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上外西外國語學校原子核衰變復習方法:天然衰變中核的變化規律

更新時間:2024-04-17 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

正確的復習方法在復習階段可以達到事半功倍的效果。 上外外國語學校校長林敏建議同學們溫習核衰變法:QhN物理好資源網(原物理ok網)

自然衰變的核變化規律QhN物理好資源網(原物理ok網)

原子核的自然衰變中,原子核變化最基本的規律是質量數守恒定律和電荷數守恒定律。QhN物理好資源網(原物理ok網)

① α衰變:隨著α衰變,新原子核的位置在元素周期表中向前移動2位,即QhN物理好資源網(原物理ok網)

② Beta衰變:隨著β衰變,新原子核的位置在元素周期表中向后移動1位,即QhN物理好資源網(原物理ok網)

③ γ衰變:γ衰變改變的不是原子核的類型,而是原子核的能量狀態。 但一般來說,伽馬衰變總是伴隨著α衰變或β衰變。QhN物理好資源網(原物理ok網)

4、放射性元素發射的射線有α射線、γ射線、β射線三種。 這三種射線可以通過磁場和電場來區分,如圖1所示。QhN物理好資源網(原物理ok網)

圖1QhN物理好資源網(原物理ok網)

5、半衰期:放射性元素的原子核衰變一半所需的時間稱為半衰期。 不同放射性元素的半衰期不同,但對于某種放射性元素來說,它的半衰期是確定的。 它是由原子核內部因素決定的,與元素的化學狀態、溫度、壓力等因素無關。QhN物理好資源網(原物理ok網)

2. 實例分析QhN物理好資源網(原物理ok網)

[[例1]]關于自然輻射現象,下列說法正確的是()QhN物理好資源網(原物理ok網)

A. 如果放射性物質的溫度升高,其半衰期就會縮短。QhN物理好資源網(原物理ok網)

B. 當原子核中的中子轉變為質子時,會產生β衰變釋放的電子。QhN物理好資源網(原物理ok網)

C、α、β、γ三種射線中,γ射線的穿透能力最強核衰變,α射線的電離能力最強。QhN物理好資源網(原物理ok網)

D.鈾核(238QhN物理好資源網(原物理ok網)

92 U) 衰變成鉛核 (206QhN物理好資源網(原物理ok網)

在82Pb)的過程中,經歷了8次α衰變和10次β衰變。QhN物理好資源網(原物理ok網)

[[分析]]半衰期是由放射性元素原子核內部因素決定的,與元素的化學態、溫度、壓力等因素無關。 已生產, 1QhN物理好資源網(原物理ok網)

0 n1QhN物理好資源網(原物理ok網)

1小時+0QhN物理好資源網(原物理ok網)

-1 e,B對; 根據三射線的物理性質,C對; 238QhN物理好資源網(原物理ok網)

92U中的質子數為92,中子數為146、206QhN物理好資源網(原物理ok網)

82Pb中的質子數為82個,中子數為124個。因此,鉛核比鈾核少10個質子和22個中子。 一次α衰變的質量數減少4次,因此α衰變次數為x==8次。 結合核電荷的變化和衰變規則,確定β衰變次數y應滿足2x-y+82=92,y=2x-10=6次。 因此,本題正確答案為B、C。QhN物理好資源網(原物理ok網)

【點評】(1)本題考查α衰變和β衰變的規律以及質量數、質子數、中子數之間的關系。QhN物理好資源網(原物理ok網)

(2)β衰變釋放的電子不是從核外電子跳出來的,而是在核內衰變產生的。QhN物理好資源網(原物理ok網)

[[例2]]如圖2所示,R為放射源,虛線范圍內有垂直于紙面的磁場B,LL'為厚紙板,MN為熒光屏,現在屏幕上的 P 點處發現一個亮點。 那么虛線范圍內到達 P 點和 B 點方向的放射性物質粒子為 ( )QhN物理好資源網(原物理ok網)

圖2QhN物理好資源網(原物理ok網)

A.α粒子,B垂直紙面向外QhN物理好資源網(原物理ok網)

B.阿爾法粒子,B垂直于紙張并向內QhN物理好資源網(原物理ok網)

C. β粒子,B垂直于紙面向外QhN物理好資源網(原物理ok網)

D. β粒子,B垂直于紙面向內QhN物理好資源網(原物理ok網)

[[分析]]由于α粒子的穿透能力很弱,只能穿透幾厘米的空氣,因此α粒子不可能穿透厚紙板到達屏幕上的P點; 由于γ粒子不帶電,不能通過B區,會發生偏轉,所以到達P點的不可能是γ粒子; 可見,到達P點的一定是β粒子。 并且由于β粒子帶負電,我們可以利用左手定則來確定B的方向應垂直于紙張且向內。 因此應選擇D.。QhN物理好資源網(原物理ok網)

