2016-2017学年高中物理第3章原子核2放射性衰变教师用书教科版选修3-5

2.放射性衰变

学习目标知识脉络

1.知道什么是放射性及

放射性元素．(重点)

2．知道三种射线的本质

和特性．(重点、难点)

3．知道原子核的衰变和

衰变规律．(重点)

4．知道什么是半衰

期．(重点)

天然放射性和衰变

[先填空]

1．天然放射现象的发现

(1)天然放射现象：物质能自发地放出射线的现象．

(2)放射性：物质放出射线的性质，叫做放射性．

(3)放射性元素：具有放射性的元素，叫做放射性元素．

(4)天然放射现象的发现：1896年，法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射现象．

2．三种射线

如图3-2-1所示，让放射线通过强磁场，在磁场的作用下，放射线能分成3束，这表明有3种射线，且它们电性不同．带正电的射线向左偏转，为α射线；带负电的射线向右偏转，为β射线；不发生偏转的射线不带电，为γ射线．

图3-2-1

3．放射性衰变

(1)定义：放射性元素自发地蜕变为另一种元素，同时放出射线，这种现象叫做放射性衰变．

(2)衰变形式：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为α衰变，放出β粒子的衰变为β衰变，而γ射线是伴随α射线或β射线产生的．

(3)衰变规律

①α衰变：A Z X→42He＋A-4Z-2Y.

②β衰变：A Z X→0－1e＋A Z+1Y.

在衰变过程中，电荷数和质量数都守恒．

[再判断]

1．放射性元素的放射性都是自发的现象．(√)

2．α射线是由高速运动的氦核组成的，其运行速度接近光速．(×)

3．原子核发生α衰变时，核的质子数减少2，而质量数减少4.(√)

4．原子核发生β衰变时，原子核的质量不变．(×)

5．原子核发生衰变时，质量数和电荷数都守恒．(√)

[后思考]

发生β衰变时，新核的电荷数变化多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？

【提示】根据β衰变方程234 90Th→234 91Pa＋0－1e知道，新核核电荷数增加了1个，原子序数增加1个，故在元素周期表上向后移了1位．

1．α、β、γ射线性质、特征比较

射线种类组成速度贯穿本领电离作用

α射线α粒子是氦原子核42He约1

10

c

很小，一张薄纸就能挡

住

很强

β射线β粒子是高速电子流0－1e接近c 很大，能穿过几毫米厚

的铝板

较弱

γ射线波长很短的电磁波等于c 最大，能穿过几厘米厚

的铅板

很小

(1)在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图3-2-2所示．

图3-2-2

(2)在匀强电场中，α射线偏离较小，β射线偏离较大，γ射线不偏离，如图所示．

3．衰变 (1)衰变实质

α衰变：原子核内两个质子和两个中子结合成一个α粒子21

0n ＋21

1H→4

2He β衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子1

0n→1

1H ＋0

－1e (2)衰变方程通式 ①α衰变：A Z X→A -4Z -2Y ＋4

2He ②β衰变：A

Z X→A

Z ＋1Y ＋0

－1e

(3)确定原子核衰变次数的方法与技巧

①方法：设放射性元素A

Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′

Z ′Y ，则衰变方程为：

A Z

X→A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0

－1e

根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：

A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m .

以上两式联立解得：n ＝

A －A ′

4

，m ＝

A －A ′

2

＋Z ′－Z .

由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组．

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)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数．

1．天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是 ( ) A ．一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线 B ．某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核 C ．三种射线中γ射线的穿适能力最强

D ．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子

E ．γ射线是波长很长的光子

【解析】 由三种射线的本质和特点可知，α射线穿透本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A 正确；γ射线是一种波长很短的光子，不会使原核变成新核，三种射线中γ射线的穿透能力最强，故C 正确，B 、E 错误；β粒子是电子，来源于原子核，故D 正确．

【答案】 ACD

2．如图3-2-3所示，放射性元素镭释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，其中________是α射线，________是β射线，________是γ射线.

【导学号：11010037】

图3-2-3

【解析】由放射现象中α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，结合在电场与磁场中的偏转可知②⑤是γ射线，③④是α射线．

【答案】③④、①⑥、②⑤

3．一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图3-2-4所示，则图中的射线a为________射线，射线b 为________射线．

图3-2-4

【解析】在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强，β射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为γ射线，b 射线应为β射线．

【答案】γβ

4．原子核238 92U经放射性衰变①变为原子核234 90Th，继而经放射性衰变②变为原子核234 91Pa，再经放射性衰变③变为原子核234 92U.下列选项正确的是( )

A．①是α衰变B．②是β衰变

C．③是β衰变D．③是γ衰变

E．③是α衰变

【解析】238 92U①,234 90Th，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变. 234 90Th②,234 91Pa，质子数加1，质量数不变，说明②为β衰变，中子转化成质子.234 91Pa③,238 92U，质子数加1，质量数不变，说明③为β衰变，中子转化成质子．

【答案】ABC

5．原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射线．这些射线共有三种：α射线、β射线和γ射线．下列说法中正确的是( )

A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少2

B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4

C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1

D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1

E．原子核放出γ射线时，原子序数不变

【解析】发生一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减少2；发生一次β衰变，核电荷数、原子序数增加1，γ射线是光子．

【答案】ADE

6.238 92U核经一系列的衰变后变为206 82Pb核，问：

【导学号：11010038】

(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？

(2)206 82Pb与238 92U相比，质子数和中子数各少了多少？

(3)综合写出这一衰变过程的方程．

【解析】(1)设238 92U衰变为206 82Pb经过x次α衰变和y次β衰变．由质量数守恒和电荷数守恒可得

238＝206＋4x ①

92＝82＋2x－y ②

联立①②解得x＝8，y＝6

即一共经过8次α衰变和6次β衰变．

(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数减少1，而质子数增加1，故206 82Pb较238 92U质子数少10，中子数少22.

