2019届高三物理一轮复习导学案
十八、原子和原子核(2)
【课题】原子核 【目标】
1、了解天然放射现象,知道三种射线的本质和特性,掌握核衰变的特点和规律; 2、知道原子核人工转变的原理,了解质子、中子和放射性同位素的发现过程。 3、知道原子核的组成和核力的概念;理解核能的概念,知道获得核能的两种途径。 【导入】
一、天然放射现象
1、发现过程:1896年贝克勤耳发现天然放射现象,从此,揭开了人类研究原于核结构的序幕.居里夫妇对铀和铀的各种矿石的研究发现了钋和镭.之后,人们通过对天然放射现象的进一步研究,发现了原子序数大于83的所有天然存在的元素,都有放射性.原子序数小于83的天然存在的元素,有的也有放射性.放射出来的射线共有三种:α射线、β射线和γ射线. 2、三种射线的本质和特性
二、原子核的衰变
1、衰变:原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化. 2、衰变规律:α衰变
MZX→
M?44Z?2Y+2He ; β衰变
MZX→Z?1Y+?1e
M03、α衰变和β衰变的实质
4、γ射线:总是伴随α衰变或β衰变产生的,不能单独放出γ射线.γ射线不改变原子核的电荷数和质量数.实质是元素在发生α衰变或β衰变时产生的某些新核由于具有过多的能量(核处于激发态),向低能级跃迁而辐射出光子. 5、半衰期
放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间,它是大量原子核衰变的统计结果,不是一个原子发生衰变所需经历的时间.
决定因素:由原子核内部的因素决定,与原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关. 四、原子核的人工转变: 用高能粒子轰击靶核,产生另一种新核的反应过程,其核反应方程的一般形式为:
494171211、质子、中子的发现:147N+2He→8O+ 1H;4Be+2He→6C+ 10n
2、放射性同位素和正电子的发现:1934年约里奥·居里夫妇用a粒子轰击铝核产生一种新的放射性元素,此后人们认识到放射性同位素可用人工核反应制取.
42713Al+2He→3015P+ 10n
3015P→3014Si+ 01e
3、探测射线的方法:
(1)威耳逊云室;(2)气泡室;(3)盖革计数器等(见课本P73-74) 4、放射性同位素的应用:
(1)利用它的射线;(2)做示踪原子。(见课本P76-78) 五、核反应
某种元素的原子核变为另一种元素的原子核的过程叫做核反应.常见的核反应分为衰变、人工转变、裂变和聚变等几种类型. 六、核力和核能
1、核力是核子之间的引力.核力与核子是否带电无关;是一种强相互作用;也是一种近程力(当两个核子间距r<2×10-15m时才发生作用).只有相邻的核子间才有核力作用.
2、核能.克服核力做功,使原子核分解为单个核子时吸收的能量,或若干个单个核子在核力作用下结合成原子核时放出的能量,叫原子核的结合能,简称核能.
1 例如 1H+ 0n→1H+△E (△E=2.22 MeV)
122.核能的计算
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根据爱因斯坦的质能方程 E=mc或△E=△m c 3.获得核能的两种途径:
(1)重核的裂变:重核分裂成两个(或两个以上)中等质量核时要释放能量,这种核反应叫裂变.
1139951 铀核裂变的反应为:23592U+ 0n→54Xe+38Sr+ 20n +217MeV
在一定条件下,如铀块大于临界体积时,裂变反应是链式反应,会放出大量能量.原子弹爆炸是激烈的裂变反应.秦山核电站和大亚湾核电站也是利用裂变反应. (2)轻核的聚变:轻核结合成质量较大的核的变化.
例如氘核和氚核聚合成氦核.
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