第58期 原子核【数理报】新教材2023-2024学年高二物理选择性必修第三册同步学案（人教版2019）

书 §５．１原子核组成 预习题纲 １．了解什么是放射性和天然放射现象； ２．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们； ３．了解原子核的组成，知道核子和同位素的概念； ４．知道质量数、电荷数和核子数之间的关系． 课本预习 一、天然放射现象 １．１８９６年，法国物理学家 发现，铀和含铀 的矿物能够发出看不见的射线，它能穿透黑纸使照相底 片感光． ２．物质发出射线的性质称为 ，具有放射性 的元素称为 ，放射性元素 发出射线的 现象叫作天然放射现象． 二、射线的本质 １．α射线：是 ，速度可达到光速的 １１０，其 能力强， 能力较弱，在空气中只能前 进几厘米，用 就能把它挡住． ２．β射线：是 ，速度可接近光速，它的 能力较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也 能穿透几毫米厚的 ． ３．γ射线：呈电中性，是一种电磁波，波长很短的 ，波长在１０－１０ｍ以下，它的 作用更弱， 更强，甚至能穿透几厘米厚的 和几十 厘米厚的混凝土． ４．放射线来自原子核，说明 是有复杂结构的． 三、原子核的组成 １．１９１９年，卢瑟福用 轰击氮原子核发现了 质子，质子是 的组成部分． ２．卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与 质子 ，但 的粒子，这种粒子叫作中子． 通过实验证实了这个猜想． ３．原子核的组成：原子核由 组成，质子和 中子统称为 ． ４．原子核的符号： 　原子核的质量数 ＝ ＋ Ａ ＺＸ—元素符号 　电荷数 ＝原子核的 ，即原子的原子序数 ５．同位素：具有相同的 而 不同的 原子核组成的元素，在元素周期表中处于 ，因 而互称同位素．例如，氢有三种同位素氕、氘、氚，符号 是１１Ｈ、 ２ １Ｈ、 ３ １Ｈ． §５．２放射性元素的衰变 预习题纲 １．了解衰变的概念，知道衰变时质量数和电荷数都 守恒．知道衰变和衰变的规律及实质，并能熟练书写衰 变方程； ２．知道核反应及其遵从的规律，会正确书写核反应 方程； ３．了解放射性同位素及其应用，知道射线的危害和 防护． 课本预习 一、原子核的衰变 １．原子核自发地放出 α粒子或 β粒子，由于 数变了，它在元素周期表中的 就变了， 变成另一种 ．我们把这种变化称为原子核的衰 变． ２．衰变类型 （１）α衰变：放射性元素放出α粒子的衰变过程．放 出一个α粒子，核的质量数 ，电荷数 ， 成为新核． （２）β衰变：放射性元素放出β粒子的衰变过程．放 出一个β粒子后，核的质量数 ，电荷数 ． ３．衰变规律：原子核衰变时 和 都 守恒． ４．衰变的实质 （１）α衰变的实质：２个 和２个 结合在 一起形成α粒子． （２）β衰变的实质：核内的 转化为了一个 和一个 ． （３）γ射线经常的伴随α衰变和β衰变产生的． 二、半衰期 １．放射性元素的原子核有 发生衰变所需的 时间，叫作这种元素的半衰期． ２．特点： （１）不同的放射性元素，半衰期 ，甚至差 别非常大． （２）放 射 性 元 素 衰 变 的 快 慢 是 由 决定的，跟原子所处的化学状态和外部 条件 ． ３．半衰期描述的是 的行为，不适用于单个 原子的衰变． 三、核反应 １．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生 或者发生状态变化的过程． ２．原子核的第一次人工转变：卢瑟福用α粒子轰击 氮原子核，核反应方程１４７Ｎ＋ ４ ２ Ｈｅ ． ３．遵循规律： 守恒，电荷数守恒． 四、放射性同位素及其应用 １．应用射线：利用 γ射线的 可以测厚度 等，还可以用于放射治疗、照射种子培育优良品种等． ２．示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的 ，用放射性同位素代替非放射性的同位素制成 各种化合物，这种原子带有“放射性标记”，可以探测出 原子到达的位置． 五、辐射与安全 人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人 体组织 ．要防止放射性物质对水源、空气、用具 等的污染． §５．３核力与结合能 预习题纲 １．知道四种基本相互作用，了解核力的性质； ２．认识原子核的结合能和比结合能； ３．知道什么是质量亏损以及爱因斯坦质能方程． 课本预习 一、核力与四种基本相互作用 １．四种基本相互作用 四 种 基 本 相 互 作 用 短 程 力 弱相互作用{ } 强相互作用 弱相互作用的力程比强力更 短，为１０－１８ｍ 长程力 电磁力{ } 万有引力 在相同距离上，电磁力大约 比万有引力强１０３５      倍 ２．原子核中的核子之间存在一种很强的 ， 即存在一种核力，它使得核子紧密地 在一起，形 成 的原子核．这种作用称为强相互作用，力程为 １０－１５ｍ．弱相互作用是引起 β衰变的原因，即引起中子 —质子转变的原因． 二、结合能 １．结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的， 要把它们分开也需要 ，这就是原子核的结合能． ２．比结合能（平均结合能）：原子核的结合能与