(3)衰变方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋6 0－1e

【答案】(1)8次α衰变和6次β衰变(2)10 22

(3)238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e

1．三种射线的比较方法

(1)知道三种射线带电的性质，α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α、β是实物粒子，而γ射线是光子流，属于电磁波的一种．

(2)在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断α和β射线，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线．

(3)α射线穿透能力较弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强．

2．衰变次数的判断方法

(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒．

(2)每发生一次α衰变质子数、中子数均减少2.

(3)每发生一次β衰变中子数减少1，质子数增加1.

半 衰 期

[先填空] 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．决定因素

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．不同的放射性元素，半衰期不同．

3．应用

利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、推断时间． [再判断]

1．半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢．(√)

2．半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律．(√) 3．对放射性元素加热时，其半衰期缩短．(×) [后思考]

放射性元素衰变有一定的速率．镭226衰变为氡222的半衰期为1 620年，有人说：10 g 镭226经过1 620年有一半发生衰变，镭226还有5 g ，再经过1 620年另一半镭226也发生了衰变，镭226就没有了．这种说法对吗？为什么？

【提示】 不对．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫作这种元素的半衰期．经过第二个1 620年后镭226还剩2.5 g.

1．对半衰期的理解：半衰期表示放射性元素衰变的快慢．

2．半衰期公式：N 余＝N 原? ??

?

?12t τ

，m 余＝m 0? ??

?

?12t τ

式中N 原、m 0表示衰变前的原子数和质量，

N 余、m 余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期．

3．适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变，半衰期只适用于大量的原子核．

7．14

C 发生放射性衰变成为14

N ，半衰期约5 700年．已知植物存活期间，其体内14

C 与

12

C 的比例不变；生命活动结束后，14

C 的比例持续减少．现通过测量得知，某古木样品中14

C

的比例正好是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是( )

A ．该古木的年代距今约5 700年 B. 12

C 、13

C 、14

C 具有相同的中子数 C ．12

C 、13

C 、14

C 具有相同的质子数 D. 14

C 衰变为14

N 的过程中放出β射线 E ．增加样品测量环境的压强将加速14

C 的衰变

【解析】 古木样品中14

C 的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5 700年，选项A 正确．同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B 错误，C 正确.14

C 的衰变方程为14

6C→14

7N ＋ 0

－1e ，所以此衰变过程放出β射线，选项D 正确．放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项E 错误．

【答案】 ACD

8．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的质量之比m A ∶m B 为________．

【解析】 元素A 的半衰期为4天，经过20天后剩余原来的? ????125

，元素B 的半衰期为5

天，经过20天后剩余原来的? ??

??124

，剩下的质量之比m A ∶m B ＝1∶2. 【答案】 1∶2

9．碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰变期为8天． (1)碘131核的衰变方程：131 53I→________(衰变后的元素用X 表示)． (2)经过________天75%的碘131核发生了衰变． 【解析】 (1)131

53I→131

54X ＋ 0－1e

(2)75%的碘发生了衰变，即25%的未衰变．

即m m 0＝25%＝14＝? ??

??122

共经历了两个半衰期即16天． 【答案】 (1)131

53I→131

54X ＋ 0

－1e (2)16

有关半衰期的两点提醒

(1)半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间而不是样本质量减少一半的时间．

(2)经过n 个半衰期，剩余核N 剩＝1

2

n N 总．

原子核和放射性复习要点和习题答案教学内容

原子核和放射性复习要点和习题答案

第十四章 原子核和放射性 通过复习后，应该: 1.掌握原子核的结构和性质 2.掌握原子核的放射性衰变 3.掌握核衰变的规律和衰变常量与半衰期 4.了解射线与物质作用及防护 5.课后作业题 14-1 如果原子核半径公式为R =1.2×10 -15 A 1/3 （A 为质量数），试计算: ①核物质的密度;②核物质单位体积内的核子数。 解: ①原子核的质量M 可表示为M =Au =1.66×10 -27 A （u 为原子质量单 位），而原子核的半径R =1.2×10 -15 A 1/3 ，则其体积V 为 V =34πR 3 =3 4×3.14×（1.2×10 -15 A 1/3）3 =7.24×10 -45 A 由密度的定义可得核物质的密度为 ρ=M/ V =1.66×10 -27 A /7.24×10 -45 A kg ·m -3 ≈2.3×10 17 kg ·m -3 ②由质量数A 和体积V 可进一步得到单位体积内的核子数n 为 n =A/ V = A /7.24×10 -45 A m -3 =1.38×10 44 m -3 14-2 计算2个 2H 原子核结合成1个 4He 原子核时释放出的能量（以MeV 为单位）。 解: 核反应中质量亏损 △m =2m D -m He =（2×2.013553-4.002603）u=0.024503u, 对应的能量为 △E =△m ·c 2 =0.024503×931.5MeV=22.82MeV

