高中物理 第19章 原子核本章整合课件 新人教版选修35.ppt

本章整合 专题一 专题二 原来静止的原子核衰变发出射线 同时生成新核 若它们处在同一个匀强磁场中 就会出现内切圆和外切圆的物理图景 判断内切 外切的理论依据 1 动量守恒定律 新核与粒子的动量大小相等 方向相反 2 带电粒子在磁场中的偏转 带电粒子以某一初速度垂直进入匀强磁场 受洛伦兹力作用而做匀速圆周运动 3 左手定则 判断粒子偏转方向 粒子圆周运动的绕行方向 呈现内切圆 外切圆物理图景的规律 若原子核衰变放出的射线带正电 则新核与粒子在磁场中的两圆外切 若原子核衰变放出的射线带负电 则内切 两圆的半径大小由确立 因mv b相同 故电荷量多的为小圆 即新核必定是小圆 专题一 专题二 4 能量守恒定律 反应前和反应后系统的能量形式可能发生变化 但系统的总能量 包括核能 是不变的 5 衰变和 衰变的规律以及它们在匀强磁场中运动的轨迹特点如下表 专题一 专题二 例题1 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为 专题一 专题二 解析 由于粒子与反冲核的径迹是外切的 据左手定则可知 该粒子一定带正电 由于粒子与反冲核的动量大小相等 据 又由已知大圆与小圆的直径之比为42 1 所以粒子与反冲核的电荷量之比为1 42 故b正确 答案 b 专题一 专题二 变式训练1一个原来静止在匀强磁场中的原子核发生衰变 放出某种粒子后 在匀强磁场中形成如图所示的径迹 原子核放出的粒子可能是 a 氦核b 电子c 光子d 正电子 专题一 专题二 解析 在此类反应过程中 若为 衰变 由动量守恒定律可知新核和 粒子运动方向相反 由左手定则 轨道半径知识可知 两者轨迹分别为半径大小不同的外切圆 若为 衰变 同理可知新核和 粒子运动轨迹分别为半径内小 外大的内切圆 恰如题图所示 因此 选项b正确 答案 b 专题一 专题二 专题一 专题二 1 几种重要的核反应类型 专题一 专题二 2 核能的计算重核的裂变和轻核的聚变 存在质量亏损 根据爱因斯坦质能方程 e mc2 可以判断两种核反应都会向外释放能量 计算核能的方法如下 1 质能方程 e mc2是计算释放核能多少的主要方法 质量亏损 m的确定是计算核能的关键 2 核反应中如无光子辐射 核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能 这种情况下的核能可由下列关系计算 反应前总动能 反应过程中释放的核能 反应后总动能 专题一 专题二 专题一 专题二 专题一 专题二 变式训练2海水中含有丰富的氘 完全可充当未来的主要能源 两个氘核的核反应为 其中氘核的质量为2 013u 氦核的质量为3 0150u 中子的质量为1 0087u u为质量单位 1u相当于931 5mev的能量 求 1 核反应中释放的核能 2 在两个氘核以相等的动能0 35mev进行对心碰撞 并且核能全部转化为机械能的情况下 求反应中产生的中子和氦核的动能 专题一 专题二 解析 1 核反应中的质量亏损为 m 2mh mhe mn 由 e mc2可知释放的核能 e 2mh mhe mn c2 2 14mev 2 把两个氘核作为一个系统 碰撞过程系统的动量守恒 由于碰撞前两氘核的动能相等 其动量等大反向 因此反应前后系统的总动量为零 即mhevhe mnvn 0 反应前后系统的总能量守恒 即 又因为mhe mn 3 1 所以vh