原子核物理的学习要点
原子核物理是研究原子核内部结构和运动规律的科学，在这里我们可以接触最鲜活的科学前沿，通过这部分内容的学习，有助于形成良好的科学素养，理解探索创新的真谛。那么，怎样才能学好这部分的内容呢？
一、抓住核心内容——四种核反应，四个守恒定律
原子核物理的概念繁多，内容新鲜，与其它知识联系密切。所以要首先掌握统领全局的核心知识——四种核反应，四个守恒定律。四种核反应是指衰变、人工核反应、裂变和聚变。四个守恒定律是指在核反应过程中遵循质量数守恒、电荷守恒、能量守恒和动量守恒。近几年的高考题几乎都考到了原子核物理部分，考查的知识点主要集中在四种核反应和四个守恒定律的应用上。
例1(06年全国卷2第14题）：
现有三个核反应：
①23
11
Na?→
?e
Mg0
1
24
12-
+②
235
92
U1141921
056360
3
n Ba Kr e
+→++
③2341 1120 H H He n
+→+
下列说法正确的是
A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变
C．①β衰变，②裂变，③聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变
解析：衰变是原子核放出微粒（如α、β、γ等）而变成新的核的过程；聚变指轻核合并成较大的核的反应；而重核分裂成质量较小的两个核或多个核则是裂变。选C。
点评：应注意辨别相近的概念。记住典型的核反应方程，对解信息题等非常重要。
例2（05全国1第15题）：
已知π+介子、π—介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克u或反夸克d）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e为元电荷。
下列说法正确的是（）A．π+由u和d组成B．π+由d和u组成
C．π—由u和d组成D．π—由d和u组成
解析：根据在核变化和粒子变化中电荷守恒，可得正确答案是AD。
例3：（04广东第5题）：
中子n、质子p、氘核D的质量分别为
.
n p D
m m m
、、
现用光子能量为E的γ射线照射静止
氘核使之分解，反应的方程为
D p n γ+=+
若分解后中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是 （ ）
A ．21
[()]2D p n m m m c E --- B ．21
[()]2D n p m m m c E +-+
C ．21
[()]2D p n m m m c E --+
D ．21
[()]2D n p m m m c E +--
解析：由爱因斯坦质能方程，质量的亏损伴随着能量的变化，释放的核能是
2
)(c m m m n p D --，释放的核能与光子的能量在反应后全部转化为反应物的动能，总动能
是k E 2，E c m m m E n
p D k +--=2
)(2，选C 。
点评：高考题使用的素材往往是“新”的，但万变不离其宗，通常离不开四个守恒定律。例如写核反应产生的新粒子的符号、计算衰减次数等问题，要利用质量数守恒和电荷量守恒；核的反冲运动、相互碰撞等用动量守怛；核反应的能量计算问题有时要用到能量守恒定律。 二、拓展知识，突破学习难点。
在学习中，同学们突出的问题是计算能力差，提取信息的能力差。可查阅一些资料，开展相关的研究性学习活动，拓展知识面。如“放射性在医学和农业中的应用”，“首饰材料中的放射性”，“核电站”，“恒星的演变”等等。目前，重要考试中，出现了一些新素材，新情境的应用题,并且有效地增加了开放性和灵活性，以考查学生通过阅读,获取信息,经筛选处理,提取有用信息的能力。 例4：“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（称为母核）俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核（称为子核）的过程。中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，很难被探测到，人们最早就是通过核的反冲而间接证明中微子的存在的，一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下面说法正确的是
A ．母核的质量数等于子核的质量数
B ．母核的电荷数大于子核的电荷数
C ．子核的动量与中微子的动量相同
D ．子核的动能大于中微子的动能
解析：由于中微子的质量远小于质子的质量，所以母核的质量数等于子核的质量数，A 正确。 由于中微子不带电，由电荷守恒，B 不正确。由动量守恒定律，一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，它们的动量分别是P 子核、P 中微子，满足P 子核+P 中微
子=0，动量是矢量，P 子核和P 中微子方向相反，C 不正确。动能
m P E k 22
=
，子核与中微子的动量大小相等，中微子的质量小，所以D 不正确。
点评：题目给出“轨道电子俘获”的有关知识，学生必需提取出知识要点，特别是中微子的性质，并用质量数守恒、电荷守恒和动量守恒解题。