14-3 解释下列名词:（a）同位素、同质异能素、结合能、平均结合能、质量亏损;（b）核衰变、α衰变、β衰变、γ衰变、电子俘获、内转换;（c）半衰期、平均寿命、放射性活度、放射平衡、同位素发生器。 答: （a）①同位素:原子序数Z相同而质量数A不同的核素在元素周期表中占有相同的位置，这些核素称为同位素。②同质异能素:原子核通常处于基态，但也有些原子核处于寿命较长的亚稳态能级，与处于基态的同原子序数同质量数的原子核相比，这些处于亚稳态的原子核叫做同质异能素。③结合能:当核子与核子结合成原子核时，要释放出能量，这些能量称为它们的结合能，它也等于原子核完全分解为自由核子时所吸收的能量。④平均结合能:若某原子核的结合能为△E，核子数（即质量数）为A，则两者的比值△E/A叫做平均结合能，其大小可以表示原子核结合的稳定程度。⑤质量亏损:原子核的静止质量要比组成它的核子的静止质量总和要小一些，这一差值叫做质量亏损。 （b）①核衰变:放射性核素能够自发地进行多种方式的变化，并释放能量， He （即α粒子）的衰变叫这种变化称为核衰变。②α衰变:原子核放射出氦核4 2 做α衰变。③β衰变:它包括β- 、β+、电子俘获三种。β-衰变:当原子核内中子过多，质子偏少时，其中一个中子会自动转变为质子，原子核放出一个电子（即β-粒子）和一个反中微子，这叫做β-衰变。β+衰变是:当原子核内质子过多，中子偏少时，其中一个质子自动转变为中子，发射出一个正电子和一个中微子，在这个过程中原子核发射出正电子（即β+粒子），这叫β+衰变。电子俘获:在中子过少的原子核内，质子也可以俘获一个核外电子，发射中微子，而转变成中子，这叫电子俘获。④γ衰变:原子核处于激发态时，会跃迁到能量较低的激发态或基态，这时发射出γ光子，形成γ射线，这种衰变叫做γ衰变。⑤电子

原子核和放射性复习要点和习题答案

第十四章原子核和放射性 通过复习后，应该: 1.掌握原子核的结构和性质 2.掌握原子核的放射性衰变 3.掌握核衰变的规律和衰变常量与半衰期 4.了解射线与物质作用及防护 5.课后作业题 14-1 如果原子核半径公式为R=1.2×10 -15A1/3 （A为质量数），试计算:①核物质的密度;②核物质单位体积内的核子数。 解: ①原子核的质量M可表示为M=Au=1.66×10 -27A（u为原子质量单位），而原子核的半径R=1.2×10 -15A1/3，则其体积V为 V=πR 3 =×3.14×（1.2×10 -15A1/3）3 =7.24×10 -45A 由密度的定义可得核物质的密度为 ρ=M/ V=1.66×10 -27 A/7.24×10 -45 A kg·m -3 ≈2.3×10 17 kg·m -3 ②由质量数A和体积V可进一步得到单位体积内的核子数n为 n=A/ V= A/7.24×10 -45A m -3 =1.38×10 44 m -3 14-2 计算2个2H原子核结合成1个4He原子核时释放出的能量（以MeV为单位）。 解: 核反应中质量亏损 △m=2m D-m He =（2×2.013553-4.002603）u=0.024503u, 对应的能量为△E=△m·c2 =0.024503×931.5MeV=22.82MeV 14-3 解释下列名词:（a）同位素、同质异能素、结合能、平均结合能、质量亏损;（b）核衰变、α衰变、β衰变、γ衰变、电子俘获、内转换;（c）半衰期、平均寿命、放射性活度、放射平衡、同位素发生器。 答: （a）①同位素:原子序数Z相同而质量数A不同的核素在元素周期表中占有相同的位置，这些核素称为同位素。②同质异能素:原子核通常处于基态，但也有些原子核处于寿命较长的亚稳态能级，与处于基态的同原子序数同质量数的原子核相比，这些处于亚稳态的原子核叫做同质异能素。③结合能:当核子与核子结合成原子核时，要释放出能量，这些能量称为它们的结合能，它也等于原子核完全分解为自由核子时所吸收的能量。④平均结合能:若某原子核的结合能为△E，核子数（即质量数）为A，则两者的比值△E/A叫做平均结合能，其大小可以表示原子核结合的稳定程度。⑤质量亏损:原子核的静止质量要比组成它的核子的静止质量总和要小一些，这一差值叫做质量亏损。 （b）①核衰变:放射性核素能够自发地进行多种方式的变化，并释放能量，这种变化称为核衰变。②α衰变:原子核放射出氦核He （即α粒子）的衰变叫做α衰变。③β衰变: 它包括β- 、β+、电子俘获三种。β-衰变:当原子核内中子过多，质子偏少时，其中一个中子会自动转变为质子，原子核放出一个电子（即β-粒子）和一个反中微子，这叫做β-衰变。β+衰变是:当原子核内质子过多，中子偏少时，其中一个质子自动转变为中子，发射出一个正电子和一个中微子，在这个过程中原子核发射出正电子（即β+粒子），这叫β+衰变。电子俘获:在中子过少的原子核内，质子也可以俘获一个核外电子，发射中微子，而转变成中子，这叫电子俘获。④γ衰变:原子核处于激发态时，会跃迁到能量较低的激发态或

