高中物理第十九章原子核章末整合提升课件新人教版选修3_5

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高中物理第十九章原子核章末整合提升课件新人教版选修3_5

(2)求核反应 B 中 X 的质量数和中子数。
(3)判断以上五个核反应的反应类型。
解析:(1)E 是查德威克发现中子的核反应方程,A 是氢弹,B 是原子弹的核反应方程。
(2)由电荷数守恒和质量数守恒可以判定 X 的质量数为 140,电荷数为 54,所以中子数为 140-54=86。
(3)衰变是原子核自发地放出 α 粒子或 β 粒子的反应,C 是 β 衰变,D 是 α 衰变,E 是人工控制的原子核的变化,属人工转变,裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量的核的反应,B 是裂变,聚变是几个轻核缩合成较大质量的核反应,A 是聚变。
专题一衰变与轨道
原来静止的原子核衰变发出射线,同时生成新核,若它们处在同一个匀强磁场中,就会出现内切圆和外切圆的物理图景。判断内切、外切的理论依据:
1.动量守恒定律:新核与粒子的动量大小相等,方向相反; 2.带电粒子在磁场中的偏转:带电粒子以某一初速度垂直进入匀强磁场,受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动; 3.左手定则:判断粒子偏转方向(粒子圆周运动的绕行方向)。呈现内切圆、外切圆物理图景的规律:若原子核衰变放出的射线带正电,则新核与粒子在磁场中的两圆外切;若原子核衰变放出的射线带负电,则内切。两圆的半径大小由 R=mqBv确立。因 mv、B 相同, 故电荷量多的为小圆,即新核必定是小圆。 4.能量守恒定律:反应前和反应后系统的能量形式可能发生变化,但系统的总能量(包括核能)是不变的。
度方向与中子速度方向相同,B 的质量是中子的 11 倍,速度是 106
m/s,B、C 在同一匀强磁场中做圆周运动的半径之比 RB∶RC=11∶30。
求:
(1)C 核的速度大小;
(2)根据计算判断 C 核是什么核;

高中物理第19章原子核章末归纳提升课件新人教版选修35

U―→29304
Th＋42He
234 90
Th―→29314Pa＋
0－1e
α 衰变实质 211H＋210n―→42He β 衰变实质01n―→11H＋ 0－1e
新课标 ·物理选修3-5
核反应式
与其相关的重要内容
174N＋42He―→187O＋11H 94Be＋42He―→162 C＋10n
2173Al＋42He―→3105P＋01n
A．人类无法通过改变外部环境来改变碘 131 衰变的快慢
B．碘 131 的半衰期为 8.3 天，则 4 个碘原子核经 16.6 天后就一定剩下一个原子核
新课标 ·物理选修3-5
C．β 射线与 γ 射线都是电磁波，但 γ 射线穿透本领比 β 射线强
D．碘 131 发生 β 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
新课标 ·物理选修3-5
新课标 ·物理选修3-5
原子核
新课标 ·物理选修3-5原子核新课标 ·物理选修3-5
原子核
新课标 ·物理选修3-5
核反应方程的书写及常见的核反应方程
1．规则
核反应遵循质量数和电荷数守恒． 2．常见的核反应方程及相关内容
核反应式
与其相关的重要内容
238 92
(1)剩余核数：N＝N0
.
(2)剩余质量：m＝m0
.
新课标 ·物理选修3-5
(2013·南京高二检测)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘 131，碘 131 是放射性同位素，衰变时会发出 β 射线与 γ 射线，碘 131 被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是( )

