高三一輪復(fù)習(xí)：放射性和結(jié)合能原子核質(zhì)子（帶正電）中子統(tǒng)稱為核子回顧：原子核的組成思考：在原子核那樣狹小的空間里，帶正電的質(zhì)子為什么在庫侖斥力的作用下還能夠擠在一起而不飛散？猜想：萬有引力？中子質(zhì)子原子核示意圖驗(yàn)證：質(zhì)子間的電磁力是萬有引力的1035倍結(jié)論：核子不可能靠自身萬有引力抗衡庫侖斥力。猜想：存在第三種力——核力，是核力把核子束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核。探究一：利用什么現(xiàn)象探測射線和粒子？射線中的粒子與其它物質(zhì)作用會產(chǎn)生的現(xiàn)象：使氣體或液體電離使照相底片感光使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光一、威爾遜云室：利用射線的電離本領(lǐng)構(gòu)造：一個(gè)圓筒狀容器，上蓋是透明的，內(nèi)有干凈空氣實(shí)驗(yàn)時(shí)，加入少量酒精，使酒精蒸汽達(dá)到過飽和狀態(tài)。

射線在云室中的徑跡：直而粗原因：粒子質(zhì)量大，不易改變方向，電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生的粒子多

射線在云室中的徑跡：比較細(xì)，而且常常彎曲原因：粒子質(zhì)量小，跟氣體碰撞易改變方向，電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少威耳遜云室：①原理：當(dāng)酒精蒸氣達(dá)到過飽和狀態(tài)，粒子在云室內(nèi)氣體中飛過，使沿途的

電離，過飽和酒精蒸氣就會以這些離子為核心

，于是顯示出射線的徑跡.②

氣體分子凝結(jié)成霧滴直而清晰彎曲2．氣泡室原理：氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里裝的是液體，控制氣泡室內(nèi)液體的溫度和壓強(qiáng)，使室內(nèi)溫度略低于液體的沸點(diǎn)。當(dāng)氣泡室內(nèi)壓強(qiáng)突然降低時(shí)，液體的沸點(diǎn)變低，使液體過熱，此時(shí)讓射線粒子射入室內(nèi)，粒子周圍就有氣泡形成。用照相機(jī)拍攝出徑跡照片，根據(jù)照片上記錄的情況，可以分析粒子的性質(zhì)。威耳遜云室中，關(guān)于放射源產(chǎn)生的射線徑跡，下列說法中正確的是(

)A.γ射線的能量大，所以容易顯示其徑跡B.β粒子的速度大，所以其徑跡粗而且長C.α粒子的速度小，不易顯示其徑跡D.α粒子的電離作用強(qiáng)，其徑跡直而粗D二、核反應(yīng)1.定義原子核在

的轟擊下產(chǎn)生

的過程.2.遵循規(guī)律

守恒，

守恒.3.原子核的人工轉(zhuǎn)變

用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素(氧17)和一個(gè)質(zhì)子，核反應(yīng)方程為

，第一次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變.其他粒子新原子核質(zhì)量數(shù)電荷數(shù)盧瑟福寫出下列原子核人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)方程.三、人工放射性同位素1.有些同位素具有放射性，叫放射性同位素.2.1934年，約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷

P，核反應(yīng)方程為

.反應(yīng)生成物是磷的一種同位素，自然界沒有天然的，它是通過核反應(yīng)生成的人工放射性同位素。與天然的放射性物質(zhì)相比，人造放射性同位素優(yōu)點(diǎn)：1、放射強(qiáng)度容易控制2、可以制成各種需要的形狀3、半衰期更短，所以放射性廢料更容易處理【深度思考】原子核的人工轉(zhuǎn)變與放射性元素的衰變有何區(qū)別？(1)不同點(diǎn)：原子核的人工轉(zhuǎn)變，是其它粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要一定的條件才能發(fā)生，衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理和化學(xué)條件的影響(2)相同點(diǎn)：在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應(yīng)前后粒子總動量守恒.放射性同位素的主要作用(1)工業(yè)部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性強(qiáng)(2)農(nóng)業(yè)應(yīng)用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細(xì)菌、抑制蔬菜發(fā)芽、延長保存期等(3)做示蹤原子——利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)(4)醫(yī)學(xué)上——利用γ射線的高能量治療癌癥.四、放射性同位素的應(yīng)用關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法中正確的是(

