高二物理粵教選修課件第四章原子核章末整合張第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二原子核天然放射現象：3種射線(α射線、β射線、γ射線)的本質和性質原子核的組成原子核的衰變核反應核能第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二原子核的衰變意義：原子核自發地放出某種粒子而轉變為新核衰變法則規律：衰變過程遵守質量數守恒、電荷數守恒、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）的形式表現出來半衰期：大量原子核有半數發生衰變需要的時間.它由核本身性質決定，一般與物理、化學性質無關核反應第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二核能原子核結合核力：短程力，只與鄰近核子發生作用平均結合能：平均結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固,原子核越穩定核反應第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二一、對核反應方程及類型的理解1．四類核反應方程的比較名稱核反應方程時間其它衰變α衰變

1896年貝可勒爾β衰變

裂變

1938年原子彈原理聚變

氫彈原理第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二人工轉變正電子1934年約里奧—居里夫婦發現質子1919年盧瑟福發現中子1932年查德威克第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二2.解題時注意事項 (1)熟記一些粒子的符號

(2)注意在核反應方程中，質量數和電荷數是守恒的；在解有關力學綜合問題時，還有動量守恒和能量守恒．第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二【例1】在下列四個核反應中，X表示中子的是 (

)

屬于原子核的人工轉變的是 (

)

答案

BCD

AB第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二針對訓練1完成下列核反應方程．

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

解析根據電荷數守恒和質量數守恒可完成核反應方程，然后由核反應的類型即可判斷出反應的類型．第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二二、半衰期及衰變次數的計算1．半衰期：放射性元素的原子核有半數發生衰變需要的時間．2．確定衰變次數的方法

根據質量數、電荷數守恒得 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m

二式聯立求解得α衰變次數n和β衰變次數m. (2)根據α衰變和β衰變(β衰變質量數不變)直接求解．第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二針對訓練2

(單選)

圖1第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二

答案

B第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二三、核能的計算方法1．利用質能方程來計算核能 (1)根據核反應方程，計算核反應前與核反應后的質量虧損Δm. (2)根據愛因斯坦質能方程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”，可直接用質量與能量的關系式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，即原子質量單位1u對應的能量為931.5MeV，這個結論可在計算中直接應用．第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二2．利用平均結合能來計算核能

原子核的結合能＝核子的平均結合能×核子數．核反應中反應前系統內所有原子核的總結合能與反應后生成的所有新核的總結合能之差，就是該次核反應所釋放(或吸收)的核能．第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二

答案

5.705MeV(或9.15×10－13J)第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二針對訓練3已知氘核的平均結合能為1.1MeV，氦核的平均結合能為7.1MeV，則兩個氘核結合成一個氦核時 (

) 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第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二四、原子核物理與動量、能量相結合的綜合問題1．核反應過程中滿足四個守恒：質量數守恒、電荷數守恒、動量守恒、能量守恒．第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二α衰變

兩圓外切，α粒子半徑大β衰變

兩圓內切，β粒子半徑大勻強磁場中軌跡勻強磁場中軌跡第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期二 (1)方程中的“X”核符號為________； (2)钚核的質量為239.0522u，鈾核的質量為235.0439u，X核的質量為4.0026u，已知1u相當于931MeV，則該衰變過程放出的能量是