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上外西外国语学校原子核衰变复习方法:天然衰变中核的变化规律

更新时间:2024-04-17 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

正确的复习方法在复习阶段可以达到事半功倍的效果。 上外外国语学校校长林敏建议同学们温习核衰变法:zWq物理好资源网(原物理ok网)

自然衰变的核变化规律zWq物理好资源网(原物理ok网)

原子核的自然衰变中,原子核变化最基本的规律是质量数守恒定律和电荷数守恒定律。zWq物理好资源网(原物理ok网)

① α衰变:随着α衰变,新原子核的位置在元素周期表中向前移动2位,即zWq物理好资源网(原物理ok网)

② Beta衰变:随着β衰变,新原子核的位置在元素周期表中向后移动1位,即zWq物理好资源网(原物理ok网)

③ γ衰变:γ衰变改变的不是原子核的类型,而是原子核的能量状态。 但一般来说,伽马衰变总是伴随着α衰变或β衰变。zWq物理好资源网(原物理ok网)

4、放射性元素发射的射线有α射线、γ射线、β射线三种。 这三种射线可以通过磁场和电场来区分,如图1所示。zWq物理好资源网(原物理ok网)

图1zWq物理好资源网(原物理ok网)

5、半衰期:放射性元素的原子核衰变一半所需的时间称为半衰期。 不同放射性元素的半衰期不同,但对于某种放射性元素来说,它的半衰期是确定的。 它是由原子核内部因素决定的,与元素的化学状态、温度、压力等因素无关。zWq物理好资源网(原物理ok网)

2. 实例分析zWq物理好资源网(原物理ok网)

[[例1]]关于自然辐射现象,下列说法正确的是()zWq物理好资源网(原物理ok网)

A. 如果放射性物质的温度升高,其半衰期就会缩短。zWq物理好资源网(原物理ok网)

B. 当原子核中的中子转变为质子时,会产生β衰变释放的电子。zWq物理好资源网(原物理ok网)

C、α、β、γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强核衰变,α射线的电离能力最强。zWq物理好资源网(原物理ok网)

D.铀核(238zWq物理好资源网(原物理ok网)

92 U) 衰变成铅核 (206zWq物理好资源网(原物理ok网)

在82Pb)的过程中,经历了8次α衰变和10次β衰变。zWq物理好资源网(原物理ok网)

[[分析]]半衰期是由放射性元素原子核内部因素决定的,与元素的化学态、温度、压力等因素无关。 已生产, 1zWq物理好资源网(原物理ok网)

0 n1zWq物理好资源网(原物理ok网)

1小时+0zWq物理好资源网(原物理ok网)

-1 e,B对; 根据三射线的物理性质,C对; 238zWq物理好资源网(原物理ok网)

92U中的质子数为92,中子数为146、206zWq物理好资源网(原物理ok网)

82Pb中的质子数为82个,中子数为124个。因此,铅核比铀核少10个质子和22个中子。 一次α衰变的质量数减少4次,因此α衰变次数为x==8次。 结合核电荷的变化和衰变规则,确定β衰变次数y应满足2x-y+82=92,y=2x-10=6次。 因此,本题正确答案为B、C。zWq物理好资源网(原物理ok网)

【点评】(1)本题考查α衰变和β衰变的规律以及质量数、质子数、中子数之间的关系。zWq物理好资源网(原物理ok网)

(2)β衰变释放的电子不是从核外电子跳出来的,而是在核内衰变产生的。zWq物理好资源网(原物理ok网)

[[例2]]如图2所示,R为放射源,虚线范围内有垂直于纸面的磁场B,LL'为厚纸板,MN为荧光屏,现在屏幕上的 P 点处发现一个亮点。 那么虚线范围内到达 P 点和 B 点方向的放射性物质粒子为 ( )zWq物理好资源网(原物理ok网)

图2zWq物理好资源网(原物理ok网)

A.α粒子,B垂直纸面向外zWq物理好资源网(原物理ok网)

B.阿尔法粒子,B垂直于纸张并向内zWq物理好资源网(原物理ok网)

C. β粒子,B垂直于纸面向外zWq物理好资源网(原物理ok网)

D. β粒子,B垂直于纸面向内zWq物理好资源网(原物理ok网)

[[分析]]由于α粒子的穿透能力很弱,只能穿透几厘米的空气,因此α粒子不可能穿透厚纸板到达屏幕上的P点; 由于γ粒子不带电,不能通过B区,会发生偏转,所以到达P点的不可能是γ粒子; 可见,到达P点的一定是β粒子。 并且由于β粒子带负电,我们可以利用左手定则来确定B的方向应垂直于纸张且向内。 因此应选择D.。zWq物理好资源网(原物理ok网)