)A.利用γ射線使空氣電離，消除靜電B.利用α射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加C.利用β射線來治肺癌、食道癌D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，可以作為示蹤原子D放射性污染和防護(hù)原子彈爆炸、核電站泄露會產(chǎn)生嚴(yán)重的污染，在利用放射性同位素給病人做“放療”時(shí)，如果放射性的劑量過大，皮膚和肉就會潰爛不愈，導(dǎo)致病人因放射性損害而死去。有些礦石中含有過量的放射性物質(zhì)，如果不注意也會對人體造成巨大的危害。過量的放射性會對環(huán)境造成污染，對人類和自然界產(chǎn)生破壞作用．

20世紀(jì)人們在毫無防備的情況下研究放射性遭原子彈炸后的廣島為了防止有害的放射線對人類和自然的破壞，人們采取了有效的防范措施：檢測輻射裝置全身污染檢測儀輻射檢測系統(tǒng)輻射源的存放鈾放射性的防護(hù)（1）在核電站的核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥來防止放射線的外泄（2）用過的核廢料要放在很厚很厚的重金屬箱內(nèi)，并埋在深海里（3）在生活中要有防范意識，盡可能遠(yuǎn)離放射源核反應(yīng)堆外層的厚厚的水泥建筑防護(hù)操作放射性物質(zhì)的設(shè)備在防護(hù)狀態(tài)下操作放射性物質(zhì)一、核力與四種基本相互作用1.核力原子核里的

間存在著相互作用的核力，

把核子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核.2.核力特點(diǎn)(1)核力是

的一種表現(xiàn)，在原子核的尺度內(nèi)，核力比庫侖力

.(2)核力是

，作用范圍在

之內(nèi).(3)每個(gè)核子只跟

的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱為核力的

.核子核力強(qiáng)相互作用大得多短程力1.5×10－15m鄰近飽和性

(多選)關(guān)于核力，下列說法中正確的是(

)A.核力是一種特殊的萬有引力B.原子核內(nèi)只有質(zhì)子和質(zhì)子間有核力作用，而中子和中子之間、質(zhì)子和中子之間則沒有核力作用C.核力是原子核穩(wěn)定存在的原因D.核力是一種短程強(qiáng)力作用CD核力特點(diǎn)記憶技巧：(1)核子既包括質(zhì)子也包括中子，質(zhì)子帶電，中子不帶電，所以核力與電荷無關(guān).(2)原子核非常小，所以核力屬于短程力.(3)質(zhì)子間是庫侖斥力，核力比庫侖力大得多，屬于強(qiáng)相互作用力.

自然界中較輕的原子核，質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對于較重的原子核，中子數(shù)大于質(zhì)數(shù)，越重的元素，為什么兩者相差越多？質(zhì)子數(shù)中子數(shù)理想的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)相等的穩(wěn)定原子核實(shí)際存在的原子核原因分析：核越大，核子間距離增大庫侖力與核力均減少，但核力減少快增大到一定程度時(shí)，核力較小，不足以平衡庫侖力時(shí)，原子核會不穩(wěn)定。若增加中子，與其它核子無庫侖力，但有核力，有助于原子核穩(wěn)定核力是短程力，若超過其作用范圍，增加中子，原子核也不穩(wěn)定，所以原子序數(shù)越大越不穩(wěn)定。二、原子核中質(zhì)子與中子的比例1結(jié)合能.當(dāng)核子結(jié)合成原子核時(shí)要放出一定能量；原子核分解成核子時(shí)，要吸收同樣的能量．這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能三、結(jié)合能例如：2比結(jié)合能.原子核核子越多，它的結(jié)合能越高。因此，有意義的是它的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱作比結(jié)合能也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定。兩個(gè)相隔一定距離的正負(fù)電荷，在電場力的作用下靠近，電勢能轉(zhuǎn)化為動能，最后撞在一起動能會轉(zhuǎn)化為內(nèi)能損失掉。再要把它們分開，需要給它們能量。當(dāng)把原子核分解成核子時(shí)，是否需要能量？比結(jié)合能曲線：不同原子核的比結(jié)合能隨質(zhì)量數(shù)變化圖線如圖所示.從圖中可看出，中等質(zhì)量原子核的比結(jié)合能