核衰變QhN物理好資源網(原物理ok網)

【點評】了解自然輻射現象中三種射線的基本性質是分析本例的基礎。QhN物理好資源網(原物理ok網)

[[例3]] 在垂直于紙面的均勻磁場中,有一個原本靜止不動的原子核。 原子核衰變后,釋放的帶電粒子和反沖原子核的軌跡分別如圖3中的a和b所示。 由圖3可知()QhN物理好資源網(原物理ok網)

A. 原子核經歷α衰變。QhN物理好資源網(原物理ok網)

B. 原子核發生β衰變QhN物理好資源網(原物理ok網)

C、磁場方向必須與紙張垂直。QhN物理好資源網(原物理ok網)

D、無法確定磁場方向是向內還是向外。QhN物理好資源網(原物理ok網)

圖3QhN物理好資源網(原物理ok網)

[[解析]]本題考驗對α粒子和β粒子性質的理解。 根據動量守恒定律和左手定則,粒子從原來靜止的原子核中釋放出來后,總動量守恒,因此粒子和反沖原子核的速度方向是確定的。 相反,如圖所示,它們在同一磁場中偏向同一側。 根據左手定則,我們可以知道它們一定帶有不同的電荷,因此它們應該是貝塔衰變。 由于它們的旋轉方向未知,因此無法確定磁場是向內還是向外。 向外,即一切皆有可能。 因此,應選擇B或D。QhN物理好資源網(原物理ok網)

【點評】帶電粒子在電磁場和復合場中的運動形式復雜(包括直線運動、曲線運動、拋物線運動、圓周運動、周期運動等),受力條件多變,但核心問題依然存在不變。 其本質仍然是一個機械問題。QhN物理好資源網(原物理ok網)

【鞏固練習】QhN物理好資源網(原物理ok網)

1.下列說法正確的是()QhN物理好資源網(原物理ok網)

A. γ射線在電場或磁場中都不會偏轉QhN物理好資源網(原物理ok網)

B. β 射線比 α 射線更容易電離氣體QhN物理好資源網(原物理ok網)

C、太陽輻射的能量主要來自重核裂變QhN物理好資源網(原物理ok網)

D.核反應堆產生的能量來自光核聚變QhN物理好資源網(原物理ok網)

2. 氡核222QhN物理好資源網(原物理ok網)

86Rn 衰變成釙核 218QhN物理好資源網(原物理ok網)

84Po并釋放出半衰期為3.8天的粒子。 1克氡氣的質量在7.6天內衰變,222QhN物理好資源網(原物理ok網)

86Rn 衰減至 218QhN物理好資源網(原物理ok網)

84Po過程中釋放的顆粒有()QhN物理好資源網(原物理ok網)

A. 0.25 g,α 粒子 B. 0.75 g,α 粒子QhN物理好資源網(原物理ok網)

C. 0.25 g,β 顆粒 D. 0.75 g,β 顆粒QhN物理好資源網(原物理ok網)

參考答案QhN物理好資源網(原物理ok網)

1. A γ射線中的γ光子不帶電,因此在電場或磁場中不會發生偏轉。 A是正確的; α粒子的特點是電離能力強。 B是錯誤的; 太陽輻射的能量主要來自輕核。 融合,C錯誤; 核反應堆產生的能量來自重核裂變,D錯誤。QhN物理好資源網(原物理ok網)

2. B 經過兩個半衰期后,1 克氡氣剩余 0.25 克,衰變為 0.75 克。 根據核反應方程的規則,反應前后的質量數和電荷數保持不變。 可以得出結論是Alpha粒子,所以B是正確的。QhN物理好資源網(原物理ok網)

2016年高考即將來臨。 為此,詞典物理網整理了高考物理的創新復習方法,希望對大家取得優異成績有所幫助。QhN物理好資源網(原物理ok網)

1. 估算方法QhN物理好資源網(原物理ok網)

有些物理問題的結果本身并不一定需要非常準確的答案,但往往需要我們對事物有一個預測性的估計。 例如,盧瑟福使用經典粒子散射實驗根據泛函原理來估計原子核。 半徑,使用“估計”的方法可以忽略次要因素,抓住問題的主要本質,充分運用物理知識進行數量級的快速計算。QhN物理好資源網(原物理ok網)

2.微量元素法QhN物理好資源網(原物理ok網)

研究某些物理問題時,需要將其分解為許多微小的“元過程”,而每個“元過程”都遵循相同的規則。 這樣,我們只需要分析這些“元過程”,然后用必要的物理方法或物理思想對“元過程”進行處理,就可以解決問題。 比如課本上提到的,利用摩擦力的計算來做功,推導出電流強度的微觀表達式,都是運用微元思維的應用。QhN物理好資源網(原物理ok網)

