第93天 近代物理天然放射现象

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第93天 近代物理天然放射现象

今天分享的主题是:近代物理-天然放射现象。

在上一堂课当中,我们学习了三个科学家和三个原子结构,原子是怎么一回事,现在就比较清楚了,比原子还小的原子核是否还可以再分,天然放射现象,就讲述原子核的内容。

天然放射这一小节我们要讲三种射线,两种衰变和半衰期,勇哥把它称之为32.5,3就是三种射线,2是两种衰变,0.5就是半衰期。

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科学家贝克勒尔发现:原子核当中能够放出三种射线,这种现象就叫做天然放射现象。它说明了原子核具有复杂的结构,

再重复一遍,天然放射现象,说明原子核具有复杂的结构

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三种射线的本质:

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首先我们要知道三种射线的本质,α射线是氦核流,β射线是电子流,γ射线是光子流,它是不带电的。

α射线带正电,它是氦的原子核,β射线是电子,带的是负点,γ射线是光子不带电。

它们的电离和穿透能力如何?

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α射线是电离能力最强的射线,它的穿透能力最弱,基本上连一张A4的白纸都传不过去;

β射线电离能力弱于α射线,穿透能力更强一些,能穿透几毫米厚的金属板或几厘米的玻璃板;

γ射线不带电不电离,它的的穿透能力是最强的,能穿透铅板或是水泥墙。

另外,在很多题目当中都会把这三种射线放到磁场或者电场当中,看他们的偏转情况。

这里我们要知道,不发生偏转的是γ射线,因为它不带电,无论在磁场当中还是电场当中,伽马射线都不发生偏转。

α射线带正电,β射线带负电,所以它们在电场当或磁场中偏转,分别受到电场力或洛伦兹力的作用。

同学们可以自行去判断向哪个方向偏转,这个并不难。

难度比较大的是:在一个匀强磁场当中,一个静止的原子核发生α衰变或者β衰变,具体情况勇哥上面所给出的笔记上有。

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第93天 近代物理天然放射现象

如何判断是α衰变还是β衰变?

要看它是外切圆还是内切圆,如果是在磁场当中,它形成的两个圆是外切圆,那么对应的是α衰变,如果是内切圆,那一定发生的是β衰变。

再强调一遍,外切圆是α衰变,内切圆是β衰变。

在匀强磁场中有一个静止的原子核,无论它发生是α衰变还是β衰变,都满足动量守恒,衰变之前的总动量是零,衰变之后生成新的原子核和α粒子(氦核)或者β粒子(电子),它们的动量大小是相同的,方向是相反的,α衰变或β衰变要满足动量守恒。

除了动量守恒之外,粒子在磁场中做匀速圆周运动。我们要会判断:

哪一个圆是生成的新的原子核,哪个圆是α粒子(氦核)或者β粒子(电子)的轨迹?

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在外切圆中,大圆是α粒子(氦核),小圆是新的原子核。

这是因为粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,Bqv=mv2/r,可以得到半径r=mv/Bq;

衰变时新核和α粒子动量mv方向相反,大小是相同的,又在同一个磁场中B是相同的,所以电荷量q越小,半径r就越大,因此大圆是α粒子(氦核),小圆是新核。

α衰变的本质是

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:在原子核当中,两个质子和两个中子结合成一个氦核,从原子核当中跑出来,这样一个过程,就是α衰变;

所以每发生一次α异变,原子核的质子数少两个,它的中子数也减少两个。

β衰变的本质是

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:在原子核当中,一个中子转化成一个质子,同时释放出一个电子。注意:电子是中子转化成质子的时候放出来的,在原子核当中并不存在电子,原子核中只有质子和中子。电子是中子转化成质子的过程当中,释放出来的,这是β衰变的本质。

三种射线和两种衰变之外,我们还要知道0.5就是半衰期。

放射性元素原子核有半数发生衰变,所需要的时间称之为半衰期。

半衰期是与化学状态,物理状态,比如说温度压强等外界条件无关,它只与原子核的内部因素有关系。

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所以半衰期是不随着化学条件和温度压强等外部条件发生变化的。

另外,半衰期具有统计意义,它是对应大量的放射性元素的原子核才有意义,一般简单理解就是论克(g)不论个(个数)。

如果是100g某种物质,它的半衰期T=2天,那么经过2天之后有一半发生衰变,还剩下50g。

在经过2天之后,剩余的50g又有半数发生衰变,就剩下25g,它是论克,不论个数。

如果是100个某种物质的原子核,那么就没有半衰期了,半衰期它是一个宏观的统计的概念。

我们还要会求剩余质量,剩余质量(1/2)n次方乘以原来的质量,n是指有几个半衰期。

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再来总结一下天然放射现象,首先要知道天然放射现象说明原子核具有复杂的结构。

另外我们讲了一个32.5;3种射线,两种衰变和半衰期。

好,今天的分享就到这里,我们明天见。