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走进原子核-放射性元素的衰变
人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的?
人们认识原子核的结构就是从天然放射现象开始的。
虽然放射线看不见,但是我们可以根据一些现象来探知放射线的存在,这些现象主要是:
探测射线的方法
1、使气体电离
2、使照相底片感光
3、使荧光物质产生荧光
1896年,法国科学家贝克
勒尔发现了铀的放射性现象。
发出不可见的射线
穿透黑纸使底片感光
一、放射性的发现
天然放射现象:某些物质自发地放射出看不见的射线的现象。
放大了1000倍的铀矿石
天然放射现象的发现说明原子核具有复杂结构
钡铀云母
翠砷铜铀矿
斜水钼铀矿
铀钙石矿
铅盒
放射源
射
线
天然放射性元素的原子核发出的射线可使照相底片感光
照相底片
1898年,波兰籍的法国科
学家居里夫人发现比铀强200万倍的放射性
元素镭和钋,1903年获诺贝尔奖。
放射性
放射性元素
发射射线的性质
具有放射性的元素
放出射线后,元素的性质发生变化
天然放射性元素
大于83的元素
原子序数小于83的一些天然元素也有具有放射性。例:Na, P等。
放射性物质发出的射线有三种:
三种射线性质
思考:判断图中对应哪种射线?
N2
卢瑟福的粒子轰击氮核实验
— 质子的发现
粒子轰击氮核产生了可以穿透铝箔的质子
卢瑟福的粒子轰击氮核实验
原子核都是由质子组成的吗?
原子核的比荷<质子的比荷
卢瑟福猜想:原子核内还有不带电的“中子”(neutron)
1932年卢瑟福的学生查德威克发现了中子
实验
测量:
(1)这种不可见的粒子在电场、磁场中不偏转,表明它不带电;
(2)测定其速度小于C/10,表明它不是γ射线;
(3)通过与氢核的碰撞,测定其质量mX≈mH,即与氢核(质子)质量相当.
核反应方程
①质子的发现:
核反应方程是:
②中子的发现
核反应方程是:
3、原子核的表示:
X表示元素符号
Z表示质子数
A表示质量数
4.同位素:具有相同质子数而中子数不同的原子,在元素周期表中处于同一位置,互称同位素。
诺贝尔的摇篮
当人们评论卢瑟福的成就时,总要提到他“桃李满天下”。在卢瑟福的悉心培养下,他的学生和助手有多人获得了诺贝尔奖金:
1921年,卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖
1922年,卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖;
1922年,卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理奖;
1927年,卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理奖;
1935年,卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理奖;
1948年,卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理奖;
1951年,卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿,共同获得诺贝尔物理奖;
1978年,卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理奖。
有人说,如果世界上设立培养人才的诺贝尔奖金的话,那么卢瑟福是第一号候选人。
4.2 放射性元素的衰变
一、衰变
1、原子核放出α粒子或β粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变
α衰变:放出α粒子的衰变,如
β衰变:放出β粒子的衰变,如
2.种类:
衰变前后的电荷数和质量数都守恒
α衰变:
β衰变:
说明:
中间用单箭头,不用等号;
与化学方程式不同
2. 是质量数守恒,不是质量守恒;
3.规律:
衰变方程
备注:核衰变是核反应的一种,核反应与化学反应有着根本性的区别:
①核反应时,原子核内部的核子数会发生相应的变化,核反应可以使一种原子向另一种原子转化;
②而化学反应指的是原子核最外层电子数目发生变化,在化学反应中,一种原子不能转变成另一种原子。
4. 本质:
(1) α衰变:原子核内少两个质子和两个中子
(2) β衰变:原子核内的一个中子变成质子,同时放出一个电子
结合
和
(3)γ衰变本质:
γ射线是电磁波,不是实物粒子。
γ射线是伴随着α衰变和β衰变产生的。
γ射线不改变电荷数与质量数。
例1: 经过一系列衰变和衰变后,可以变成稳定的元素铅206 ,问这一过程衰变和衰变次数?
例2、关于α、β、γ三种射线,下列说法中正确的是( )
A、α射线是原子核自发射出的氦核,它的电离作用最弱
B、β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有中等的贯穿能力
C、γ射线一般伴随着α或β射线产生,它的贯穿能力最强
D、γ射线是电磁波,它的电离作用最强
C
3.如图所示,x为未知的放射源,L为薄铝片,若在放射源和计数器之间加上L后,计数器的计数率大幅度减小,在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,则x可能是( )
A.α和β的混合
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