核子能够克服库仑斥力而紧密地结合在一起，这种力称为核力。 2、核力是短程力 核力是一种强相互作用力，在它的作用范围内比库仑力大得多；核力是一种短程力，作用范围仅局限于1.5×10－15 m，在大于0.8×10－15 m时表现为引力，超过1.5×10－15 m时，核力急剧下降为零；而距离小于0.8×10－15 m时，核力表现为斥力。 3、核力的饱和性 每个核子只跟相邻的核子发生核力的作用． 二、结合能 1、结合能 把原子核分解为独立的核子，需要克服强大的核力做功，因此需要吸收的能量或核力把核子结合在一起放出的能量，称为原子核的结合能。 2、比结合能 结合能与核子数之比称为比结合能。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、质量亏损 1、质量亏损 核反应前与反应后的总质量之差称为质量亏损。 2、爱因斯坦质能方程：E＝mc2。 3、核能的计算：ΔE＝Δmc2，其中Δm是质量亏损。 5.4 核裂变与核聚变 一、核裂变及链式反应 裂变:重核分裂成质量较小的核，并释放核能的反应。 链式反应：由重核裂变产生的