2019年高考物理二轮复习原子物理专题天然放射现象半衰期讲义.doc
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1、天然放射现象 半衰期一、原子模型1.汤姆生模型(枣糕模型)汤姆生发现了电子,使人们认识到原子有复杂结构。2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)粒子散射实验是用粒子轰击金箔,结果是绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。卢瑟福由粒子散射实验提出:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间运动。由粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。原子核的大小:原子半径数量级为1010m, 原子核大小数量级为1014m3.玻尔模
2、型(见原子的能级跃迁)二、天然放射现象 1、天然放射现象:某些元素能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构。2、射线的种类和性质(1)射线高速的粒子流,粒子是氦原子核,速度约为光速1/10,贯穿能力最弱,电离能力最强。(2)射线高速的电子流,粒子是速度接近光速的负电子,贯穿能力稍强,电离能力稍弱。(3)射线能量很高的电磁波,粒子是波长极短的光子, 贯穿能力最强,电离能力最弱。3.三种射线的来源: 3、三种射线的来源:粒子是核内两个质子和两个中子抱成团一起射出。粒子是原子核内的中子转化成质子时放出的。射线经常是伴随射线和射
3、线产生的。4、三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较:OBEEB如、图所示,在匀强磁场和匀强电场中都是比的偏转大,不偏转;区别是:在磁场中偏转轨迹是圆弧,在电场中偏转轨迹是抛物线。图中肯定打在O点;如果也打在O点,则必打在O点下方;如果也打在O点,则必打在O点下方。5、三种射线的性质和实质比较带电量质量数符号电离性穿透性实 质来 源射线+2e4 (p)很强很小(一张普通纸)高速的氦核流v0.1c两个中子和两个质子结合成团从原子核中放出射线-e0弱很强(几毫米铝板)高速的电子流vc原子核中的中子转换成质子时从原子核中放出射线00很小更强(几厘米铅板)波长极短的电磁波原子核受
4、激发产生的6、探测射线的方法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气泡室盖革 弥勒计数器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
5、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三、天然衰变中核的变化规律1、衰变规律在核的天然衰变中,衰变方程式遵守的规律是质量数守恒和电荷数守恒。(1)a衰变:随着a衰变,新核在元素周期表中位置向前移2位,即质量数-4,电荷数-2 (2)衰变:随着衰变,新核在元素周期表中位置向后移1位,即质量数不变,电荷数+1 。(3)衰
6、变:射线是由于原子核在发生衰变和衰变时原子核受激发而产生的光(能量)辐射,通常是伴随射线和射线而产生。2、半衰期(1)定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。(2)意义:反映了核衰变过程的统计快慢程度。半衰期短的元素衰变得快,放射性较强。(3)特征:半衰期只与元素本身有关,与所处的物理、化学状态及周围环境、温度等都无关。(4)两种错误认识:第一种错误认识是:N0(大量)个放射性元素的核,经过一个半衰期T,衰变了一半,再经过一个半衰期T,全部衰变完。第二种错误认识是:若有4个放射性元素的核,经过一个半衰期T,将衰变2个。事实上,N0(大量)个某种放射性元素的核,经过时间t后剩下的这种
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