放射性现象和衰变规律
1.放射性现象:贝克勒耳发现天然放射现象,使人们认识到原子核也有复杂结构,揭开了人类研究原子核结构的序幕.通过对天然放射现象的研究,人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都有放射性,原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性,它们放射出来的射线共有三种:α射线、β射线、γ射线.
2、三种射线的本质和特性
1.α射线:速度约为光速1/10的氦核流,贯穿作用很弱,电离作用很强.
2.β射线:速度约为光速十分之几的电子流,贯穿作用很强,电离作用较弱.
3.γ射线:波长极短的电磁波,贯穿作用最强,电离作用最弱.
种 类 |
本 质 |
质 量(u) |
电 荷(e) |
速 度(c) |
电 离 性 |
贯 穿 性 |
α射线 |
氦核 |
4 |
2 |
0.1 |
最强 |
最弱,纸能挡住 |
β射线 |
电子 |
1/1840 |
-1 |
0.99 |
较强 |
较强,穿几mm铝板 |
γ射线 |
光子 |
0 |
0 |
1 |
最弱 |
最强,穿几cm铅版 |
三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较:
【例3】 如图所示,铅盒A中装有天然放射性物质,放射线从其右端小孔中水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,则下列说法中正确的有
A..打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线
B.α射线和β射线的轨迹是抛物线
C.α射线和β射线的轨迹是圆弧
D.如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场,可能使屏上的亮斑只剩下b
解:由左手定则可知粒子向右射出后,在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上,β粒子受的洛伦兹力向下,轨迹都是圆弧。由于α粒子速度约是光速的1/10,而β粒子速度接近光速,所以在同样的混合场中不可能都做直线运动(如果一个打在b,则另一个必然打在b点下方。)本题选AC。
3、原子核的衰变规律
(1)α衰变的一般方程为→+He·每发生一次α衰变,新元素与原元素相比较,核电荷数减小2,质量数减少4.α衰变的实质是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子(即氦核).(核内)
(2)β衰变的一般方程为→+e.每发生一次β衰变,新元素与原元素相比较,核电荷数增加1,质量数不变.β衰变的实质是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子.(核内), β衰变:(核内)
(3)γ射线是伴随α衰变或β衰变同时产生的、γ射线不改变原子核的电行数和质量数.其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时,产生的某些新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子.
(4)半衰期
A.意义:放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间.用希腊字母τ表示
公式:,
B.半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定,跟原子所处的物理状态(如任强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关.