原子核的衰变、人工转变

原子核的衰变、原子核的人工转变 一、天然放射现象 1、天然放射现象 物质放射出α射线、β射线、γ射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。 1896年法 贝克勒耳首先发现天然放射现象，后居里·夫妇发现钋P O 和镭R a 。 物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。 元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象， 具有放射性的元素称为放射性元素。 2、放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82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。 3、射线种类与性质 那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线 ①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。 ②根据左手定则，可以判断α射线都是正电荷，β射线是负电荷。 ③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质。 α射线：氦核流速度约为光速的 1/10。贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强； β射线:高速运动的电子流。速度接近光速，贯穿本领很强。很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。 γ射线：为波长极短的电磁波。性质非常象Ｘ射线，只是它的贯穿本领比Ｘ射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。 电离本领和贯穿本领之间的关系：α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能力最弱而贯穿本领最强. 带电量 质量数 符号 电离性 穿透性 实 质 来 源 α射线 +2e 4 （p ） 很强 很小 （一张普通纸） 高速的氦核流 v≈0.1c 两个中子和两个质子结合成团从原子核中放 出 β射线 -e 0 弱 很强 （几毫米铝板） 高速的电子流v≈c 原子核中的中子转换成 质子时从原子核中放 出 γ射线 γ 很小 更强 （几厘米铅板） 波长极短的电磁波 原子核受激发产生的 小结： ①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施 He 42 e 01 -

实验四 核衰变的统计规律与放射性测定的实验数据处理

实验四 核衰变的统计规律与放射性测定的实验数据处理 学生： 学号：同组： 一、实验目的 1. 验证核衰变所服从的统计规律 2. 熟悉放射性测量误差的表示方法 3. 了解测量时间对准确度的影响 4. 学会根据准确度的要求选择测量时间 二 、实验原理 实验证明,在对长寿命放射性物质活度进行多次重复测量时，即使周围条件相同，每次测量的结果仍不相同。然而，每次结果都围绕某一平均值上下涨落，并且，这种涨落是服从一定的统计规律的。假如在时间间隔t 内核衰变的平均数为n ，则在某一特定的时间间隔t 内，核衰变为n 的出现机率P(n)服从统计规律的泊松分布： ()()! n n n P n e n -= （2-4-1） 图一表示n =的泊松分布曲线。泊松分布在平均数n 较小的情况下比较适用；如果值相当大，计算起来十分复杂，实际应用对泊松分布利用斯蒂令近似公式： !2n n n n n e π-≈?? （2-4-2） 化为高斯分布，得： 2()2()2n n n P n e n π--= （2-4-3） 高斯分布说明，与平均值的偏差()n n -对于n 而言具有对称性，而绝对值大的偏差出现的几率小。 放射性衰变并不是均匀地进行，所以在相同的时间间隔内作重复的测量时测量的放射性粒子数并不严格保持一致，而是在某平均值附近起伏。通常把平均值n 看作是测量结果的几率值，并用它来表示放射性活度，而把起伏带来的误差叫做测量的统计误差，习惯用标准误差n ±来表描述。实验室都将一次测量的结果当作平均值，并作类似的处理而计为N N ±。 图 1泊松分布曲线 图 2 高斯分布曲线

计数的相对标准误差为： = （2-4-4） 它能说明测量的准确度。当N 大时，相对标准误差小，而准确度高。反之，则相对标准误差大，而准确度低。为了得到足够计数N 来保证准确度，就需要延长测量时间t 或增加相同测量的次数m 。根据计算可知，从时间t 内测的结果中算出的计数率的标准误差为： t ± == （2-4-5） 计数率的相对标准误差E 用下式表示： E == （2-4-6） 若实验重复进行m 次，则平均计数率的标准误差等于： （2-4-7） 考虑本底后，标准误差为： σ== （2-4-8） N c 为t c 时间内源加本底的计数，n b 为t b 时间内本底的计数，n c 为源加本底的计数率，n b 为本底的计数率。 放射性测量的相对标准误差： 12()c b c b c b n n t t E n n +=±- （2-4-9） 过长测量时间并不有利，因此可合理地分配测定源加本底和本底计数的时间，可利用下列关系式： c b t t = （2-4-10） 究竟需要选择多长的测量时间，要根据对测量准确度的要求而定，即： c a t = （2-4-11） 式中a c b n n n =-为放射源的计数率 当本底与放射率的计数率之比小于给定的准确度（b a n E n <）的情况下，上式可近似写为：

高二物理原子核的衰变、原子核的人工转变

复习题 1．当用具有1.87eV 能量的光子照射n ＝3激发态的氢原子时，氢原子( ) A. 不会吸收这个光子 B. 吸收该光子后被电离，电离后的动能为0.36eV C. 吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零 D. 吸收该光子后不会被电离 2．光子能量为E 的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n =3的能级），氢原子吸收光子后，能发出频率γ1、γ2、γ3、γ4、γ5、γ6六种光谱线，且γ1＜γ2＜γ3＜γ4＜γ5＜γ6，则E 等于（ ） A.h γ 1 B.h γ 6 C.h （γ6-γ1） D.h （γ1+γ2+γ3+γ4+γ5+γ6） . 3．现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总 数是（ ） （假定处在量子数为n 的激发态的氢原子跃迁到各较低能 级的原子数都是处在该激发态能级上的总数的1 1 n ） A ．2200 B ．2000 C ．1200 D ．24 00 4．氢原子的能级如图4所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV —3.11eV ，下列说法错误的是( ) A ．处于n ＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离 B ．大量氢原子从高能级向n ＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应 C ．大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光 D ．大量处于n ＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光 参考答案：1. B 2. A 3. A 4. D n =1 n =3 n =4 n =2 图3

