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内容举例： 原子核
第1节 原子核的组成
一、天然放射现象
1. 放射性：物质发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素。
2. 放射性的发现
(1)1896年，法国物理学家贝克勒尔发现某些物质具有放射性。
(2)玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)、镭(Ra)。
3. 天然放射现象
放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象。原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。
二、射线的本质
1. α射线：是α粒子流，速度可达到光速的1/10，其电离能力强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
2. β射线：是电子流，速度可以接近光速，电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。
3. γ射线：呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10-10 m以下。它的电离作用更弱，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。
三、原子核的组成
1. 质子的发
2. 中子的发
3. 原子核的组成：质子和中子都是原子核的组成成分，它们统称为核子。
4. 原子核的符号
5. 同位素
核中质子数相同而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，它们互称同位素。例如，氢有三种同位素，分别是 _1^1H、_1^2H、_1^3H。
四、天然放射现象及三种射线
1. α、β、γ射线性质、特征比较α射线 β射线 γ射线
组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高频电磁波)
电荷量 2e -e 0
质量 4mp m_p/(1 836) 静止质量为零
符号 _2^4He _(-1)^( 0)e γ
速度 可达0. 1c 可达0. 99c c
垂直进入电场或
磁场的偏转情况 偏转 偏转 不偏转
穿透能力 最弱 较强 最强
电离作用 很强 较弱 很弱
2. 三种射线在匀强电场和匀强磁场中的偏转特点
(1)在同一匀强电场中，相同条件下，α射线偏移量较小，β射线偏移量较大，γ射线不偏移。
(2)在同一匀强磁场中，相同条件下，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射
线不偏转。
3. 元素的放射性
如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，都具有放射性。放射性的强度也不受温度、外界压强的影响。也就是说，放射性与元素存在的状态无关，仅与原子核有关，射线来自原子核。因此，原子核也存在着一定结构。
五、原子核的组成
1. 原子核的“数”与“量”的辨析
(1)原子核的电荷数与原子核的电荷量是不同的，组成原子核的质子的电荷量都是相同的，所以原子核的电荷量总是质子电荷量的整数倍，我们把这个整数叫原子核的电荷数，而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量。
(2)原子核的质量数与质量是不同的。原子核内质子和中子的总数叫作原子核的质量数，原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和。
第2节 放射性元素的衰变
一、原子核的衰变
1. 定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在元素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原子核的衰变。
2. 衰变的类型：一种是α衰变，另一种是β衰变，而γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的。
3. 经典衰变方程
(1)α衰变：放出α粒子的衰变，如 _92^238U→ _90^234Th+_2^4He
(2)β衰变：放出β粒子的衰变，如 _90^234Th→ _91^234 Pa+_(-1)^0e
4. 衰变规律：原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
二、半衰期
1. 定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
2. 决定因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。不同的放射性元素，半衰期不同。
三、核反应
1. 定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程。
2. 原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，
核反应方程为 _7^14N+_2^4He→_8^17O+_1^1H
3. 遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。
四、放射性同位素及其应用 辐射与安全
1. 放射性同位素：具有放射性的同位素。
2. 放射性同位素的应用
(1)射线测厚仪：工业部门可以使用放射性同位素发出的射线来测厚度。
(2)放射治疗：在医疗方面，患了癌症的病人可以接受放射治疗。
(3)培优、保鲜：利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，经过筛选，可以培育出新品种。用γ射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期。
(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置。
3. 辐射与安全
人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有破坏作用。要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。
五、原子核的衰变及半衰期的理解与应用
1. 确定原子核衰变次数的方法
设放射性元素 X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素 Y，则衰变方
程为 _Z^AX→_Z'^A'Y+n_2^4He+m_(-1)^0e
根据质量数守恒和电荷数守恒可列式
A=A'+4n，Z=Z'+2n-m
以上两式联立解得n=(A-A')/4，m=(A-A')/2+Z'-Z。
由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。
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