1、原子物理学,主 讲：林 海,第十章 原子核,10.1原子核的基本性质,1、原子核的电荷,Ze的正电荷,2、原子核质量,电子静止质量,？,3、原子核的成分,原子核是由质子和中子组成,质子和中子的统称叫核子,质子质量是 1.007276u,中子质量是 1.008665u,原子核质量近似等于一个整数原子核质量数 A,原子核质量数 A = 核子数,质子数 = 核电荷数 Z,中子数 N = A-Z,4、原子核的大小,原子核的大小与其质量数A有如下关系,米（常数）,5、原子核的角动量,可通过原子光谱超精细结构获得,其值为,核的自旋量子数,当原子核的质量数 A 为偶数时 I 为整数,当原子核的质量数 A 为
2、奇数时 I 为半整数,6、原子核的磁矩,7、原子核的电荷分布不一定是球对称的,8、原子核的结合能,任何原子核的质量总是小于组成该核的所有核子的质量和,实验发现 ：,核合成前原子体系的总质量,=4*质子质量+5*中子质量+4*电子质量,= 4个 H 原子质量+5个中子质量,9.07463u,核合成后,原子质量=9.01219u,(1)质量亏损,原子核合成前后质量差,这一质量减少叫质量亏损,(2)结合能,按相对论原理,说明核子结合成原子核时有能量放出,把质子、中子合成原子核时所放出的能量叫原子核的结合能。,平均每个核子放出的能量应为,把原子核合成时平均每个核子放出能量叫平均结合能,P294图10.
3、3描绘了不同质量数的原子核的核子平均结合能情况,从图可以看到,质量数为40120范围内的原子核的核子平均能较大,左右两边的结合能都较小,最大值在8.6MeV左右,的是7.5MeV,太有价值啦,（1）,（2）质量数为30以上的原子核的核子平均结合能变化不大,10.2原子核的放射衰变,一、放射衰变的定义,能发生方射衰变的元素叫放射性元素。,二、放射衰变的规律性（旧核变新核的规律）,特点：电离本领强，穿透能力弱,例如，,特点：电离本领较弱，穿透本领较强,（有正电子和负电子之分 ）,特点：电离本领很弱，穿透能力很强,三、衰变定律,t=0时存放原子核的数目,经过t时间后还留存下来的原原子核数目,衰变常数
4、,大衰变得快,说明：,1、衰变定律是一个统计规律，是大量原子核衰变时统计出的。就其中一个原子核来说，它什么时候发生衰变是不能预知的。,2、这个公式可以从统计理论导出,半衰期,可以证明,平均寿命,一种是放出负电子,另一种是放射正电子,K俘获原子核俘获一个核外的K层电子,10.5原子核结构的模型,P326前言，P327，P328，P331，P337，P341,10.6原子核反应,原子核反应是原子核受一个粒子的撞击而放出一个或几个粒子的过程。,放射衰变是自发的变化，原子核反应是受激的变化。,能激发核反应的粒子有：,来源于天然放射物,高速质子、氘核需从加速器中产生,由天然射线或加速粒子间接产生,一、原
5、子核反应核守恒定律,一、原子核反应核守恒定律,1919年卢瑟福第一次发现原子核反应。,在标准空气中射程是7cm，但有时观察到射程大得多的射线,达40cm,？,后来用磁场分析，认出长射程的粒子是质子,？,据此实验卢瑟福提出，,（1）,1932年科尔饶夫特和华尔顿,（2）,这是第一次观察到人工加速粒子的和反应。,（看书P343图下一段话 ）,二、原子核反应守恒定律,电荷 核子数 总质量和与之相联系的总能量线动量 角动量 宇称,三、原子核反应式的简写,四、原子核反应的能量,静止质量,动能,每一个粒子联系的总质量和总能量,根据总质量守恒、根据总能量守恒,叫反应能,反应能有正负：正值说明放出，负值说明吸收,静止质量 14.003074 16.999133,4.2603 1.007825,求该反应的反应能,负号说明该核反应是吸收能量,见教材P351P352,10.8裂变、聚变与原子能,分裂产物的质量数A在96140左右（118附近）(P353),平均每个核子放出的能量约为0.9 Mev,一个,放出的能量约为2360.9=212 Mev,(核聚变P559),祝你取得好成绩,
