第五章 原子核-【知识手册】高中物理全册必背章节知识清单（人教版2019）

第五章 原子核 1　原子核的组成 一、天然放射现象 1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线． 2．物质发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象． 3原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线． 二、射线的本质 1．α射线： (1)是高速粒子流，其组成与氦原子核相同． (2)速度可达到光速的. (3)电离作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住． 2．β射线： (1)是高速电子流． (2)它的速度更大，可达光速的99%. (3)电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板． 3．γ射线： (1)是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下． (2)电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土． 4．α、β、γ三种射线的比较 种类 α射线 β射线 γ射线 组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高频电磁波) 质量 4mp(mp＝1.67×10－27kg) 静止质量为零 带电荷量 2e －e 0 速率 0.1c 0.99c c 穿透能力 最弱，用一张纸就能挡住 较强，能穿透几毫米 最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土厚的铝板 电离作用 很强 较弱 很弱 在磁场中 偏转 偏转 不偏转 三、原子核的组成 1．质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子. 2．中子的发现：卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，查德威克通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分. 3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子. 4．原子核的符号 5． 同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子核组成的元素，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素．例如，氢有三种同位素H、H、H. (1)同位素指质子数相同、中子数不同的原子核． (2)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；同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数不同，所以它们的物理性质不同． 6．基本关系 核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数，质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数． 【特别提醒】 三种射线在磁场中偏转情况的分析 1．γ射线不论在电场还是磁场中，总是做匀速直线运动，不发生偏转． 2．α射线和β射线在电场中偏转的特点：在匀强电场中，α和β粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，β粒子的偏移量大，根据粒子在电场力方向做初速度为零的匀加速直线运动，偏移量x可表示为： x＝at2＝·2∝ 所以，在同样条件下β与α粒子偏移量之比为 ＝××≈37＞1. 3．α射线和β射线在磁场中的偏转特点：在匀强磁场中，α和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨迹半径小，偏移量大，根据qvB＝得R＝∝. 所以，在同样条件下β与α粒子的轨迹半径之比为＝××≈＜1. 2　放射性元素的衰变 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，而变成另一种原子核的变化． 2．衰变类型 (1)α衰变： 原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，U的α衰变方程：U→Th＋He. (2)β衰变： 原子核放出β粒子的衰变．进行β 衰变时，质量数不变，电荷数加1，Th的β衰变方程：Th→Pa＋e. 3．衰变规律：电荷数守恒，质量数守恒． 4．原子核衰变的理解 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 X→Y＋He X→　AZ＋1Y＋　e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成氦核2H＋2n→He 1个中子转化为1个质子和1个电子n→H＋e 典型方程 U→Th＋He Th→Pa＋e 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 二、半衰期 1．定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间． 2．特点 (1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大． (2)放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系． 3．适用条件：半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变． 【特别提醒】 1．衰变方程的书写：衰变方程用“→”，而不用“＝”表示，因为衰变方程表示的是原子核的变化，而不是原子的变化． 2．衰变次数的判断技巧 (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 根据电荷数守