第十二章C节原子核结构的探索(二)原子核的人工转变.ppt

第十二章C节 原子核结构的探索（二）原子核的人工转变,一、原子核的人工转变：用高速运动的粒子轰击原子核，用人工方法使一种原子核变成另一种原子核的的方法。,引言：天然放射现象的发现，使人们认识到原子核内部有复杂的结构，而且原子核可以发生变化，成为另一种原子核。于是，科学家们对原子核的组成的研究进入了更深的层次。但是单靠天然放射性元素的衰变是不够的，所以，有必要用人工方法把原子核“轰开”，从而去探索原子核的结构，这种方法称为原子核的人工转变。,实验装置：容器C里有放射性物质A，从A射出的粒子射到一片铝箔F上，适当选取铝箔的厚度，使粒子恰好被它完全吸收，而不能透过。在F的后面放一荧光屏S，用显微镜M来观察荧光屏上是否出现闪光，通过阀门T可往容器C里通入气体。,卢瑟福：用粒子轰击氮原子核的人工核实验,实验结果：通过阀门T往容器C里通入氮气后，卢瑟福从荧光屏S上观察到了闪光。这个实验表明，闪光一定是粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的。后来，将这种粒子引入电场、磁场测定它的电量和质量，确定了它就是氢原子核，又称为质子。,氢原子核，又称为质子,2、发现质子的核反应方程：,二、质子(proton)的发现：1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，第一次用实验证实了原子核中有质子，即质子是原子核的组成部分。,1、符号：,卢瑟福的预言质子发现后，有人提出原子核可能是由带正电的质子组成的。但这设想在解释除氢原子核外的其他原子核时遇到了困难，大多数原子核的电荷数与质量数不相等，如铀238的电荷数为92，若都由质子组成，其质量数也应是92，而除质子外剩下146的质量数是什么呢？1920年，根据以上分析，卢瑟福曾预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，并把它叫做中子。,射线,对实验结果的猜想和思考,、射线轰击铍产生的不可见粒子有很强的穿透能力，可贯穿的铅板，人们认为它是高能的射线。、计算表明，不可见粒子从石蜡中打出质子，需要提供5.7 Mev的能量，这要求射线的能量达到55 Mev。但是，钋发出的射线轰击铍只能产生7 Mev的射线。因此，不可见粒子能从石蜡中打出质子，它一定不是铍被轰击后发出的射线。,后来，查德威克发现的这种与质子质量差不多的粒子，由于不带电，所以叫作中子。,三、中子(neutron)的发现,查德威克通过实验和分析发现了中子，证实了中子也是原子核的组成部分。,2、发现中子的核反应方程式：,1、符号：,由于中子不带电，跟其他粒子不会发生静电作用，可以比粒子容易打进原子核里，为用人工方法轰击原子核实现核的转变找到了一种理想的“炮弹”，不少科学家用中子轰击原子核，进一步揭示了物质的微观结构，对近代物理学的发展起了很大的推进作用。查德威克发现中子，使他荣获了1935年度诺贝尔物理学奖。,历史回眸：中子发现的意义,四、原子核的组成,2、原子核的表示：原子核常用符号 来表示，X是元素符号，Z为原子核的原子序数，也叫电荷数，A为原子核的质量数。,1、海森堡和前苏联物理学家伊凡连科提出了原子核组成的假说：原子核是由质子和中子组成的，质子和中子统称为核子(nucleon)。,示例：一个钠原子核的质量数是23，原子序数是11，它的核子数、质子数和中子数分别是多少?,解答：如图所示。,点击,1、衰变时，从放射性元素的原子核中释放出来的粒子就是两个质子和两个中子结合在一起放出的.,P39,2、衰变时，释放的粒子是核内的一个中子转化成质子和电子时，从核里发射出来。,3、辐射是因为原子核放出粒子或粒子后，处在一种“激发”状态时释放出频率很高的电磁波，常称为光子。,拓展联想：核子以什么力结合成原子核？,小结,、原子核由质子和中子（统称为核子）组成、使核子结合在一起的力是短程强相互作用力，也称为核力。,、原子核的人工转变（用人工的办法使原子核发生转变）,、粒子轰击氮的核实验（发现质子的核反应）,、粒子轰击铍的核实验（发现中子的核反应）,六、同位素1）同位素：具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。,例如：碳-12与碳-14。,“基本粒子”不基本!,随着人类对粒子世界研究的不断深入，终将会有新的突破：“基本粒子”不基本!,目前的观点看，夸克、媒介子和轻子这三类粒子是没有内部结构的“点状”粒子，可认为是今日的“基本粒子”。,利用它的射线:利用放射性同位素放出的射线做射线探伤用;利用放射性同位素放出的射线,使空气电离,消除有害静电;利用射线培育良种,杀死细菌消灭害虫等。用作示踪原子：即把放射性同位素掺到其他物质中,让它们一起运动、迁移.再用放射性探测仪器进行跟踪,从而知道放射性同位系通过什么路径,运动到哪里,怎样分布.,3）放射性同位素的应用,P51,