核衰变zWq物理好资源网(原物理ok网)

【点评】了解自然辐射现象中三种射线的基本性质是分析本例的基础。zWq物理好资源网(原物理ok网)

[[例3]] 在垂直于纸面的均匀磁场中,有一个原本静止不动的原子核。 原子核衰变后,释放的带电粒子和反冲原子核的轨迹分别如图3中的a和b所示。 由图3可知()zWq物理好资源网(原物理ok网)

A. 原子核经历α衰变。zWq物理好资源网(原物理ok网)

B. 原子核发生β衰变zWq物理好资源网(原物理ok网)

C、磁场方向必须与纸张垂直。zWq物理好资源网(原物理ok网)

D、无法确定磁场方向是向内还是向外。zWq物理好资源网(原物理ok网)

图3zWq物理好资源网(原物理ok网)

[[解析]]本题考验对α粒子和β粒子性质的理解。 根据动量守恒定律和左手定则,粒子从原来静止的原子核中释放出来后,总动量守恒,因此粒子和反冲原子核的速度方向是确定的。 相反,如图所示,它们在同一磁场中偏向同一侧。 根据左手定则,我们可以知道它们一定带有不同的电荷,因此它们应该是贝塔衰变。 由于它们的旋转方向未知,因此无法确定磁场是向内还是向外。 向外,即一切皆有可能。 因此,应选择B或D。zWq物理好资源网(原物理ok网)

【点评】带电粒子在电磁场和复合场中的运动形式复杂(包括直线运动、曲线运动、抛物线运动、圆周运动、周期运动等),受力条件多变,但核心问题依然存在不变。 其本质仍然是一个机械问题。zWq物理好资源网(原物理ok网)

【巩固练习】zWq物理好资源网(原物理ok网)

1.下列说法正确的是()zWq物理好资源网(原物理ok网)

A. γ射线在电场或磁场中都不会偏转zWq物理好资源网(原物理ok网)

B. β 射线比 α 射线更容易电离气体zWq物理好资源网(原物理ok网)

C、太阳辐射的能量主要来自重核裂变zWq物理好资源网(原物理ok网)

D.核反应堆产生的能量来自光核聚变zWq物理好资源网(原物理ok网)

2. 氡核222zWq物理好资源网(原物理ok网)

86Rn 衰变成钋核 218zWq物理好资源网(原物理ok网)

84Po并释放出半衰期为3.8天的粒子。 1克氡气的质量在7.6天内衰变,222zWq物理好资源网(原物理ok网)

86Rn 衰减至 218zWq物理好资源网(原物理ok网)

84Po过程中释放的颗粒有()zWq物理好资源网(原物理ok网)

A. 0.25 g,α 粒子 B. 0.75 g,α 粒子zWq物理好资源网(原物理ok网)

C. 0.25 g,β 颗粒 D. 0.75 g,β 颗粒zWq物理好资源网(原物理ok网)

参考答案zWq物理好资源网(原物理ok网)

1. A γ射线中的γ光子不带电,因此在电场或磁场中不会发生偏转。 A是正确的; α粒子的特点是电离能力强。 B是错误的; 太阳辐射的能量主要来自轻核。 融合,C错误; 核反应堆产生的能量来自重核裂变,D错误。zWq物理好资源网(原物理ok网)

2. B 经过两个半衰期后,1 克氡气剩余 0.25 克,衰变为 0.75 克。 根据核反应方程的规则,反应前后的质量数和电荷数保持不变。 可以得出结论是Alpha粒子,所以B是正确的。zWq物理好资源网(原物理ok网)

2016年高考即将来临。 为此,词典物理网整理了高考物理的创新复习方法,希望对大家取得优异成绩有所帮助。zWq物理好资源网(原物理ok网)

1. 估算方法zWq物理好资源网(原物理ok网)

有些物理问题的结果本身并不一定需要非常准确的答案,但往往需要我们对事物有一个预测性的估计。 例如,卢瑟福使用经典粒子散射实验根据泛函原理来估计原子核。 半径,使用“估计”的方法可以忽略次要因素,抓住问题的主要本质,充分运用物理知识进行数量级的快速计算。zWq物理好资源网(原物理ok网)

2.微量元素法zWq物理好资源网(原物理ok网)

研究某些物理问题时,需要将其分解为许多微小的“元过程”,而每个“元过程”都遵循相同的规则。 这样,我们只需要分析这些“元过程”,然后用必要的物理方法或物理思想对“元过程”进行处理,就可以解决问题。 比如课本上提到的,利用摩擦力的计算来做功,推导出电流强度的微观表达式,都是运用微元思维的应用。zWq物理好资源网(原物理ok网)

