高二物理粵教選修課件第四章原子核章末整合張

高二物理粵教選修課件第四章原子核章末整合張第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二原子核天然放射現(xiàn)象：3種射線(α射線、β射線、γ射線)的本質(zhì)和性質(zhì)原子核的組成原子核的衰變核反應(yīng)核能第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二原子核的衰變意義：原子核自發(fā)地放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞怂プ兎▌t規(guī)律：衰變過程遵守質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒、動量守恒;釋放的能量以放出粒子和反沖核的動量及γ光子能量（伴隨γ衰變時）的形式表現(xiàn)出來半衰期：大量原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間.它由核本身性質(zhì)決定，一般與物理、化學性質(zhì)無關(guān)核反應(yīng)第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二核能原子核結(jié)合核力：短程力，只與鄰近核子發(fā)生作用平均結(jié)合能：平均結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定核反應(yīng)第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二一、對核反應(yīng)方程及類型的理解1．四類核反應(yīng)方程的比較名稱核反應(yīng)方程時間其它衰變α衰變

1896年貝可勒爾β衰變

裂變

1938年原子彈原理聚變

氫彈原理第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二人工轉(zhuǎn)變正電子1934年約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)質(zhì)子1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)中子1932年查德威克第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二2.解題時注意事項 (1)熟記一些粒子的符號

(2)注意在核反應(yīng)方程中，質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)是守恒的；在解有關(guān)力學綜合問題時，還有動量守恒和能量守恒．第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二【例1】在下列四個核反應(yīng)中，X表示中子的是 (

)

屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變的是 (

)

答案

BCD

AB第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二針對訓練1完成下列核反應(yīng)方程．

其中屬于衰變的是_______，屬于人工轉(zhuǎn)變的是_______，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________．

解析根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可完成核反應(yīng)方程，然后由核反應(yīng)的類型即可判斷出反應(yīng)的類型．第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二二、半衰期及衰變次數(shù)的計算1．半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間．2．確定衰變次數(shù)的方法

根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m

二式聯(lián)立求解得α衰變次數(shù)n和β衰變次數(shù)m. (2)根據(jù)α衰變和β衰變(β衰變質(zhì)量數(shù)不變)直接求解．第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二針對訓練2

(單選)

圖1第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二

答案

B第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二三、核能的計算方法1．利用質(zhì)能方程來計算核能 (1)根據(jù)核反應(yīng)方程，計算核反應(yīng)前與核反應(yīng)后的質(zhì)量虧損Δm. (2)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2計算核能．方程ΔE＝Δmc2中若Δm的單位用“kg”、c的單位用“m/s”，則ΔE的單位為“J”；若Δm的單位用“u”，可直接用質(zhì)量與能量的關(guān)系式1u相當于931.5MeV推算ΔE，此時ΔE的單位為“兆電子伏(MeV)”，即1u＝1.66×10－27kg，相當于931.5MeV，即原子質(zhì)量單位1u對應(yīng)的能量為931.5MeV，這個結(jié)論可在計算中直接應(yīng)用．第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二2．利用平均結(jié)合能來計算核能

原子核的結(jié)合能＝核子的平均結(jié)合能×核子數(shù)．核反應(yīng)中反應(yīng)前系統(tǒng)內(nèi)所有原子核的總結(jié)合能與反應(yīng)后生成的所有新核的總結(jié)合能之差，就是該次核反應(yīng)所釋放(或吸收)的核能．第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二

答案

5.705MeV(或9.15×10－13J)第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二針對訓練3已知氘核的平均結(jié)合能為1.1MeV，氦核的平均結(jié)合能為7.1MeV，則兩個氘核結(jié)合成一個氦核時 (

) A．釋放出4.9MeV的能量 B．釋放出6.0MeV的能量 C．釋放出24.0MeV的能量 D．吸收4.9MeV的能量

答案

C第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二四、原子核物理與動量、能量相結(jié)合的綜合問題1．核反應(yīng)過程中滿足四個守恒：質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒、動量守恒、能量守恒．第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二α衰變

兩圓外切，α粒子半徑大β衰變

兩圓內(nèi)切，β粒子半徑大勻強磁場中軌跡勻強磁場中軌跡第20頁，共22頁，2023年，2月20日，星期二 (1)方程中的“X”核符號為________； (2)钚核的質(zhì)量為239.0522u，鈾核的質(zhì)量為235.0439u，X核的質(zhì)量為4.0026u，已知1u相當于931MeV，則該衰變過程放出的能量是