原子核的衰变、原子核的人工转变 一、天然放射现象 1、天然放射现象 物质放射出α射线、β射线、γ射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。 1896年法 贝克勒耳首先发现天然放射现象，后居里·夫妇发现钋P O 和镭R a 。 物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。 元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象， 具有放射性的元素称为放射性元素。 2、放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82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。 3、射线种类与性质 那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线 ①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。 ②根据左手定则，可以判断α射线都是正电荷，β射线是负电荷。 ③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质。 α射线：氦核流速度约为光速的 1/10。贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强； β射线:高速运动的电子流。速度接近光速，贯穿本领很强。很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。 γ射线：为波长极短的电磁波。性质非常象Ｘ射线，只是它的贯穿本领比Ｘ射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。 电离本领和贯穿本领之间的关系：α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能力最弱而贯穿本领最强. 带电量 质量数 符号 电离性 穿透性 实 质 来 源 α射线 +2e 4 （p ） 很强 很小 （一张普通纸） 高速的氦核流 v≈0.1c 两个中子和两个质子结合成团从原子核中放 出 β射线 -e 0 弱 很强 （几毫米铝板） 高速的电子流v≈c 原子核中的中子转换成 质子时从原子核中放 出 γ射线 γ 很小 更强 （几厘米铅板） 波长极短的电磁波 原子核受激发产生的 小结： ①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。 ②天然放射现象：表明原子核存在精细结构，是可以再分的 He 42 e 01 -

原子核和放射性复习要点和习题答案

第十四章 原子核和放射性 通过复习后，应该： 1.掌握原子核的结构和性质 2。掌握原子核的放射性衰变 3.掌握核衰变的规律和衰变常量与半衰期 4。了解射线与物质作用及防护 5。课后作业题 14—1 如果原子核半径公式为R =1.2×10 —15 A 1/3 （A 为质量数），试计算：①核物质 的密度;②核物质单位体积内的核子数。 解： ①原子核的质量M 可表示为M =Au =1.66×10 —27 A （u 为原子质量单位），而原子 核的半径R =1.2×10 —15 A 1/3 ，则其体积V 为 V =34πR 3 =3 4×3。14×（1.2×10 -15 A 1/3）3 =7.24×10 -45 A 由密度的定义可得核物质的密度为 ρ=M/ V =1.66×10 -27 A /7。24×10 -45 A kg ·m -3 ≈2.3×10 17 kg ·m -3 ②由质量数A 和体积V 可进一步得到单位体积内的核子数n 为 n =A/ V = A /7.24×10 —45 A m -3 =1.38×10 44 m —3 14-2 计算2个 2H 原子核结合成1个 4He 原子核时释放出的能量(以MeV 为单位）. 解： 核反应中质量亏损 △m =2m D -m He =(2×2。013553—4.002603）u=0。024503u ， 对应的能量为 △E =△m ·c 2 =0.024503×931.5MeV=22.82MeV 14-3 解释下列名词：（a ）同位素、同质异能素、结合能、平均结合能、质量亏损;（b)核衰变、α衰变、β衰变、γ衰变、电子俘获、内转换；（c)半衰期、平均寿命、放射性活度、放射平衡、同位素发生器。 答: （a ）①同位素:原子序数Z 相同而质量数A 不同的核素在元素周期表中占有相同的位置，这些核素称为同位素。②同质异能素：原子核通常处于基态，但也有些原子核处于寿命较长的亚稳态能级，与处于基态的同原子序数同质量数的原子核相比，这些处于亚稳态的原子核叫做同质异能素。③结合能:当核子与核子结合成原子核时，要释放出能量，这些能量称为它们的结合能，它也等于原子核完全分解为自由核子时所吸收的能量。④平均结合能：若某原子核的结合能为△E ，核子数(即质量数）为A ，则两者的比值△E/A 叫做平均结合能，其大小可以表示原子核结合的稳定程度.⑤质量亏损：原子核的静止质量要比组成它的核子的静止质量总和要小一些，这一差值叫做质量亏损。 （b ）①核衰变：放射性核素能够自发地进行多种方式的变化，并释放能量,这种变化称为核衰变。②α衰变:原子核放射出氦核4 2He （即α粒子）的衰变叫做α衰变。③β衰变：它包括β- 、β+ 、电子俘获三种。β— 衰变:当原子核内中子过多,质子偏少时，其中一个 中子会自动转变为质子，原子核放出一个电子（即β-粒子）和一个反中微子，这叫做β- 衰 变。β+ 衰变是:当原子核内质子过多,中子偏少时，其中一个质子自动转变为中子，发射出 一个正电子和一个中微子,在这个过程中原子核发射出正电子(即β+ 粒子），这叫β+ 衰变。 电子俘获：在中子过少的原子核内，质子也可以俘获一个核外电子，发射中微子，而转变成中子，这叫电子俘获。④γ衰变：原子核处于激发态时，会跃迁到能量较低的激发态或基态,

原子核的衰变人工转变(20210102221237)

原子核的衰变、原子核的人工转变 一、天然放射现象 1、天然放射现象 物质放射出a射线、B射线、丫射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。 1896年法贝克勒耳首先发现天然放射现象，后居里?夫妇发现钋P O和镭R a。 物质发射射线的性质称为放射性（radioactivity）。 元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象， 具有放射性的元素称为放射性元素。 2、放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82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。 3、射线种类与性质 那这些射线到底是什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现射线 ①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。 ②根据左手定则，可以判断［射线都是正电荷，［射线是负电荷。 ③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质。 a射线：氦核流速度约为光速的1/10。贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强； B射线：高速运动的电子流。速度接近光速，贯穿本领很强。很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。 丫射线：为波长极短的电磁波。性质非常象X射线，只是它的贯穿本领比X射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。 电离本领和贯穿本领之间的关系：a粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的a粒 子，贯穿本领最弱；而丫光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能 小结： ①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，

