第十五章 原子核（课件）-【上好课】高二物理同步精品课堂（沪科版2020上海选择性必修第三册）

第十五章 原子核 主讲教师：XXX 1 1 2 第十五章 原子核 目录 01 天然放射现象 原子核的衰变 02 原子核的组成 03 核能及其应用 03 粒子物理简介 3 第十五章 新课引入 天然放射现象揭示了原子核也是有结构的。物理学家利用人工方法，发 现了组成原子核的粒子。对原子核结构的研究，使人类进入了开发和利用 核能的时代。同时，随着大型粒子加速器的建设和使用，物理学家掌握了 打开原子核的“利器”；种类繁多的亚原子粒子相继被发现。更为奇特的是， 物理学最大的研究对象——宇宙和最小的研究对象——基本粒子居然联系起 来了。人类对物质结构、相互作用乃至宇宙早期演化的认识不断深入。 4 第十五章 第一节 天然放射现象 原子核的衰变 5 第十五章 α 粒子散射实验表明原子核的存在。物理学家在研究原子 结构的同时，也开始对原子核进行深入的研究。1896 年，法国 物理学家贝克勒尔 将含铀矿石放在用两张不透光的 黑纸包裹的照相底片上并放在阳光下暴晒，试图观察强光能否 使矿石放出 X 射线。结果照相底片感光了，底片上留下了矿石 轮廓的像。贝克勒尔稍后发现，放在避光抽屉中的含铀矿石依 然能使照相底片感光，而且照相底片上出现了非常清晰的含铀 矿石的廓影 。贝克勒尔意识到，是铀或含铀矿石发 出的某种未知的不可见射线使包在黑纸中的照相底片感光。 6 第十五章 我们将物质自发放出射线的现象称为天然放射现 象，将物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。 如果元素具有放射性，则称为放射性元素(radioactive element)。 贝克勒尔建议法国物理学家 M. 居里 (M. Curie， 1867— 1934) 和她的丈夫 P. 居里 (P. Curie ，1859— 1906) 继续深入研究铀和各种含铀矿石的放射性。不久，居里夫 妇从含铀矿石中分离出两种具有很强放射性 的新元素，命名为钋 (Po) 和镭 (Ra) 。M. 居里认为，放 射性并不是铀元素所特有的性质，它具有普遍性。现在我 们知道，原子序数大于 83 的所有天然存在的元素都具有 放射性，原子序数小于 83 的元素中，有的也有放射性。 7 第十五章 放射性：物质发射射线的性质称为放射性。 放射性元素：具有放射性的元素称为放射性元素。 天然放射现象：放射性元素自发地放出射线的现象。 放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性． 天然放射现象 放大了1000倍的铀矿石 8 第十五章 钡铀云母 翠砷铜铀矿 斜水钼铀矿 铀钙石矿 在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？ 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？ 这些射线带不带电呢？带什么电？ 射线到底是什么 放射性说明了原子核具有复杂结构 9 第十五章 ⑴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。 这三种射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。 ⑵在射线经过的空间施加磁场。 ①射线分裂成三束； ②两束在磁场中向不同的方向偏转，这说明它们是带电粒子流；且电性相反。 ③另一束在磁场中不偏转，说明它不带电。 1、研究方法 10 第十五章 如果α射线、β射线都是带电粒子流，按照图5.1-1中标出的径迹判断，它们分别带什么电荷？ 如果不用磁场而用电场判断它们带电的性质，两个电极怎样放置可以使三种射线大致沿图示的方向偏转？ ×　×　×　×　× ×　×　×　×　× ×　×　×　×　× ×　×　×　×　×　 α射线 β射线 γ射线 正电 负电 α射线 + β射线－ γ射线 电场E 思考与讨论 11 第十五章 2、三种射线 射线 射线 射线 电离能力 贯穿能力 速度 本质 0.99C 光速 c 氦核流 高速电子流 波长极短的电磁波（光子） 射线使原子中的电子脱离核的束缚成为自由电子，这样的过程叫作电离。射线的上述作用叫作电离作用。 由于与物质中的微粒作用时会损失自己的能量，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。（最弱） 最强 较弱 最弱 穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。（较弱） 甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土（最强） 纸 铝 α射线 β射线 γ射线 铅 12 第十五章 成分 符号 电荷量 质量 速度 电离能力 贯穿能力 氦原子核 +2e 4u 1/10光速 最强 最弱 高速 电子流 接近光速 0.99c 较强 较强 高能量 电磁波 （光子） 0 0 光速c 最弱 最强 电离作用：射线飞行途中遇到原子并将其部分能量转移给原子