3. 整體方法QhN物理好資源網(原物理ok網)

整體論以對象系統為研究對象,從整體或整個過程中把握物理現象的本質和規律。 它是將多個對象、多個狀態或多個相互關聯、相互依賴、相互制約、相互作用的對象組合起來的方法。 一種將物理變化過程的組合作為和諧組合來研究的思維形式。QhN物理好資源網(原物理ok網)

核衰變QhN物理好資源網(原物理ok網)

4、圖像法QhN物理好資源網(原物理ok網)

應用圖像描述規律、解決問題是物理學的重要方法之一。 由于圖像蘊含豐富的語言,解題簡潔快捷,在高考中得到充分體現,并且比例不斷增加,涉及到整個物理的內容。 描述物理定律最常用的方法是公式法和圖像法,因此在解決此類問題時,要善于將公式與圖像結合起來。QhN物理好資源網(原物理ok網)

5、對稱法QhN物理好資源網(原物理ok網)

利用對稱性方法分析解決物理問題,可以避免復雜的物理計算和推導,直接抓住問題的本質,出奇制勝,快速輕松地解決問題。 例如,在教科書中,伽利略認為圓周運動是最美的(對稱性),為牛頓獲得萬有引力定律奠定了基礎。QhN物理好資源網(原物理ok網)

1、質點的運動(一)——直線運動QhN物理好資源網(原物理ok網)

1)勻速直線運動QhN物理好資源網(原物理ok網)

1、平均速度V flat = s/t(定義公式) 2、參考卷上有用的推論Vt2-Vo2=2QhN物理好資源網(原物理ok網)

3.中間速度Vt/2=V flat=(Vt+Vo)/2 4.最終速度Vt=Vo+atQhN物理好資源網(原物理ok網)

5. 中間位置速度 Vs/2=[(Vo2+Vt2)/2]1/2 6. 位移 s=V flat t=Vot+at2/2=Vt/2tQhN物理好資源網(原物理ok網)

7、加速度a=(Vt-Vo)/t{以Vo為正方向,a與Vo同向(加速度)a>0; 在相反的方向上物理資源網,一個QhN物理好資源網(原物理ok網)

8、實驗推論 Δs=aT2 {Δs為連續相鄰等時間(T)之間的位移差}QhN物理好資源網(原物理ok網)

9、主要物理量及單位:初速度(Vo):m/s; 加速度(a):m/s2; 最終速度(Vt):米/秒; 時間(t)秒(s); 位移(s):米(m); 距離:米; 速度單位換算:1m/s=3.6km/h。QhN物理好資源網(原物理ok網)

筆記:QhN物理好資源網(原物理ok網)

(1)平均速度是一個向量;QhN物理好資源網(原物理ok網)

(2)如果物體的速度很大核衰變,則加速度不一定很大;QhN物理好資源網(原物理ok網)

(3)a=(Vt-Vo)/t只是測量表達式,不是行列式;QhN物理好資源網(原物理ok網)

(4)其他相關內容:質點、位移和距離、參考系、時間和力矩[見卷1 P19]/s--t圖、v--t圖/速度和速率、瞬時速度[見卷1] P24 ]。QhN物理好資源網(原物理ok網)

2) 自由落體運動QhN物理好資源網(原物理ok網)

1.初速度Vo=0 2.最終速度Vt=gtQhN物理好資源網(原物理ok網)

3、跌落高度h=gt2/2(從Vo位置向下計算) 4、推論Vt2=2ghQhN物理好資源網(原物理ok網)

筆記:QhN物理好資源網(原物理ok網)

(1)自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動,遵循勻變速直線運動定律;QhN物理好資源網(原物理ok網)

(2)a=g=9.8m/s2≈10m/s2(赤道附近重力加速度較小,山區比平地上小,方向垂直向下)。QhN物理好資源網(原物理ok網)

3)垂直向上投擲運動QhN物理好資源網(原物理ok網)

1. 位移 s=Vot-gt2/2 2. 終端速度 Vt=Vo-gt (g=9.8m/s2≈10m/s2)QhN物理好資源網(原物理ok網)

3.有用推論Vt2-Vo2=-2gs 4.最大上升高度Hm=Vo2/2g(從投擲點開始)QhN物理好資源網(原物理ok網)

5、往返時間t=2Vo/g(從拋回原位的時間)QhN物理好資源網(原物理ok網)

筆記:QhN物理好資源網(原物理ok網)

(1)全過程處理:為勻減速直線運動,向上為正方向,加速度取負值;QhN物理好資源網(原物理ok網)

(2)分段加工:向上為勻減速直線運動,向下為自由落體運動,對稱;QhN物理好資源網(原物理ok網)

(3)上升和下降過程對稱,如同一點速度相等、方向相反。QhN物理好資源網(原物理ok網)

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