第一章放射性及其衰变规律

第一章放射性及其衰变规律 Radioactivity and discipline of disintegrating 学时：io学时 基本内容： ①基本概念：半衰期、衰变常数、放射性核素、放射性、照射量率 ②基础知识：a衰变、B衰变、丫衰变、铀系衰变特点、钍系衰变特点、锕铀系衰变特点、单个放射性核素的衰变规、掌握两个放射性核素的衰变规律及其应用、放射性活度与比活度 的单位、放射性辐射剂量单位、放射性测量的标准源和标准模型。 重点、难点：a衰变、丫衰变、铀系的衰变、单个放射性核素的衰变规律的推导、两个 放射性核素的衰变规律、放射性的测量单位及标准源。 教学思路：先介绍原子核的结构与原子核衰变的有关知识，然后重点讲解三种常见的衰 变类型和三大放射性系列以及放射性的标准源和标准模型。其中，衰变类型和三大放射性系 列等部分详细讲解。 主要参考书： ①程业勋、王南萍等编著，《核辐射场与放射性勘查》，地质出版社，2005. ②吴慧山主编《核技术勘查》，原子能出版社，1998. 复习思考题： 1、1g 238U在一秒钟内放出1.24 104个a粒子，计算238U得半衰期。 2、在一个密封玻璃瓶内，装入1g镭。放置一个氡的半衰期，瓶内积累多少氡？ 3、氡衰变成RaA，现有10毫居里（mCi）氡密封于容器中，经过50h后，氡和RaA各有多少，以活度（Bq）表示。 4、为什么3射线能量是连续谱？ 5、什么是放射性系平衡？什么是放射性动平衡？ 2 22 2 2 2 6、Rn的半衰期是3.825d，试求Rn的衰变常数？每1mg在每秒内放出多少a粒子？合多少贝可？ 7、从镭源中收集氦，假定Ra与各子体达到放射性平衡，而Ra的活度为 10 3.7 10 Bq ,试计算一年内产生多少氦？

原子核放射与衰变

龙岩一中2013届高二物理第18周周末作业 2012-6-2 1．天然放射现象显示出（ ） A ．原子不是单一的基本粒子 B ．原子核不是单一的基本粒 C ．原子内部大部分是空的 D ．原子有一定的能级 2．β衰变中所放出的电子，来自（ ） A ．原子核外内层电子 B ．原子核内所含电子 C ．原子核内中子衰变为质子放出的电子 D ．原子核内质子衰变为中子放出的电子 3．α射线的本质是（ ） A ．电子 B ．高速电子流 C ．光子流 D ．高速氦核流 4．关于β粒子的下面说法中正确的是（ ） A ．它是从原子核放射出来的 B ．它和电子有相同的性质 C ．当它通过空气时电离作用很强 D ．它能贯穿厚纸板 5．关于γ射线的说法中，错误的是（ ） A ．γ射线是处于激发状态的原子核放射的 B ．γ射线是从原子内层电子放射出来的 C ．γ射线是一种不带电的中子流 D ．γ射线是一种不带电的光子流 6．A 、B 两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场，磁场方向如图1所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a 、b 、c 、d 分别表示α粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹（ ） A ．a 为α粒子轨迹，c 为β粒子轨迹 B ．b 为α粒子轨迹，d 为β粒子轨迹 C ．b 为α粒子轨迹，c 为β粒子轨迹 D ．a 为α粒子轨迹，d 为β粒子轨迹 7．下列关于放射性元素衰变的描述，哪些是错误的（ ） A ．原子核放出电子后，它的质量数不变而电荷数却减少1。 B ．核衰变时放出的射线都是由带电粒子所组成的 C ．半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关。 D ．γ衰变不改变元素在周期表上的位置 8．A 、B 两种放射性元素，它们的半衰期分别为t A =10天，t B ＝30天，经60天后，测得两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比为（ ） A ．3∶1 B ．48∶63 C ．1∶16 D ．16∶1 9．关于放射性元素原子核的衰变，下列叙述中哪些是正确的（ ） A ．γ射线是伴随α射线或β射线而发射出来的 B ．半衰期的大小不随化学状态、温度等变化而变。 C ．某核放出一个β粒子或α粒子后，都变成一种新元素的原子核。 D ．若原来有某种放射性元素的原子核10个，则经一个半衰期后，一定有5个原子核发生了衰变。 10．科学家常用中子轰击原子核，这是因为中子（ ） A ．质量较小 B ．质量较大 C ．能量较大 D ．显电中性 11．放射性同位素可做示踪原子，在医学上可以确定肿瘤位置等用途，今有四种不同的放射性同位素R 、P 、Q 、S ，它们的半衰期分别为半年、38天、15天和2天，则我们应选用的同位素应是（ ） b

原子核衰变及半衰期

3.2 原子核衰变及半衰期教案 一、三维目标 1.在物理知识方面的要求. （1）理解什么是“天然放射现象”，掌握天然放射线的性质； （2）掌握原子核衰变规律，理解半衰期概念； （3）结合天然放射线的探测问题，提高学生综合运用物理知识的能力. 2.在复习过程中，适当介绍天然放射性的发现过程，以及有关科学家的事绩，对学生进行科学道德与唯物史观的教育. 二、教学重点、难点 1.重点. （1）衰变规律； （2）用电场和磁场探测天然射线的基本方法. 2.难点：用力学和电学知识如何分析天然射线的性质. 三、主要教学过程 （一）引入新课 回顾法国物理学家贝可勒尔发现天然放射现象的经历，以及贝可勒尔为了试验放射线的性质，用试管装入含铀矿物插在上衣口袋中被射线灼伤、早期核物理学家多死于白血病（放射病）的故事. （二）教学过程设计 天然放射性. 1.天然放射现象：某种物质自发地放射出看不见的射线的现象. 2.原子核的衰变：某种元素原子核自发地放出射线粒子后，转变成新的元素原子核的现象. 3.天然放射线的性质.（见下页表） 说明电离本领和贯穿本领之间的关系：α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领

