《天然放射现象之衰变》高中物理知识点归纳

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　　【要求】

　　1．了解天然放射现象，知道三种射线的本质和特性，掌握核衰变的特点和规律；

　　2．知道原子核人工转变的原理，了解质子、中子和放射性同位素的发现过程。

　　【知识再现】

　　一、天然放射现象

　　1．天然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。

　　2．种类和性质

　　α射线——高速的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度约为光速1/10，贯穿能力最弱，电离能力最强。

　　β射线——高速的电子流，β粒子是速度接近光速的负电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱。

　　γ射线——能量很高的电磁波，γ粒子是波长极短的光子，贯穿能力最强，电离能力最弱。

　　二、原子核的衰变

　　1．衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化．

　　2．衰变规律：α衰变X→Y+He；

　　β衰变X→Y+e

　　3．α衰变的实质：某元素的原子核同时发出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）2H+2n→He

　　β衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子发射出一个电子。即n→H+e+（为反中微子）

　　4．γ射线：总是伴随α衰变或β衰变产生的，不能单独放出γ射线．γ射线不改变原子核的电荷数和质量数．实质是元素在发生α衰变或β衰变时产生的`某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态），向低能级跃迁而辐射出光子．

　　三、半衰期

　　1．放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。它是大量原子核衰变的统计结果，不是一个原子发生衰变所需经历的时间。

　　2．决定因素：由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关．

　　四、原子核的人工转变

　　1．质子的发现：N+He→O+H

　　2．中子的发现：Be+He→C+n

　　3．放射性同位素和正电子的发现：

　　Al+He→P+nP→Si+e

　　4．放射性同位素的应用

　　（1）利用它的射线；

　　（2）做示踪原子。

　　知识点一三种射线的特性

　　人们通过对天然放射现象的研究，发现了原子序数大于83的所有天然存在的元素，都有放射性。原子序数小于83的天然存在的元素，有的也有放射性。放射出来的射线共有三种：α射线、β射线和γ射线。三种射线的本质和特性对比如下：

　　【应用1】如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。已知放射源放出的射线有α、β、γ三种。下列判断正确的是（）

　　A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线

　　B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线

　　C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线

　　D.甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线

　　导示:天然放射现象发出的射线有三种：α射线、β射线和γ射线。他们分别带正电、负电、不带电。再结合左手定则，可知：甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线。故答案应选B。

　　知识点二半衰期的理解

　　放射性元素经n个半衰期未发生衰变的原子核数N和原有原子核数N0间关系为：N＝N0（1/2）n，对应的质量关系为：m=m0（1/2）n

　　【应用2】14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的1/4，则该古树死亡时间距今大约（）

　　A．22920年B．11460

　　C．5730年D．2865年

　　导示:生物体内的14C在正常生活状况下应与大气中14C含量保持一致。但当生物死亡后，新陈代谢停止，体内14C不再更新，加之14C由于不断地衰变其含量逐渐减少，据半衰期含义可推知：该生物化石已经历了2个半衰期，从而可知该生物死后至今经历了大约5730×2=11460年。

　　故答案应选B。

　　对半衰期两种典型错误的认识：

　　1、N0个某种放射性元素的核，经过一个半衰期T，衰变一半，再经过一个半衰期T，全部衰变了；2、8个某种放射性元素核，经过一个半衰期T，衰变了4个，再经过一个半衰期T，又衰变了2个．事实上，半衰期是对大量放射性原子核的一个统计规律，而对于少量的核，并不适用。

　　类型一衰变次数的计算

　　【例1】（20XX年上海卷）衰变为要经过m次a衰变和n次b衰变，则m，n分别为（）

　　A．2，4B．4，2

　　C．4，6D．16，6

　　导示:假设变为的过程中，发生了m次α衰变和n次β衰变．则其核反应方程为

　　根据电荷数守恒和质量数守恒列出方程

　　92=82+2m-n238=222+4m

　　以上两式联立解得：m=4，n=2

　　故应选B

　　求解衰变次数的方法除了上述解法之外，还可以利用两种衰变的特点来求解．每发生一次β衰变原子核的质量数不变．而每发生一次α衰变质量数减少4．因由变成质量数减少16，所以可以确定α衰变次数，然后再利用电荷数守恒确定β衰变的次数。

　　类型二磁场中的衰变问题

　　粒子的衰变问题经常与磁场结合出现。

　　【例2】（07届南京市第一次调研测试）在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，如图所示。那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个（）

　　A．B．

　　C．D．

　　导示:根据左手定则，如果是α衰变，α粒子与新核均带正电，而运动方向相反，则轨迹圆应外切。如果是β粒子，则应该内切。放射性元素的衰变过程中动量守恒．根据动量守恒定律可得mv1+mv2=0，所以产生的新核与衰变粒子(α粒子或β粒子)的动量大小相等方向相反；带电粒子在磁场中运动时由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律有___可见放射性元素衰变时，产生的新核和放出的粒子在同一磁场中做圆周运动的半径与电荷量成反比。故选B。

　　衰变原子核是在匀强磁场中衰变且衰变方向与磁场垂直，其运动轨迹圆的特点：

　　α衰变：外切，转向相同

　　β衰变：内切，转向相反

　　注意：当衰变原子核静止时，由___知，半径之比等于电量的反比。

　　1．（20XX年上海卷）一置于铅盒中的放射源发射的a、b和g射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为_______射线，射线b为______射线。

