物理课件 单元十七 原子和原子核

物理单元十七

原子和原子核模块一原子的核式结构发现汤姆生的原子模型：在这个模型里，原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球内，而电子却像枣糕里的枣子那样镶嵌在原子里。原子受到激发以后，电子开始振动发光，就形成了原子光谱。模块一原子的核式结构发现卢瑟福的原子模型：在原子的中心有一个很小的核，称为原子核，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里绕着核旋转。原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，所以，整个原子是中性的。原子核的直径约为10-15~10-14米，原子直径大约是10-10米。模块一原子的核式结构发现玻尔的原子模型：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。这些状态称为定态。原子从一种定态（设能量是Ε初）跃迁到另一种定态（设能量是Ε终）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，hν=Ε初—Ε终。

原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此，电子的可能轨道的分布也是不连续的。氢原子的各个定态的能量值，称为能级。

模块二天然放射现象物质能自发地产生射线的性质，称为放射性；具有放射性的元素，称为放射性元素。人们把带正电的射线称为α射线，把带负电的射线称为β射线，把无偏转的射线称为r射线。α粒子就是氦原子核。β射线是高速运动的电子流。r射线的性质非常像X射线。

放射性元素放出射线转变为其他元素，并在变化时原有元素的原子数量逐渐减少的现象，称为原子核的放射性衰变。

模块二天然放射现象放出α粒子的衰变称为α衰变。放出β粒子的衰变称为β衰变。半衰期是放射性元素的原子核在衰变中，减少到原有原子核数量一半时所需要的时间。氡222变为钋218的半衰期是3.8天。模块三原子核的人工转变

原子核的组成由于各种原子核里都能打出质子来，可见质子是原子核的组成部分。质子的质量数是1，电荷数是1。中子的质量数是1，电荷数是零。从许多原子核里都能打出中子来，可见中子也是原子核的组成部分。原子是由质子、中子和电子组成的。而原子核是由质子和中子组成，质子和中子挤在原子中心的原子核里，电子在原子核周围运动，在原子核外形成不同的壳层，就像模糊的云飘移在天空中。具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。模块四放射性同位素利用放射性同位素放出的射线的贯穿本领，可以检查金属内部有没有砂眼或裂纹，这种检验称为γ射线探伤。

过量的放射性物质产生的放射线泄露对环境造成的污染，对人类和自然界产生的破坏作用，称为放射线污染。

为了防止有害的放射线对人类和自然的破坏，人们所采取的有效防范措施，称为放射线防治。

模块五核能核能就是原子能，是原子核裂变或聚变过程中所释放出的能量。核能包括重核裂变释放的能量（如原子弹爆炸释放的能量）、轻核聚变释放的能量（如太阳发光发热的能量来源）及原子核衰变时释放出的放射能。组成原子核的核子的质量与原子核的质量之差称为核的质量亏损。核子在结合成原子核时出现的质量亏损是Δm，表明它们在互相结合过程中放出的能量是：

ΔE=Δmc2模块六重核裂变

轻核聚变重核裂变是指一个重核（核子数多）的原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的变化过程，如U235的裂变。重核裂变的条件是需要中子撞击。铀核裂变时，同时放出2~3个中子，如果这些中子再引起其他铀235核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，这种反应称为链式反应。能够发生链式反应的铀块的最小体积称为铀块的临界体积。模块六重核裂变

轻核聚变反应堆是一种利用核燃料的可控裂变链式反应来工作的设备。核燃料是反应堆（或原子弹）中用来进行原子核链式反应的物质，也称为裂变物质。用来使中子减速的物质称为减速剂。镉棒称为控制棒。核电站是利用原子核内部蕴藏的能量大规模生产电力的新型发电站。轻核结合成质量较大的原子核的过程称为聚变。一、原子的核式结构发现：汤姆森的原子模型、卢瑟福的原子模型、波尔的原子模型。二、天然放射现象。物质能自发地产生射线的性质，称为放射性；具有放射性的元素，称为放射性元素。人们把带正电的射线称为α射线，把带负电的射线称为β射线，把无偏转的射线称为r射线。三、放出α粒子的衰变称为α衰变。放出β粒子的衰变称为β