1、优质文档优质文档第十九章 原子核19.1 原子核的组成一、知识点扫描1、天然放射现象（1）物质发射射线的性质称为 。元素这种自发的放出射线的现象叫做 ，具有放射性的元素称为 。（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数 的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于 的元素，有的也具有放射性。2、射线到底是什么？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，发现射线如图所示：（投影）思考与讨论： 你观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？ 如果 射线， 射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。
2、 如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？我们已经研究了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些性质呢？请同学们阅读课文后填写表格。射线种类 组成 速度 贯穿本领 电离作用 射线 射线 射线小结：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。三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。3、原子核的组成问题：质子：由谁发现的？怎样发现的？中子：发现的原因
3、是什么？由谁发现的？优质文档优质文档小结：质子(proton)带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等， 271.630pmkg中子(nucleon)不带电， 271.64980nmkg数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。问题：原子核的电荷数是不是电荷量？原子荷的质量数是不是质量？小结：原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数原子核的质量数=核子数=质子数+中子数问题：一种铀原子核的质量数是 235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？小结： 符号 表示原子核，X：元素符号；A：核的质量数；Z：核电荷数4、同位素(isotope)（1）定义：具有相同质子数而中
4、子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的 ，因而同种元素的同位素具有相同的 。提问：列举一些元素的同位素？二、例题精讲例 1：下列说法正确的是（ ）A 射线粒子和电子是两种不同的粒子 B红外线的波长比 X 射线的波长长C 粒子不同于氦原子核 D 射线的贯穿本领比 粒子强三、能力训练1对 粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有： （ ）A实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜；B金箔的厚度对实验无影响；C如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象；D实验装置放在空气中和真空中都可以。
5、优质文档优质文档2在 粒子散射实验中，使少数 粒子产生大角度偏转的作用力是原子核对 粒子的（ ）A万有引力 B库仑力 C磁场力 D核力3从 粒子散射实验结果出发推出的下述结论中正确的是： （ ）A说明 粒子的速度很大 B说明 粒子的质量比金原子质量还大；C说明金原子的内部大部分是空的 D说明金原子也是个球体。4 粒子散射实验的结果是 （ ）A全部 粒子穿过金箔后按原方向运动B绝大多数 粒子穿过金箔后按原方向运动，少数发生很大偏转，甚至有的被弹回C绝大多数 粒子穿过金箔后发生很大的偏转，甚至被反弹，只有少数按原方向运动D全部发生很大的偏转5在 粒子散射实验中，没有考虑 粒子跟电子的碰撞，其原因是
6、（ ）A 粒子不跟电子发生相互作用B 粒子跟电子相碰时，损失的能量极少，可忽略C电子的体积很小， 粒子不会跟电子相碰D由于电子是均匀分布的， 粒子所受电子作用的合力为零6利用 粒子散射实验，可以估算出 （ ）A原子核外电子大小 B电子运动速度C原子的大小 D原子核的大小7图中画出了 粒子散射实验中两个 粒子的径迹，其中正确的是 （ ）8在 粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的 粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的这个 粒子 （ ）A更接近原子核 B更远离原子核C受到一个以上的原子核作用 D受到原子核较大的冲量作用9在 粒子散射实验中，当 粒子最接近原子核时，则 （ ）A 粒子的动能
7、最小B 粒子的电势能最小C 粒子和原子核组成的系统的能量最小D 粒子的电势能最大优质文档优质文档第二节 放射性元素的衰变一、知识点扫描1、原子核的衰变（1）原子核的衰变原子核放出 或 粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为 。一种物质变成另一种物质。（2） 衰变铀 238 核放出一个 粒子后，核的质量数减少 ，核电荷数减少 ，变成新核- 钍234 核。那这种放出 粒子的衰变叫做 衰变。这个过程可以用衰变方程式来表示： （3）衰变方程式遵守的规律第一、质量数守恒第二、核电荷数守恒 衰变规律： AZX A-4Z-2Y+42He（4） 衰变钍 234
8、核也具有放射性，它能放出一个 粒子而变成 23491Pa（镤） ，那它进行的是 衰变，请同学们写出钍 234 核的衰变方程式？ 粒子用 0-1e 表示。钍 234 核的衰变方程式： 衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的 不会改变，但 应加 1。 衰变规律： AZX AZ+1Y+0-1e问题： 衰变核电荷数为什么会增加？哪来的电子？（5） 射线是由于原子核在发生 衰变和 衰变时 受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随 射线和 射线而产生。 射线的本质是 。理解 射线的本质，不能单独发生。2、半衰期问题：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量描述？这种描述的对象是谁？