高中物理第十九章原子核章末总结课件新人教选修3_5

质子的发现：147N＋42He→ 178O ＋11H
原人工转变中子的发现：94Be＋42He→ 126C＋10n
子
正电子的发现：2173Al＋42He→ 3105P ＋10n 3105P→3104Si＋+10e 核力：短程力，只与邻近核子发生作用
核
结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构
成的，要把它们分开所需要的能量核反应与核能核能比结合能(平均结合能)：比结合能越大，表示
第十九章
原子核
章末总结
内容索引
知识网络
题型探究
达标检测
知识网络
天然放射现象：3种射线(α射线、β射线、γ射线)的本质和性质
原子核的组成原子核
质子( 11H )
中子( 10n )
意义：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核
衰变法则
α衰变：AZ X→
Y A-4
Z-2
＋42He
β衰变：AZX→ Z＋1AY ＋－01e
A.释放出4.9 MeV的能量
B.释放出6.0 MeV的能量
√C.释放出24.0 MeV的能量
D.吸收4.9 MeV的能量
解析依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为21H＋21 H
氢弹原理
正电子人
工发现转质子变发现
中子
2173Al＋42He→3105P＋10n 3105P→3104Si＋＋01e
147N＋42He→178O＋11H
94Be＋42He→126C＋10n
1934年
约里奥— 居里夫妇
1919年
卢瑟福
1932年查德威克
2.解题时注意事项 (1)熟记一些粒子的符号 α 粒子(42He)、质子(11H)、中子(10n)、电子(－01e)、氘核(21H)、氚核(31H) (2)注意在核反应方程中，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒.

高中物理第十九章原子核章末小结课件新人教版选修3_5

21H＋31H→42He＋10n
典例 1 (多选)(1)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有
A．23982U→23940Th＋42He 是α衰变 B．147N＋42He→178O＋11H 是β衰变 C．21H＋31H→42He＋10n 是轻核聚变 D．8324Se→8326Kr＋2－01e 是重核裂变
3 2
He的质量为3.0150u，
1 0
n的质量为1.0087u,1u＝931MeV/c2。氘核聚变
反应中释放的核能约为
( B)
A．3.7 MeV
B．3.3 MeV
C．2.7 MeV
D．0.93 MeV
解析：在核反应方程21H＋21H→32He＋10n中反应前物质的质量m1＝2×2.013 6 u＝4.027 2 u 反应后物质的质量m2＝3.015 0 u＋1.008 7 u＝4.023 7 u 质量亏损Δm＝m1－m2＝0.003 5 u 则氘核聚变释放的核能为 E＝931×0.003 5 MeV≈3.3 MeV，选项B正确。
OA间的距离为
L 2
，α粒子的质量为m，电荷量为q，氡核的质量
为m0。 (1)写出镭核的衰变方程。
(2)如果镭核衰变时释放的能量全部转化为α粒子和氡核的
动能，求一个原来静止的镭核衰变时放出的能量。
• 解题指导：动量守恒定律结合带电粒子在匀强磁场中的运动规律求解。
解析：(1)镭核的衰变方程为22868Ra→22826Rn＋42He。
2．(2018·天津卷，1)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8
月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供
先进的研究平台。下列核反应中放出的粒子为中子的是

高中物理第十九章原子核本章整合课件新人教选修3_5

专题一
专题二
专题三
专题四
专题五
半衰期及衰变次数的计算
1.半衰期:大量放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时
间。
计算公式:N 余=N 原
1 2
��
或 m 余=m 原
1 2
��
,
其中 n=��,τ 为半衰期。
2.确定衰变次数的方法
(1)�� X→��'' Y+��24 He+��-01 e
第十九章原子核
本章整合
思考并回答下列问题: 本章知识是高考的重点,多数内容都是二级要求,高考内容主要集中在原子核的结构、衰变、质能方程及核反应方程等知识点。
1.思考关于原子核的组成的内容,填写下图。
答案:①原子序数大于等于83的原子核都具有放射性 ②原子核放出粒子转变成新核 ③大量原子核半数发生衰变所用的时间 ④具有α放射性的原子核发出的 ⑤具有β放射性的原子核发出的 ⑥光子,是伴随α射线和β射线放出的 ⑦威尔逊云室、气泡室、盖革—米勒计数器 ⑧卢瑟福发现 ⑨查德威克发现
学综合问题时,还有动量守恒和能量守恒。
专题一
专题二
专题三
专题四
专题五
【例题1】(多选)能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一。下列释放核能的反应方程中,表述正确的是( )
A.13H+12H→24He+10n 是核聚变反应 B.13H+12H→24He+10n 是 β 衰变 C.92235 U+10n→15464 Ba+3869Kr+310n 是核裂变反应 D.92235 U+10n→15440 Xe+3984Sr+210n 是 α 衰变解析:B项为轻核聚变,β衰变的实质为一个中子转化为一个质子后释放出一个电子,选项B错误;α衰变的实质是释放氦核(α粒子),而 D项是重核裂变,并未释放α粒子,选项D错误,正确选项为A、C。答案:AC