例5：2006年5月20日，由中科院等离子体物理研究所设计、研制的世界上第一个全超导托卡马克（Experimental Advanced Superconducting Tokamak, EAST ）核聚变实验装置（俗称“人造小太阳”）调试成功，等离子体稳定运行的时间可达16分钟，是迄今为止世界上能
让等离子体运行时间最长的“人造太阳”实验装置。这种EAST 核聚变实验装置之所以称作“人造太阳”，是因为这个装置产生能量的原理和太阳产生能量的原理一样。其核反应方程是 A ．e He H 0
1421124+→ B ．H O He N 1117842147
+→+
C ．n Sr Xe n U 109038136541023592
10++→+ D ．He Th U 4
22349023892
+→ 解析：太阳内部发生的是聚变反应，应选A 。
点评：本题取材于生活，有真实感，实用性强。说明高尖新的科学技术，离不开最基本的物理知识，掌握核心知识是基础，加强阅读是关键。 例题
6：裂变反应是目前核能利用中常用的反应．以原子核U 235
92
为燃料的反应堆中，当U 235
92
俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为
n 3S r
Xe n U 109438
13954
10
235
92
++
→
+
235.0439 1.0087 138.9178 93.9154
反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u 为单位)．已知1 u 的质量对应的能量为9.3×102MeV ,此裂变反应释放出的能量是 MeV . 评析：由爱因斯坦质能方程：
E=2
mc ?=（235.0439+1.0087-138.9178-93.9154-1.00873?）9.3?2
10? =1.8210?(MeV)
点评：只有应用规律列式、数值运算、有效数字都正确的情况下，才能得到正确的计算结果，提倡多动笔在纸上进行运算。 三、作思维导图，连贯全局。
原子核物理涉及的内容广，概念多，与其它知识联系广泛，没有一个学习材料能包罗万象，没有一节课能面面俱到，所以我们学习这段知识总是丢三拉四，前面学了，后面忘记；概念模糊，信心不足。每年都必考原子核物理，大多数题目并不难，却失了分，非常可惜。
有没有一种有效的方法，让我们全面地记忆、理解、掌握好这部分内容？ 这里我推荐大家作思维导图。
思维导图，就是按原子核物理各知识点之间的逻辑关系、思维过程、前后顺序、主次关系……等等，一切成为“线索”的元素，用图、文字，符号把学习内容表示出来。作图的过程，就是一个学习的过程，是一个知识的构建过程。随着我们知识量的增加，理解的深化，这个图日臻完美，学习就越深入、越到位。
下面是一个思维导图图，没有作过思维导图的同学可以作为参考，作一个自己．．的思维导图，灵活、生动、实用、高效才是作图目的噢！
从图中我们发现一些知识的盲点、与其它知识的结合点，还集中了全部的考点。思维导图既能总览全局，确保思维的连贯性；又能针对一个个的“结点”（这里是用方框表示），各个击破，现在就来试试她的效果吧。
例题7：氢原子从n=4的激发态直接跃迁到n=2激发态时，发出的是蓝色光，则氢原子从n=5激发态直接跃迁到n=2的激发态时，发出光是（）A．红外线B．紫光C．红光D．γ射线
解析：由于氢原子从n=5激发态直接跃迁到n=2的激发态时，发出的光子的能量大于氢原子从n=4的激发态直接跃迁到n=2激发态时发出光子能量，频率也就大，可见不可能是A、C，γ射线由于原子核受激发产生的，频率一般高于原子受激发产生的频率，D不正确。选B。
点评：由思维导图可以看出，原子模型也是一个重要知识点。玻尔模型能完美地解释氢原子光谱等物理现象，其它的如汤姆生枣糕模型、卢瑟福核式结构模型都在人类认识原子的过程中起过重要作用，不仅要熟练地使用这些理论来解决问题，在学习中还要注意感悟科学家的探索历程，学会探究，崇尚创新。
例题8：英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，发现了α粒子的散射现象．下图中，O 表示金原子核的位置，则能正确表示该实验中经过金原子核附近的α粒子的运动轨迹的图是
解析：由α粒子的散射实验，经过原子核附近的少数α粒子有大角度偏转，而极个别的正对着原子核的能有一百八十度的偏转。较远的偏转小或不偏转，故选BD。也可以由核对α粒子的电场力来推出结论。
点评：α粒子的散射实验的现象是推理的基础；反之，推理严密，“观察”到的现象就更清楚。
例题9：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核衰变后，放
出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示，由此可以判定
A．该核发生的是α衰变
B．该核发生的是β衰变
C．磁场方向一定是垂直纸面向里
D．磁场方向向里还是向外不能判定
解析：由于衰变时的反冲核与放出的带电粒子动量大小相等、方向相反，由轨迹可知，此时受力方向相同，可见两部分的电性相反，A不正确，选B。在磁场中受力的方向与磁场和速度方向都有关，故C不正确，D正确。
点评：思维导图表明：原子核物理与其它部分的知识如力学、电学、热学、光学存在多个结合点，学习中应加强联系，做到融会贯通，得心应手。