9、氡的衰变图的投影：m/m0(1/2) n（1）氡每隔 3.8 天质量就减少一半。（2）用半衰期来表示。优质文档优质文档（3）大量的氡核。总结：半衰期表示放射性元素的衰变的快慢；放射性元素的原子核，有 发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期；半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。例如：数学上的概率问题（抛硬币）将 1 万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为 5000 对 5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学状态和外部条件无关。 镭 2
10、26氡 222 的半衰期为 1620 年铀 238钍 234 的半衰期为 4.5 亿年说明：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均不会改变。二、例题精讲例 1：配平下列衰变方程23492U 23090Th+( )23490U 23491Pa+( )例 2：钍 232（ 23290Th）经过多少次 衰变和多少次 衰变，最后成为铅 208（ 20882Pb）三、能力训练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子C原子内部大部分是空的 D原子有一定的能级2 衰变中所放出的电子，来自 （ ）A原子核外内层电子 B原子核内中子衰
11、变为质子放出的电子C原子核内所含电子 D原子核内质子衰变为中子放出的电子3 射线的本质是 （ ）A电子流 B高速电子流 C光子流 D高速氦核流4关于 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 射线的说法中，错误的是 （ ）A 射线是处于激发状态的原子核放射的 B 射线是从原子内层电子放射出来的C 射线是一种不带电的中子流 D 射线是一种不带电的光子流6A、B 两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场，磁场方向如图所示，其中一个放出 粒子，另一个放出 粒子， 与 粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、
12、c、d 分别表示 粒子， 粒子以及两个剩余核的运动轨迹 （ ）优质文档优质文档Aa 为 粒子轨迹，c 为 粒子轨迹Bb 为 粒子轨迹，d 为 粒子轨迹Cb 为 粒子轨迹，c 为 粒子轨迹Da 为 粒子轨迹，d 为 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 衰变不改变元素在周期表上的位置8A、B 两种放射性元素，它们的半衰期分别为 tA=10 天，t B30 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
13、的质量之比为（ ）A31 B4863 C116 D1619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 射线是伴随 射线或 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 粒子或 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11一种同位素的几种原子，它们的 （ ）A中子数一定相同 B质子数一定相同C原子序数一定相同 D核外电子数一定相同12 核的质子数为 ，中子数为 ，质量
14、数为_，电荷数为_。Pb209813在匀强磁场中，一个静止的原子核由于放出一个粒子而得到一张“8”字径迹的照片，经测定，“8”字形的两个半径之比是 441，则由此可知，放出的是_粒子（填“”或“”），原来这个原子核的核电荷数为_。14完成下列核反应方程式15某原子核的中子数为 138，经过 5 次 衰变和 4 次 衰变后，中子数变为_。16某放射性元素在两个半衰期的时间内有 6 克发生了衰变，再经过两个半衰期又会有_克发生了衰变。17某放射性元素质量为 M，测得每分钟放出 1.2104 个 粒子，21 天后再测，发现每分钟放出 1.5103 个 粒子，该放射性元素的半衰期是多少？优质文档优质文
15、档18 （钍）经过一系列 和 衰变，变成 （铅），问经过多少次 衰变，经Th2390 Pb208过多少次 衰变？第三节 探测射线的方法一、知识点扫描思考并讨论：放射线虽然看不见，但我们根据什么来探知放射线的存在呢？这些现象主要有哪些呢？1、威耳逊云室（1）构造是什么？（2）基本原理是什么？（3）怎样才能观察到射线的径迹？威耳逊云室主要部分是一个圆筒状容器，下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹，室内由光源通过旁边的窗子照明。少量放射性物质（放射源）放在室内侧壁附近（或放在室外，让放射线从侧壁的窗口射入）实验时，先往云室里加少量的酒精，使室内充满酒精的饱
16、和蒸气，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态，这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹。说明：这种云室是英国物理学家威耳逊（18691959）在 1912 年发明的，故叫做威耳逊云室。在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身。观察 、 射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点，并分析其原因。提示： 粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗。