优秀课件人教版高中物理选修3-5第十九章《原子核》-核聚变 (共24张PPT)

活动1：小小科学家
磁约束——环流器（托卡马克）
活动1：小小科学家
磁约束——仿星器
活动1：小小科学家
惯性约束---激光点火
神光 Ⅲ 号
二、受控热核反应
2、可控核聚变的实现方法
• 磁约束
将燃料锁定在一定空间
• 惯性约束
产生高温
二、受控热核反应
三、核聚变能源的利用
• 核聚变能源被誉为人类的终极能源 • 具有产能高、原料丰富、废料清洁等优点 2007年10月，中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国等七个国家和地区合作开展“国际核聚变实验（ITER）”计划。
我国第一颗氢弹爆炸成功
一、核聚变
1、定义
两个轻核结合成质量较大的核，同时释放大量
的核能，这样的核反应叫做聚变（fusion）
平均每个核子产生的能量是核裂变的3~4倍！
一、核聚变
2、核聚变的条件
要使原子核之间的距离达到10-15m。
V V
要克服巨大的库仑斥力，就需要获得足够大的动能
巨大的热核反应堆-----太阳
一、核聚变（热核反应）
3、实现方法 • 把原子核加热到足够大的温度
几百万开尔文高温
二、受控热核反应
1、实现核聚变的难点
• 地球上没有容器能承受如此高的温度 • 几百万开尔文的高温如何实现？通过查找资料，你是否了解到国际上主流的做法？
活动1：小小科学家课前自主学习，课堂展示风采
• 介绍一种实现可控核聚变的方法及其原理弊
正方：利大于弊一辩：陆睿韬二辩：刘旭三辩：邢牧凡四辩：胡予萱
反方：弊大于利
VS
一辩：李敏慧二辩：陆子骏三辩：刘静怡四辩：彭皓
四、作业及资料推荐

高中物理第19章原子核章末小结课件新人教版选修3-5

(2)①人工转变方程的特点是箭头的左边是氦核与常见元素的原子核。箭头的右边也是常见元素的原子核。D是查德威克发现中子的核反应方程，B是裂变反应，是研究原子弹的核反应方程。A是聚变反应，是研究氢弹的核反应方程。
②由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X质量数为144 ，电荷数为56，所以中子数为144－56＝88。
解析：(1)衰变是原子核自发地放出α或β粒子的核反应，衰变方程的特点是箭头的左边只有一个原子核，箭头的右边出现α或β粒子；聚变反应的特点是箭头的左边是两个轻核，箭头的右边是较大质量的原子核；裂变方程的特点是箭头的左边是重核与中子反应，箭头右边是中等质量的原子核。综上所述中， A、C正确。
E．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷
答案：ACE 解析：密立根的油滴实验测出了基本电荷的数值，A正确；卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子核式理论模型；B 错误；分离出钋和镭是居里夫妇的巨大贡献之一，C正确；卢瑟福通过人工核转变实验，证实了原子核中存在质子，D错误；汤姆逊发现电子是其对物理学的贡献之一，E正确。
1．(2015·重庆理综，1)如图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( )
A．a、b为β粒子的径迹 B．a、b为γ粒子的径迹 C．c、d为α粒子的径迹 D．c、d为β粒子的径迹答案：D
答案：B
答案：AD 解析：A、B项，根据核反应方程两边满足电荷数守恒、质量数守恒，可求得X的电荷数为0，质量数为1，则X为中子； Y的电荷数为3，质量数为6，中子数为3，故A项正确，B项错误。C项，两个核反应都释放了能量，都有质量亏损，故C项错误。D项，氘和氚的核反应符合核聚变反应的定义，故D项正确。

