高三物理第二十二章原子核一、原子模型原子核1．汤姆生模型（枣糕模型）汤姆生发现了电子，使人们认识到原子有复杂结构。2．卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）α粒子散射实验：用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。为解释这一现象必须假设原子中带正电荷的部分集中在一个很小的核上，由于电子质量很小，因此这个很小的核还应该占有原子的绝大多数质量。卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。3．玻尔模型（在核式结构模型基础上，将电子轨道和原子能量量子化）4．原子核研究表明，原子核由质子和中子组成。质子和中子的质量都非常接近一个原子质量单位（略大于一个原子质量单位），质子带正电，电荷量是一个元电荷；中子不带电。质子和中子统称核子。原子核的电荷数Z等于质子数，等于原子序数，等于中性原子的核外电子数。原子核的质量数A等于核内的核子数。用表示质量数为A，电荷数为Z的某种元素X的原子核，也可写成。例如可写成或写成铀235。原子核的质子数决定了中性原子的核外电子数，也决定了核外电子的排布情况，因此决定了该元素的化学性质。同种元素的原子核中，质子数相同，但中子数可能不同。具有相同质子数而有不同中子数的原子，在元素周期表中处于同一位置，因此互称同位素。同种元素的不同同位素一定具有相同的化学性质，但可以有不同的物理性质。二、天然放射现象衰变1．天然放射现象贝克勒尔发现铀和含铀矿物能够自发地发出看不见的射线。这种性质叫放射性。具有放射性的元素叫放射性元素。这种现象叫天然放射现象。原子序数大于82的所有元素都具有放射性，原子序数小于83的某些元素也具有放射性。天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构（因为放射性不受单质或化合物的影响，所以与核外电子无关，这些射线只可能是从原子核中放射出来的）。2．各种放射线的性质比较种类本质质量（u）电荷（e）速度（c）电离性贯穿性α射线氦核4+20.1最强最弱，纸能挡住β射线电子1/1840-10.99较强较强，穿几mm铝板γ射线光子001最弱最强，穿几cm铅版三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：用心爱心专心教育是我们一生的事业⑴⑵⑶βγαOαγβAabc如上图⑴、⑵所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。⑶图中γ肯定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方。（β射线的速度比α射线的速度大得多，若α粒子所受的电场力和洛伦兹力平衡，那么β粒子所受的电场力一定小于洛伦兹力；若β粒子所受的电场力和洛伦兹力平衡，那么α粒子所受的电场力一定大于洛伦兹力。）例1．如图所示，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有A．打在图中a、b、c三点的依次是β射线、γ射线和α射线B．α射线和β射线的轨迹都是抛物线C．α射线和β射线的轨迹都是圆弧D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b解：由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上，β粒子受的洛伦兹力向下，轨迹都是圆弧。由于α粒子速度约是光速的1/10，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动（如果一个打在b，则另一个必然打在b点下方。）选C。例2．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到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。解：α射线不能穿过3mm厚的铝板，γ射线又很容易穿...