最弱；而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能力最弱而贯穿本领最强. 4.衰变规律. （1）遵从规律： 质量数守恒（说明与“质量守恒定律”之区别）； 电荷数守恒； 动量守恒； 能量守恒. 说明：γ衰变是原子核受激发产生的，一般是伴随α衰变或β衰变进行的，即衰变模式是：α＋γ，β＋γ，没有α＋β＋γ这种模式！ （3）半衰期：放射性原子核衰变掉一半所用时间. 说明：某种原子核的半衰期与物理环境和化学环境无关，是核素自身性质的反映. 【例1】平衡下列衰变方程：

原子核的三种主要衰变特性及其比较

分类号：TQ242．3单位代码： XXXX 密级：一般学号：XXXXX 本科毕业论文（设计） 题目：原子核的三种主要衰变特性及其比较专业：物理学 姓名： XX 指导教师： XX 职称：教授 答辩日期：二0一五年六月十四日

原子核的三种主要衰变特性及其比较 摘要：物理学是研究物质运动最一般规律和物质基本结构的学科。是一门以实验研究为基础的自然学科。核物理学又称原子核物理学，是20世纪新建立的一个物理学分支。它是一门既有深刻理论意义，又有重大实践意义的学科。核物理与核技术已经成为当今世界上最有生命力、发展最为迅速、影响力最大、成果最多的学科之一。所以说，对于原子核物理的认识也就必不可少了。然而对于原子核物理的了解，最重要的手段就是对原子核衰变的研究。原子核的衰变是极其复杂的，为了更好的认识原子核，加深对原子核衰变的理解，我们对原子核的三种主要衰变特性进行比较。 关键词：原子核三种衰变比较 Abstract: Subject matter physics is the study of the most general laws of motion and the basic structure of matter. Is a research-based experimental natural sciences. Nuclear physics, nuclear physics, also known, is a branch of physics newly established 20th century. It is both a profound theoretical significance and great practical significance of the subjects. Nuclear physics and nuclear technology has become the world's most vital, the fastest growing, most influential, one of the largest achievement disciplines. So, for the understanding of nuclear physics also indispensable. However, for the understanding of nuclear physics, research is the most important means of nucleus decay. Nuclear decay is extremely complex, in order to better understand the nucleus, to deepen understanding of nuclear decay, we have three main nuclei decay characteristics were compared. Key Words: Atomic nucleus; three kinds of decay; Compare 衰变亦称"蜕变"。指放射性元素放射出粒子而转变为另一种元素的过程,如镭放出α。放射性衰变通常都有一定的周期，并且一般不因物理或化学环境而改变，这也就是放射性可用于确定年代的原因。由于一个原子的衰变是自然地发生，即不能预知何时会发生，因此会以机率来表示。假设每颗原子衰变的机率大致相同，例如半衰期为一小时的原子，一小时后其未衰变的原子会剩下原来的二分之一，两小时后会是四分之一，三小时后会是八分之一。 原子的某些衰变会产生出另一种元素，并会放出α粒子、β粒子或中微子，在发生衰变后，该原子也会释出伽马射线。衰变后的实物粒子静止质量的总合会少于衰变前实物粒子静止质量的总和，根据质能方程，能量可以表现出质量。当物体的能量增加E，其

原子核和放射性复习要点和习题答案

第十四章 原子核和放射性 通过复习后，应该: 1.掌握原子核的结构和性质 2.掌握原子核的放射性衰变 3.掌握核衰变的规律和衰变常量与半衰期 4.了解射线与物质作用及防护 5.课后作业题 14-1 如果原子核半径公式为R =1.2×10 -15 A 1/3 （A 为质量数），试计算:①核物质的密 度;②核物质单位体积内的核子数。 解: ①原子核的质量M 可表示为M =Au =1.66×10 -27 A （u 为原子质量单位），而原子核 的半径R =1.2×10 -15 A 1/3 ，则其体积V 为 V =34πR 3 =3 4×3.14×（1.2×10 -15 A 1/3）3 =7.24×10 -45 A 由密度的定义可得核物质的密度为 ρ=M/ V =1.66×10 -27 A /7.24×10 -45 A kg ·m -3 ≈2.3×10 17 kg ·m -3 ②由质量数A 和体积V 可进一步得到单位体积内的核子数n 为 n =A/ V = A /7.24×10 -45 A m -3 =1.38×10 44 m -3 14-2 计算2个 2H 原子核结合成1个 4He 原子核时释放出的能量（以MeV 为单位）。 解: 核反应中质量亏损 △m =2m D -m He =（2×2.013553-4.002603）u=0.024503u, 对应的能量为 △E =△m ·c 2 =0.024503×931.5MeV=22.82MeV 14-3 解释下列名词:（a ）同位素、同质异能素、结合能、平均结合能、质量亏损;（b ）核衰变、α衰变、β衰变、γ衰变、电子俘获、内转换;（c ）半衰期、平均寿命、放射性活度、放射平衡、同位素发生器。 答: （a ）①同位素:原子序数Z 相同而质量数A 不同的核素在元素周期表中占有相同的位置，这些核素称为同位素。②同质异能素:原子核通常处于基态，但也有些原子核处于寿命较长的亚稳态能级，与处于基态的同原子序数同质量数的原子核相比，这些处于亚稳态的原子核叫做同质异能素。③结合能:当核子与核子结合成原子核时，要释放出能量，这些能量称为它们的结合能，它也等于原子核完全分解为自由核子时所吸收的能量。④平均结合能:若某原子核的结合能为△E ，核子数（即质量数）为A ，则两者的比值△E/A 叫做平均结合能，其大小可以表示原子核结合的稳定程度。⑤质量亏损:原子核的静止质量要比组成它的核子的静止质量总和要小一些，这一差值叫做质量亏损。 （b ）①核衰变:放射性核素能够自发地进行多种方式的变化，并释放能量，这种变化称为核衰变。②α衰变:原子核放射出氦核4 2He （即α粒子）的衰变叫做α衰变。③β衰变:它包括β- 、β+ 、电子俘获三种。β- 衰变:当原子核内中子过多，质子偏少时，其中一个 中子会自动转变为质子，原子核放出一个电子（即β-粒子）和一个反中微子，这叫做β- 衰 变。β+ 衰变是:当原子核内质子过多，中子偏少时，其中一个质子自动转变为中子，发射 出一个正电子和一个中微子，在这个过程中原子核发射出正电子（即β+ 粒子），这叫β+ 衰 变。电子俘获:在中子过少的原子核内，质子也可以俘获一个核外电子，发射中微子，而转变成中子，这叫电子俘获。④γ衰变:原子核处于激发态时，会跃迁到能量较低的激发态或