高中物理第19章第1节原子核的组成课件新人教版选修3-5

高速电子流光子流(高频电磁波)
带电量
2e
－e
0
质量速度
4mp mp＝1.67×10－27kg
0.1c
mp 1840
0.99c
静止质量为零 c
在电磁场中
偏转
与 α 射线反向偏转
不偏转
种类
α 射线
β 射线
γ 射线
贯穿本领最弱用纸能挡住
较强穿透几毫米的铝板
最强穿透几厘米的铅板
对空气的电离作用
解析：(1)同位素质子数相同，中子数不同。核外电子数与质子数相同，故不相同的是中子。
(2)186O、187O、188O 的质量数分别是 16、17、18，故188O 质量最大。
(3)三种同位素质子数相同，故化学性质相同。
Hale Waihona Puke 射线的应用如图所示，是利用放射线自动控制铝板厚度的装置，假如放射源能放射出 α、β、γ 三种射线，而根据设计，该生产线压制的是 3mm 厚的铝板，那么是三种射线中的________射线对控制厚度起主要作用。当探测接收器单位时间内接收的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将 M、N 两个轧辊间的距离调________一些。
同位素：质子数相同，中子数不同的原子核
2．对核子数、电荷数、质量数的理解 (1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数。 (2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数。 (3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数。

人教版高中物理选修3-5第十九章19.5核力和结合能课件(共29张PPT)

中
子数
实际存在
的原子核
原因分析：
核越大，核子间距离增大
库仑力与核力均减小，但核力减小快
增大到一定程度时，核力较小，不足以
平衡库仑力时，原子核会不稳定。
理想的质子数和中子数相等的稳定
若增加中子，与其它核子无库仑力，但有核力，有助于原子核稳定
原子核
核力是短程力，若超过其作用范围，增加中子，原子核也不稳定，所以原子序
三. 结合能
12H 11H 01n
当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生
11H 01n12H
一个质子和一个中子结合成氘核，要放出 2.22MeV的能量
1、结合能：将原子核拆散成单个核子需要吸收的能量或是将核子结合成原子核所放出的能量
三、结合能
（21、）结注合意能：并不是由于核子结合成原子核而具有
（3）. 核力具有饱和性。每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。
3、四种相互作用
（1）.万有引力：引力主要在宏观和宇宙尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕恒星转动，并且联系着星系团，决定了宇宙的现状和未来。→长程力
（2）.电磁力：在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，原子结合成分子，使分子结合成液体与固体。→长程力
电磁力和万有引力都是“长程力”，即它们可以作用到无限远的距离，当然距离越远，力就越小
（3）.强相互作用：原子核内，强力将核子束缚在一起。→短程力（4）.弱相互作用：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子－质子转变的原因。→短程力其力
程比强力更短，为10－18m，作用强度则比电磁力小。
36
F万 Gm 2 / r 2 Gm 2 10 11 (10 27 )2