　　2．铀裂变的产物之一氪90（Kr）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（Zr），这些衰变是（）

　　A．1次α衰变，6次β衰变B．4次β衰变

　　C．2次α衰变D．2次α衰变，2次β衰变

　　3．下列说法正确的是（）

　　A．α射线与γ射线都是电磁波

　　B．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流

　　C．用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期

　　D．原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量

　　4．（20XX年广东卷）⑴放射性物质和的核衰变方程为：

　　方程中的X1代表的是______________，X2代表的是______________。

　　⑵如图所示，铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，在图（a）、（b）中分别画出射线运动轨迹的示意图。（在所画的轨迹上须标明是α、β和γ中的哪种射线）

　　答案：1．g、b；2．B；3．C；

　　4．（1）X1代表的是（或α），X2代表的是（或β）、（2）如图所示

《天然放射现象之衰变》高中物理知识点归纳
答：人们通过对天然放射现象的研究，发现了原子序数大于83的所有天然存在的元素，都有放射性。原子序数小于83的天然存在的元素，有的也有放射性。放射出来的射线共有三种：α射线、β射线和γ射线。三种射线的本质和特性对比如下：【应用1】如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于...

高中物理:关于天然放射现象
答：1、错误。β衰变来自核内中子发生衰变，生成一个电子和一个质子（核反应方程可自己书写），核外电子具有较高能量，根据玻尔假设，只会自发向低能级跃迁，辐射出一定频率的光子，频率最高到X射线。2、γ射线是伴随两种衰变产生的，来自于原子核内部，是原子核受激发产生的。

天然放射现象放射性元素衰变类型、本质及其规律
答：首先，放射性元素通过发射α粒子（a射线）进行的衰变，被称为α衰变。在α衰变中，原核的质量数会减少4，电荷数减少2，这意味着新形成的核在元素周期表中会向左移动两个位置。其次，β衰变则是通过释放β粒子，即电子（β射线）进行。由于电子的质量非常小，可以忽略不计，因此β衰变后，质量数保持不...

天然放射现象的放射性元素衰变类型、本质及其规律
答：定义：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化，叫做原子核的衰变；衰变类型：放射性元素放射出a、β、γ三种射线，放出a射线的衰变称为a衰变，放出β射线的称为β衰变。衰变规律：遵守质量数守恒和电荷数守恒a衰变：新核的质量数比原来的质量数减少4，电荷数减少2，因此新核在元素周期表中的位置...

天然放射现象的放射性衰变系列
答：1900年，多恩发现新惰性气体氡；克鲁克斯发现铀X。1901年，德马凯发现鑀(后证实是同位素钍230)。1902年，卢瑟福和索迪发现新放射性元素钍。这许许多多的放射性物质，包括居里夫妇发现的钋和镭在内，总是与铀或钍一起存在于矿物之中，形影不离。这里不禁要问，它们与铀或钍之间究竟有什么关系呢？

天然放射现象中核的衰变规律及其本质原因!
答：放射性元素放射出粒子后变成另一种元素的现象.也叫蜕变. 不稳定(即具有放射性)的原子核在放射出粒子及能量后可变得较为稳定,这个过程称为衰变(Radioactive decay).这些粒子或能量 (后者以电磁波方式射出) 统称辐射(radiation).由不稳定原子核发射出来的辐射可以是α粒子、β粒子、γ射线或中子.放射性...

天然放射现象放射性现象的本质
答：为了理解天然放射现象的本质，科学家们在探索新元素的同时，深入研究了这一现象。英国物理学家卢瑟福在1899年揭示了放射性物质射线的多样性，包括带正电的α射线和带负电的β射线，以及不带电的γ射线，它们在磁场或电场中的偏转特性帮助区分了它们。1900年，多恩的发现表明放射性可能是元素原子自发转变的...

天然放射现象衰变的发现
答：根据这一事实,1906年卢瑟福提出了如下的假说:锕及其后代(称为锕放射系)可能是铀放射系中某一成员的分支衰变产生的支系,即某一成员可能发生两种形式的衰变(α衰变和β衰变),百分之九十七变成了镭放射系(镭及其后代),百分之三变成了锕放射系。这既符合衰变理论,又能解释锕总以恒定的比值存在于铀矿中这一事实。

天然放射现象说明了什么
答：2. 电子的发现表明原子内部存在带正电的部分，这说明原子不是构成物质的最基本单元，而是具有一定的结构复杂性。3. 天然放射现象的发现展示了原子核内部的复杂结构，表明原子核能够发射粒子并转变成新的核。4. 原子核的衰变是指原子核通过发射粒子而转变成新核的过程。衰变类型包括α衰变和β衰变。5. ...

高中物理必修二知识点
答：5、天然放射现象：α射线(α粒子是氦原子核)、β射线(高速运动的电子流)、γ射线(波长极短的电磁波)、α衰变与β衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。γ射线是伴随α射线和β射线产生的 6、爱因斯坦的质能方程:E=mc2{E:能量(J)，m:质量(Kg)，c:光在真空中的速度｝ 7、...