普通物理学下第十九章

第十九章 原子核
学 基础导学 讲 要点例析 练 随堂演练 测 达标训练
2．衰变类型
物理 选修3-5
第十九章 原子核
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二、半衰期
半数 发生衰变所需 1． 定义： 放射性元素的原子核有 ________ 的时间． 2．决定因素 核内部自身 的因素决定 放射性元素衰变的快慢是由 ______________
1 t/τ 原 ，m 2 1 t/τ 余＝m0 ．式中 2
N 原、
m0 表示衰变前的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后的尚未发 生衰变的原子数和质量，t 表示衰变时间，τ 表示半衰期．
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第十九章 原子核
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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
不同 ． 性元素，半衰期________ 3．应用 利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度，推 断时间．
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提示：
不是的．半衰期是一个统计性概念，只有对大量
第十九章 原子核
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一、原子核的衰变
β 粒子，由于 α 1． 定义 ：原子核放出 _______ 粒子或 _______ 核电荷数 变了，它在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．
物理 选修3Pb ＋ 8 He ＋ 6 － 92 82 2 1e．
答案：
见解析
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第十九章 原子核

注：原子核越大，有些核子间的距离越来越远，核 力与电磁力都会减小，核力减小得更快．原子核大到一定 程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们的库仑 力，这个原子就不稳定了．这时，不再成对地增加质子

和中子，而只增加中子，中子与其他核子没 有库仑斥力，但有相互吸引的核力，有助于 维持原子核的稳定
3 结合能
2．比结合能． 原子核的结合能与其核子数之比，称为比结合 能．不同原子核的比结合能随质量数变化图线如下图所 示．
3．比结合能与原子核的稳定性．
(1)比结合能的大小能够反映核的稳定程度，比结合 能越大，原子核就越难拆开，表示该核就越稳定．
(2)核子数较少的轻核与核子数较多的重核，比结合 能都比较小，中等核子数的原子核，比结合能较大，表 示这些原子核较稳定．
物理学家们把这种只有在原子核内才能觉察到的极 强的结合力称为“核力”．核力是一种交换力，两核之 间可以通过交换位置、交换自旋方向或同时交换位置和 自旋方向而发生相互作用．这种交换性可用介子场理论 来说明．
汤川秀树于1935年提出了一种解释“核力”的新理 论．汤川认为，自然界中应该有一种尚未被发现的新粒 子．质子和中子之间不断地来回抛掷、互相交换这种粒 子，只要质子和中子距离近得能抛掷和
(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能 较大的原子核时，就可释放核能．例如，一个核子 数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者 两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的 核，都能释放出巨大的核能．
例1 下列对核力的认识正确的是( ) A．任何物体之间均存在核力 B．核力广泛存在于自然界中的核子之间 C．核力只存在于质子之间 D．核力只发生在相距1.5×10－15 m的核子之间， 大于0.8×10－15 m为吸引力，而小于0.8×10－15 m为 斥力

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.

大学物理下第19章习题详解-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN第19章习题详解19-1波长589.3nm 的单色平行光垂直照射一单缝，单缝后透镜焦距为100cm ，测得第一级暗纹到中央明纹中心距离为1.0mm 。

求单缝的宽度？解:根据单缝衍射的暗纹计算式得,第一级暗纹满足 sin a θλ=因为a λ,所以有sin tg θθθ≈≈可得第一级暗纹满足故单缝的宽度为 ..61f5893101000a 0589mm x 1λ-⨯⨯===19-2单缝宽0.10mm ，透镜焦距为50cm ，用500nm 的绿光垂直照射单缝。

（1）求屏上中央明纹的宽度和半角宽度（2）将此装置浸入水中，则中央明纹半角宽度又是多少解:（1）单缝衍射的中央明纹的宽度就是1±级暗纹的中心间距故有中央明纹的宽度 .6250010mmx 2ftg 2f 5005mm a 010mmλ∆θ-⨯⨯=≈=⨯=半角宽度为 .63150010510rad a 010λθ--⨯≈==⨯（2）水中的波长为n nλλ=则水中的半角宽度为..3n1000537510rad 4anan3λϑλθ-'=====⨯ 1x f faλθ=≈19-3一单色平行光垂直照射于一单缝，若其第三条明纹位置正好和波长为600nm 的单色光垂直入射时的第二级明纹的位置一样，求前一种单色光的波长。

解 ：根据单缝衍射的明纹计算式sin ()a 2k 12λθ=+ 有第三级明纹满足 sin ()13a 2312λθ=⨯+第二级明纹满足 sin ()22a 2212λθ=⨯+两明纹重合，则23θθ=即 127522λλ=得 .12556004286nm 77λλ⨯=== 19-4 一双缝间距d =0.10mm ，每个缝宽为a =0.02mm 。

用波长λ=480nm 平行单色光垂直入射双缝，在缝后放置焦距为f =50cm 透镜。