3. 整体方法zWq物理好资源网(原物理ok网)

整体论以对象系统为研究对象,从整体或整个过程中把握物理现象的本质和规律。 它是将多个对象、多个状态或多个相互关联、相互依赖、相互制约、相互作用的对象组合起来的方法。 一种将物理变化过程的组合作为和谐组合来研究的思维形式。zWq物理好资源网(原物理ok网)

核衰变zWq物理好资源网(原物理ok网)

4、图像法zWq物理好资源网(原物理ok网)

应用图像描述规律、解决问题是物理学的重要方法之一。 由于图像蕴含丰富的语言,解题简洁快捷,在高考中得到充分体现,并且比例不断增加,涉及到整个物理的内容。 描述物理定律最常用的方法是公式法和图像法,因此在解决此类问题时,要善于将公式与图像结合起来。zWq物理好资源网(原物理ok网)

5、对称法zWq物理好资源网(原物理ok网)

利用对称性方法分析解决物理问题,可以避免复杂的物理计算和推导,直接抓住问题的本质,出奇制胜,快速轻松地解决问题。 例如,在教科书中,伽利略认为圆周运动是最美的(对称性),为牛顿获得万有引力定律奠定了基础。zWq物理好资源网(原物理ok网)

1、质点的运动(一)——直线运动zWq物理好资源网(原物理ok网)

1)匀速直线运动zWq物理好资源网(原物理ok网)

1、平均速度V flat = s/t(定义公式) 2、参考卷上有用的推论Vt2-Vo2=2zWq物理好资源网(原物理ok网)

3.中间速度Vt/2=V flat=(Vt+Vo)/2 4.最终速度Vt=Vo+atzWq物理好资源网(原物理ok网)

5. 中间位置速度 Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6. 位移 s=V flat t=Vot+at2/2=Vt/2tzWq物理好资源网(原物理ok网)

7、加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo为正方向,a与Vo同向(加速度)a>0; 在相反的方向上物理资源网,一个zWq物理好资源网(原物理ok网)

8、实验推论 Δs=aT2 {Δs为连续相邻等时间(T)之间的位移差}zWq物理好资源网(原物理ok网)

9、主要物理量及单位:初速度(Vo):m/s; 加速度(a):m/s2; 最终速度(Vt):米/秒; 时间(t)秒(s); 位移(s):米(m); 距离:米; 速度单位换算:1m/s=3.6km/h。zWq物理好资源网(原物理ok网)

笔记:zWq物理好资源网(原物理ok网)

(1)平均速度是一个向量;zWq物理好资源网(原物理ok网)

(2)如果物体的速度很大核衰变,则加速度不一定很大;zWq物理好资源网(原物理ok网)

(3)a=(Vt-Vo)/t只是测量表达式,不是行列式;zWq物理好资源网(原物理ok网)

(4)其他相关内容:质点、位移和距离、参考系、时间和力矩[见卷1 P19]/s--t图、v--t图/速度和速率、瞬时速度[见卷1] P24 ]。zWq物理好资源网(原物理ok网)

2) 自由落体运动zWq物理好资源网(原物理ok网)

1.初速度Vo=0 2.最终速度Vt=gtzWq物理好资源网(原物理ok网)

3、跌落高度h=gt2/2(从Vo位置向下计算) 4、推论Vt2=2ghzWq物理好资源网(原物理ok网)

笔记:zWq物理好资源网(原物理ok网)

(1)自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动,遵循匀变速直线运动定律;zWq物理好资源网(原物理ok网)

(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(赤道附近重力加速度较小,山区比平地上小,方向垂直向下)。zWq物理好资源网(原物理ok网)

3)垂直向上投掷运动zWq物理好资源网(原物理ok网)

1. 位移 s=Vot-gt2/2 2. 终端速度 Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)zWq物理好资源网(原物理ok网)

3.有用推论Vt2-Vo2=-2gs 4.最大上升高度Hm=Vo2/2g(从投掷点开始)zWq物理好资源网(原物理ok网)

5、往返时间t=2Vo/g(从抛回原位的时间)zWq物理好资源网(原物理ok网)

笔记:zWq物理好资源网(原物理ok网)

(1)全过程处理:为匀减速直线运动,向上为正方向,加速度取负值;zWq物理好资源网(原物理ok网)

(2)分段加工:向上为匀减速直线运动,向下为自由落体运动,对称;zWq物理好资源网(原物理ok网)

(3)上升和下降过程对称,如同一点速度相等、方向相反。zWq物理好资源网(原物理ok网)

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