，輕核和重核的比結(jié)合能都比中等質(zhì)量的原子核要

.最大小【深度思考】怎樣區(qū)別和理解結(jié)合能與比結(jié)合能？答案結(jié)合能：把原子核分開成核子時(shí)吸收的能量或核子結(jié)合成原子核時(shí)放出的能量.比結(jié)合能：結(jié)合能與核子數(shù)的比值，比結(jié)合能能夠反映核的穩(wěn)定程度，比結(jié)合能越大表明原子核越穩(wěn)定.組成原子核的核子越多，它的結(jié)合能越高，但比結(jié)合能不一定越大，相對來說，比結(jié)合能更有意義.它反映了原子核結(jié)合的穩(wěn)定程度或分裂的難易程度.下列關(guān)于結(jié)合能和比結(jié)合能的說法中，正確的有(

)A.核子結(jié)合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結(jié)合能B.比結(jié)合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結(jié)合能也一定越大C.重核與中等質(zhì)量原子核相比較，重核的結(jié)合能和比結(jié)合能都大D.中等質(zhì)量原子核的結(jié)合能和比結(jié)合能均比輕核的要大D1.從相對論得出，物體的能量和質(zhì)量之間存在如下密切聯(lián)系。四、愛因斯坦的質(zhì)能方程例1：中子的質(zhì)量為1.6749×10－27Kg質(zhì)子的質(zhì)量為1.6726×10－27Kg

氘核的質(zhì)量為3.3436×10－27Kg

，求氘核的比結(jié)合能。解：單個(gè)中子與質(zhì)子的質(zhì)量之和為：與氘核質(zhì)量之差為：由愛因斯坦的質(zhì)能方程可得：氘核的比結(jié)合能為：2.質(zhì)量虧損把組成原子核的核子的質(zhì)量與原子核的質(zhì)量之差叫做核的質(zhì)量虧損。核子在結(jié)合成原子核時(shí)出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以要放出能量，大小為：(多選)關(guān)于質(zhì)能方程，下列說法中正確的是(

)A.質(zhì)量減少，能量就會增加，在一定條件下質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量B.物體獲得一定的能量，它的質(zhì)量也相應(yīng)地增加一定值C.物體一定有質(zhì)量，但不一定有能量，所以質(zhì)能方程僅是某種特殊條件下的數(shù)量關(guān)系D.某一定量的質(zhì)量總是與一定量的能量相聯(lián)系的BD質(zhì)能方程揭示了質(zhì)量和能量的不可分割性，方程建立了這兩個(gè)屬性在數(shù)值上的關(guān)系，這兩個(gè)量分別遵守質(zhì)量守恒和能量守恒，質(zhì)量和能量在數(shù)值上的聯(lián)系絕不等于這兩個(gè)量可以相互轉(zhuǎn)化（靜質(zhì)量損失轉(zhuǎn)化成的是動質(zhì)量）【深度思考】質(zhì)量虧損是不是質(zhì)量消失了？

質(zhì)量虧損，并不是質(zhì)量消失，減少的質(zhì)量在核子結(jié)合成核的過程中輻射出去了（光子動質(zhì)量）物體質(zhì)量增加，則總能量隨之增加；質(zhì)量減少，總能量也隨之減少，這時(shí)質(zhì)能方程也寫為ΔE＝Δmc2.解析反應(yīng)前總質(zhì)量：MN＋MHe＝18.01140u，反應(yīng)后總質(zhì)量：MO＋MH＝18.01269u.可以看出：反應(yīng)后總質(zhì)量增加，故該反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng).吸收的能量利用ΔE＝Δmc2來計(jì)算，若反應(yīng)過程中質(zhì)量增加1u，就會吸收931.5MeV的能量，故ΔE＝(18.01269－18.01140)×931.5MeV≈1.2MeV.核能的計(jì)算方法(1)