17、粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，且常常发生弯曲。 粒子的电离本领更小，一般看不到它的径迹。点评：我们根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质，把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，可以知道粒子所带电荷的正负；根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的动量的大小。问题：在云室中，为什么 粒子显示的径迹直而粗、 粒子显示的径迹细而曲？2、气泡室问题：比较气泡室的原理同云室的原理。控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点，当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形
18、成，气泡室在观察比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。液体中原子挤得很紧，可以发生比气体中多得多的核碰撞，而我们将有比用云室好得多的机会来摄取所寻找的事件。3、盖革 弥勒计数器优质文档优质文档问题：（1）盖革 弥勒计数管的构造如何？管外面是一根玻璃管，里面是一个接在电源负极的导电圆筒，筒的中间有一条接正极的金属丝，管中装有低压的惰性气体（如氩、氖等，压强约为 10kPa20kPa）和少量的酒精蒸气或溴蒸气，在金属丝和圆筒两极间加上一定的电压（约 1000V） ，这个电压稍低于管内气体的电离电压。（2）盖革 弥勒计数管的基本原理是什么？盖革管的原理是某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生
19、的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子。这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来。（3）GM 计数器的特点是什么？GM 计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的。GM 计数器只能用来计数，而不能区分射线的种类。GM 计数器不适合于极快速的计数。GM 计数器较适合于对 、 粒子进行计数。另外，还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器装置，利用这些装置能更精确地测定粒子的各种性质，感兴趣的同学可以查找这方面的资料阅
20、读。随着科学技术的发展，探测射线的手段不断改进，近年来，由于探测仪器大都和电子计算机直接连接，实现了对实验全过程电子计算机控制、计算、数据处理，已经使实验方法高度自动化。优质文档优质文档第四节 放射性的应用与防护一、知识点扫描1、核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫 。在核反应中 守恒、 守恒。人工转变核反应方程：HOeN1784217nCeB102649理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。2、人工放射性同位素（1）放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做 。放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。（2）人工放射性同位素Al He P （3）人工放射
21、性同位素的优点： （4）凡是用到射线时，都用人造放射性同位素。3、放射性同位素的应用：（1）利用射线：射线测厚装置：烟雾报警器；放射治疗；培育新品种，延长保质期。作为示踪原子：棉花对磷肥的吸收；甲状腺疾病的诊断。4、辐射与安全通过看书与上网查找资料，了解放射性辐射的用处以及危害，知道只要控制好辐射量，我们就可以利用它的射线，知道身边的一些放射性物质，以及如何防护一些有害的放射性物质。二、例题精讲例：写出下列原子核人工转变的核反应方程。（1） 1123Na 俘获 1 个 粒子后放出 1 个质子（2） 1327Al 俘获 1 个 粒子后放出 1 个中子（3） 816O 俘获 1 个中子后放出 1
22、个质子（4） 1430Si 俘获 1 个质子后放出 1 个中子三、能力训练11965 年，我国科学家首次用人工方法合成的结晶牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质，所使用的鉴别技术是 ( )A学分析 B同位素示踪原子 C光谱分析 D测定介电常数2联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫优质文档优质文档铀炸弹贫铀是从金属中提炼铀 235 以后的剖产品，其主要成分为 铀 238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的 9 倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是 ( ) 由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害 爆炸后的弹片不会对
23、人体产生危害 铀 238 的衰变速率很快 铀的半衰期很长A B C D3美国前总统老布什曾让医生们虚惊了一场那是在访日宴会上突然昏厥，美国政府急忙将他送回国，医生用 123I 进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出了病因这是利用 123I 所放出的 ( )A热量 B 射线 C 射线 D 射线4美国医生用 123I 对老布什总统诊断，使其很快恢复健康， 123I 的特性是 ( )A半衰期长，并迅速从体内清除 B半衰期长，并缓慢从体内清除C半衰期短，并迅速从体内清除 D半衰期短，并缓慢从体内消除5医学界通过 14C 标记的 C60 发现一种 C60 的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，则 14C 的用途是 ( )A示踪原子 B电离作用 C催化作用 D贯穿作用6下列哪一种医学治疗、检查手段运用了放射性同位素放出的射线 ( )AB 超 B化疗医治肿瘤 CX 光透视 DCT 断层扫描7一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，每分钟衰变 6000 次，将它注射到某人的血液中，经过 15h 后从此人身上取出 10mL 的血液，测得每分钟有 2 次衰 变，已知这种同位素的半衰期为 5h，试计算这个人血液的总体积为多少?