高中物理第十九章原子核章末优化总结课件新人教版选修3-5

9
[解析] (1)由题意可得核反应方程应为411H→42He＋2＋01e. (2)反应前的质量m1＝4mH＝4×1.007 3 u＝4.029 2 u，反应后的质量m2＝mHe＋2me＝4.001 5 u＋2×0.000 55 u＝4.002 6 u， Δm＝m1－m2＝0.026 6 u，由质能方程得，释放的能量ΔE1＝Δmc2＝0.026 6×931.5 MeV≈24.78 MeV. (3)由质能方程ΔE＝Δmc2得太阳每秒减少的质量 Δm＝ΔcE2 ＝33.8××11008226 kg≈4.22×109 kg.
13
物理观念：(1)天然放射现象 (2)α衰变、β衰变 (3)人工核转变 (4)原子核的组成 (5)核裂变、核聚变 (6)质能方程
4
Hale Waihona Puke 规律总结归纳核心素养构建
3.原子核的衰变：(1)意义：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核；(2)衰变法则：α衰变为AZX→AZ－－24Y＋42He；科学思维：(1)三种射线的 β衰变为AZX→Z＋A1Y＋－01e；(3)规律：衰变过程遵守电荷数区别守恒、质量数守恒；释放的能量以放出粒子和反冲核的
(2)典型核反应的区分方法动能及γ光子能量(伴随γ衰变时)的形式表现出来；(4)半衰
(3)动量守恒和能量守恒在期：大量原子核有半数发生衰变需要的时间，它由核本
核反应中的应用身决定，一般与物理、化学性质无关
(4)核能的开发与和平应用 4.探测射线的方法：威耳逊云室、气泡室、盖革—米勒计
数器
5
规律总结归纳
复习课件
高中物理第十九章原子核章末优化总结课件新人教版选修3-5
1
章末优化总结
2
01 核心素养规律归纳 02 热点素养分类聚焦