原子核和放射性衰败

欢迎你修读“放射防护远程培训”课程。本课程由广东省职业病防治院和香港公开大学科技学院共同合办，目的是帮助大家提高对放射安全重要性的认识，增强防护意识，掌握防护技术，最大限度地减少人员不必要的照射，避免辐射事故发生，保障工作人员、受检者与患者以及公众的健康与安全，确保电离辐射的应用获取最佳效益。 “放射防护远程培训”是一个理论与实践并重的课程，内容分为八个单元。单元一和单元二会介绍电离辐射的基本知识和放射性疾病的成因和诊治方法，让你掌握辐射防护的理论基础；单元三会在这理论基础上，系统地讲述放射防护的基本原则、原理和方法，而单元四则会介绍最新放射防护法规和标准的主要内容。单元五至八属于实践部分，单元五会探讨放射事故产生的原因及其应急措施，单元六至八则分别讨论三大应用范畴的放射检测与防护技术，包括医用X射线诊断、临床核医学工作，以及放射治疗工作。 本课程的教与学主要采用网上学习模式，通过网上学习平台进行。你们会在网上平台读取本课教材，观看教学录像，并参与网上互动练习与讨论。为了加强内容的应用性，本课程特别加入了放射事故案例分析和学习活动，帮助你应用所学。 完成这个课程之后，希望你们能够学以致用，懂得如何减少自己和受检者所受到的照射，并能正确使用防护设施与防护用品；万一发生异常照射或辐射事故，你们也能够采取适当的应急措施，保障公众的健康与安全。 原子核结构和放射性衰变 核物理发展至今已有百多年历史。1896年，贝可勒尔发现天然放射性，这是人们第一次观察到核变化。此后的40多年，人们主要从事放射性衰变规律和射线性质的研究，幷且利用放射性射线对原子核做了初步的探讨，这是核物理发展的初期阶段。1919年，卢瑟福等人又发现用α粒子轰击氮核时会释放出质子，这是首次用人工实现的核反应。30年代初，静电、直线和回旋等类型的加速器已具雏形，人们在高压倍加器上进行了初步的核反应实验。利用加速器可以获得束流更强、能量更高和种类更多的射线束，从而大大扩展了核反应的研究工作。20世纪40年代前后，核物理进入一个大发展的阶段。1939年，哈恩和斯特拉斯曼发现了核裂变现象；1942年，费密建立了第一个链式裂变反应堆，这是人类掌握核能源的开端。核电子学和计算技术的飞速发展从根本上改善了人们获取和处理实验数据的能力，同时也大大扩展了理论计算的范围。所有这一切，开拓了可观测的核现象的范围，提高了观测的精度和理论分析的能力，从而大大促进了核物理研究和核技术的应用。 你知道什么物质会产生辐射吗？其实，并不是所有物质都会产生辐射。我们知道碘127是稳定的物质，而碘131则是放射性物质，那么，这些放射性物质究竟具备什么特性呢？我们又是如何得知放射源的强弱和衰变的规律？这个部分会为你详细讲解。具体来说，本部分内容包括：

高三物理原子核衰变及半衰期2

3.2 原子核衰变及半衰期 新课标要求 1、知识与技能 （1）了解天然放射现象及其规律； （2）知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们； （3）知道放射现象的实质是原子核的衰变； （4）知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律； （5）理解半衰期的概念。 2、过程与方法 （1）能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式； （2）能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）。 （3）通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法； （4）通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。 3、情感、态度与价值观 （1）树立正确的，严谨的科学研究态度； （2）树立辨证唯物主义的科学观和世界观。 教学重点：天然放射现象及其规律，原子核的衰变规律及半衰期。 教学难点：知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们及半衰期描述的对象。 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备 （一）引入新课 本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘！我们已经知道原子由原子核与核外电子组成。 那原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？ 人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的，1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（Po），另一种命名为镭（Ra）。 （二）进行新课 1、天然放射现象