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��
)��。
典型的四种核反应
类型衰 α 衰变变 β 衰变
人工转变
典型的核反应方程
238 92
U→92034
Th+24He
234 e
174 N+24 He→187 O+11 H(卢瑟福发现质子)
4 2
He+49Be→162
C+10n(查德威克发现中子)
(1)五个守恒: ①质量数守恒;②质子数(电荷数)守恒;③质量守恒(亏损质量与释放或吸收的核能相当);④能量守恒;⑤动量守恒。 (2)两个方程: ①质能方程:E=mc2,m 指物体的质量; ②核能:ΔE=Δm·c2。
(3)一个半衰期(T):
①剩余核数:N=N0(12
��
)��
;②剩余质量:m=m0(12
答案:AC
专题二核反应的规律
原子核的变化叫核反应,常见的核反应有衰变、人工转变、裂变和聚变等几种类型。不论是哪种类型的核反应,都遵守质量守恒和电荷数守恒,这是写核反应方程的重要依据。但是,写核反应方程时,应以实验事实为依据,而不能仅仅根据这两条守恒定律随意去写实际上不存在的核反应。
解决核反应中有关“守恒规律”与“核能的计算”问题,可利用以下几条“依据”:
27 13
Al+24He→1350
P+10n
(约里奥·居里夫妇发现
30 15
P→1340
Si++0 1e
放射性同位素)
类型重核裂变轻核聚变
典型的核反应方程
235 92
U+10 n→15464
Ba+3869
Kr+310n
235 92
U+10 n→15346
Xe+3980
Sr+1010n
12H+13H→24He+10n
5.α 衰变和 β 衰变的规律以及它们在匀强磁场中运动的轨迹特点如下表:
α 衰变
M-4
M Z
��→
��+24He
Z-2
β 衰变
M Z
��→ZM+1��+ 0
-1
e
【例 1】
在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于放出一个 α 粒子,结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示),今测得两个相切圆半径之比 r1∶r2=44∶1。则:
(3)衰变是原子核自发地放出 α 粒子或 β 粒子的反应,C 是 β 衰变,D 是 α 衰变,E 是人工控制的原子核的变化,属人工转变,裂变是重核吸收中子后分裂成几个中等质量的核的反应,B 是裂变,聚变是几个轻核缩合成较大质量的核反应,A 是聚变。
答案:(1)E AB (2)140 86 (3)见解析
专题一衰变与轨道
原来静止的原子核衰变发出射线,同时生成新核,若它们处在同一个匀强磁场中,就会出现内切圆和外切圆的物理图景。判断内切、外切的理论依据:
1.动量守恒定律:新核与粒子的动量大小相等,方向相反; 2.带电粒子在磁场中的偏转:带电粒子以某一初速度垂直进入匀强磁场,受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动; 3.左手定则:判断粒子偏转方向(粒子圆周运动的绕行方向)。呈现内切圆、外切圆物理图景的规律:若原子核衰变放出的射线带正电,则新核与粒子在磁场中的两圆外切;若原子核衰变放出的射线带负电,则内切。两圆的半径大小由 R=mqBv确立。因 mv、B 相同, 故电荷量多的为小圆,即新核必定是小圆。 4.能量守恒定律:反应前和反应后系统的能量形式可能发生变化,但系统的总能量(包括核能)是不变的。
迁移训练 2 某一年,7 颗人造卫星同时接收到来自远方的中子星发射的 γ 光子,经分析确认,1 个负电子和 1 个正电子湮灭时放出 2 个频率相同的 γ 光子。已知负电子、正电子的静止质量 m0=9.1×10-31kg,又已知静止质量为 m0 的粒子,其能量 E 和湮灭前的动量 p 满足关系 E2=c2p2+��02c4。式中 c 为光速,若负电子、正电子的动量为零,则:
是研究两弹的基本核反应方程。
(2)求核反应 B 中 X 的质量数和中子数。
(3)判断以上五个核反应的反应类型。
解析:(1)E 是查德威克发现中子的核反应方程,A 是氢弹,B 是原子弹的核反应方程。
(2)由电荷数守恒和质量数守恒可以判定 X 的质量数为 140,电荷数为 54,所以中子数为 140-54=86。
r1 r2
=
mB2qv12 Bq2
=
m1v1q2 m2v2q1
又由于衰变过程中遵循动量守恒定律,则
m1v1=m2v2 以上三式联立解得 q=90e,所以原子核原来所含的质子数为 90。
(2)由于动量相等,轨道半径与粒子的电荷量成反比。所以圆轨
道 1 是 α 粒子的径迹,圆轨道 2 是新核的径迹,两者电性相同,运动方
【例 2】现有五个核反应:
A.12H+13H→24He+10n B.92235 U+10 n→X+3984 Sr+210 n C.1214Na→1224Mg+-1 0e
D.82820 Ra→82616 Rn+24 He E.24 He+49 Be→10 n+162 C
(1)
是发现中子的核反应方程,
向相反。
答案:(1)90 (2)1
迁移训练 1 (多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的核,放出
的一个 α 粒子和反冲核轨道半径之比 R∶r=30∶1,如图所示,则
() A.α 粒子与反冲核的动量大小相等,方向相反 B.反冲核的原子序数为 62 C.原来放射性元素的原子序数为 62
D.反冲核与 α 粒子的速度之比为 1∶62
(1)这个原子核原来所含的质子数是多少? (2)图中哪一个圆是 α 粒子的径迹?(说明理由)
解析:(1)设衰变后新核的电荷量为 q2,α 粒子的电荷量为 q1=2e,
它们的质量分别为 m1 和 m2,衰变后的速度分别为 v1 和 v2,所以,原来
原子核的电荷量 q=q1+q2。
根据轨道半径公式有
m1v1
解析:由动量守恒得 Mv'+mv=0,其中 Mv'为反冲核动量,mv 为 α 粒子的动量,Q 为原来放射性元素的原子核电荷数,则反冲核的电荷数为 Q-2,α 粒子电荷数为 2。反冲核的轨道半径 r=��(��-��2' ),α 粒子的轨道半径 R=��2��;综合以上公式可得 Q=62。

高中物理第十九章原子核章末整合提升课件新人教版选修3_5

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