放射性的发现PPT课件
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原子核与放射性ppt课件
Zmp Nmn c2 mNc2 E 结合能
结合能：E Zmp Nmn mN c2 mc 2
质量亏损： m Zmp Nmn mN
质量亏损是单独的核子结合成核后其总的静质量的 减少。
11
质量亏损： m Zmp Nmn mN ZmH Nmn ma
﹡核力与电荷无关。质子和质子，质子和中子，中子 和中子间的作用力是一样的。
﹡在核的线度内，核力比库仑力大得多。
10
⑵原子核的结合能
由于核力将核子聚集在一起，所以要把一个核 分解成单个的中子和质子时必须克服核力做功，为 此所需的能量叫做核的结合能。它也是单个核子结 合成一个核时所能释放的能量。
核子结合成一个核时，根据能量守恒：
如果将核看成球形，则核的半径R和 A1/3 成正比，即
R R0 A1/3 R0 1.2fm 1.21015m
56Fe 核的半径为4.6fm，238U核的半径为7.4fm。
原子核的密度：
M V
M
4 R3
3
Au 3u
4 3
R03
A
4R03
各种核的密度都是一样的。
同位素在元素周期表中处于同一位置。
如：氢原子的三种同位素：
1 1
H
2 1
H
氘
3 1H氚Fra bibliotek碳的同位素有：68C,69C,, 162C,163C,, 260C 等
7
天然存在的各元素中各同位素的多少是不一样的，各 种同位素所占比例叫作各该同位素的天然丰度。
如：在碳的同位素中，12C 的天然丰度为98.9﹪，13C的 为1.1﹪，而14C 的只有 1.31010% .
结合能：E Zmp Nmn mN c2 mc 2
质量亏损： m Zmp Nmn mN
质量亏损是单独的核子结合成核后其总的静质量的 减少。
11
质量亏损： m Zmp Nmn mN ZmH Nmn ma
﹡核力与电荷无关。质子和质子，质子和中子，中子 和中子间的作用力是一样的。
﹡在核的线度内，核力比库仑力大得多。
10
⑵原子核的结合能
由于核力将核子聚集在一起，所以要把一个核 分解成单个的中子和质子时必须克服核力做功，为 此所需的能量叫做核的结合能。它也是单个核子结 合成一个核时所能释放的能量。
核子结合成一个核时，根据能量守恒：
如果将核看成球形，则核的半径R和 A1/3 成正比，即
R R0 A1/3 R0 1.2fm 1.21015m
56Fe 核的半径为4.6fm，238U核的半径为7.4fm。
原子核的密度：
M V
M
4 R3
3
Au 3u
4 3
R03
A
4R03
各种核的密度都是一样的。
同位素在元素周期表中处于同一位置。
如：氢原子的三种同位素：
1 1
H
2 1
H
氘
3 1H氚Fra bibliotek碳的同位素有：68C,69C,, 162C,163C,, 260C 等
7
天然存在的各元素中各同位素的多少是不一样的，各 种同位素所占比例叫作各该同位素的天然丰度。
如：在碳的同位素中，12C 的天然丰度为98.9﹪，13C的 为1.1﹪，而14C 的只有 1.31010% .
放射性
什么是放射性？ 放射性对人体健康有什么危害？
1896年法国科学家贝克勒尔在 研究铀矿的荧光现象时，发现铀盐 矿发射着类似X射线的穿透性辐射。
贝克勒尔
两年后，居里夫人从铀矿中发 现了另一个能发射射线的新元素钋， 四年后她又发现了镭。
居里夫人建议： 把物质能够自发 发出射线的性质称之 为放射性。 放射性的名称就 是这样产生的。
放射性又称核辐射，人类如果遭受剧烈 的核辐射，分分钟当场毙命。就算活下来， 身体机能也会受到很大的损害。我们通过几 张图来了解：
因核辐射而不得不截肢虽然放射性物质对人体会有 伤害，但是只要应用得当，还是 益处多多，其广泛应用于工业、 医疗、科研、农业等多个领域中。
放射性通常是指具有一定能量 的射线，它可以破坏细胞组织，从 而对人体造成伤害。射线强度和能 量越大，受照时间越长，对人体的 伤害就越大。 当人受到大量射线照射时，可 能会产生诸如头昏乏力、食欲减退、 恶心、呕吐等症状，严重时会导致 机体损伤，甚至死亡。
发现放射性的初期，人们不知 它的危害，贝克勒尔由于毫无防护 下长期接触放射物质，健康受到严 重损害，50多岁就逝世了。科学界 为了表彰他的杰出贡献，将放射性 物质的射线定名为“贝克勒尔射 线。”
1896年法国科学家贝克勒尔在 研究铀矿的荧光现象时，发现铀盐 矿发射着类似X射线的穿透性辐射。
贝克勒尔
两年后，居里夫人从铀矿中发 现了另一个能发射射线的新元素钋， 四年后她又发现了镭。
居里夫人建议： 把物质能够自发 发出射线的性质称之 为放射性。 放射性的名称就 是这样产生的。
放射性又称核辐射，人类如果遭受剧烈 的核辐射，分分钟当场毙命。就算活下来， 身体机能也会受到很大的损害。我们通过几 张图来了解：
因核辐射而不得不截肢虽然放射性物质对人体会有 伤害，但是只要应用得当，还是 益处多多，其广泛应用于工业、 医疗、科研、农业等多个领域中。
放射性通常是指具有一定能量 的射线，它可以破坏细胞组织，从 而对人体造成伤害。射线强度和能 量越大，受照时间越长，对人体的 伤害就越大。 当人受到大量射线照射时，可 能会产生诸如头昏乏力、食欲减退、 恶心、呕吐等症状，严重时会导致 机体损伤，甚至死亡。
发现放射性的初期，人们不知 它的危害，贝克勒尔由于毫无防护 下长期接触放射物质，健康受到严 重损害，50多岁就逝世了。科学界 为了表彰他的杰出贡献，将放射性 物质的射线定名为“贝克勒尔射 线。”
居里夫人与放射性的发现
镭的发现
• 镭是一种强放射性元素，原子序数88，元素符号Ra。镭是银白色有光泽的 软金属，但是暴露在空气中会与氮气反应产生黑色的氮化镭。镭的所有同 位素都具有强烈的放射性，其中最稳定的同位素为镭-226，半衰期约为 1600年，会衰变成氡-222。
• 居里夫人通过将废矿渣放入冶炼锅里加热熔化，连续不停的搅拌， 只为了 从中提取仅含百万分之一的微量物质。从1898年到1902年，经过无数次 的提取，处理了近一吨矿石残渣，终于得到了0.1克的镭盐，并测定出了 它的原子量是226。
• 居里夫人决心将这种强放射性物质从沥青铀矿里提炼出来。他们把矿石 溶解在酸里，通过化学方法将那种物质以沉淀的形式分离出溶液，得到 的物质放射性比铀的要强400倍。
• 1898年7月，居里夫人向法国科学院提出了一份工作报告，肯定的指出他们已 经发现了一种新元素，其同铋相似，却有着强烈的放射性，他们把这种元素命 名为“钋”。
• 1903年诺贝尔物理学奖授予了贝克勒尔和居里夫 妇，前者以表彰他发现了自发放射性，后者以表彰 他们对贝克勒尔发现的辐射现象所作的卓越贡献。
• 1911年诺贝尔化学奖授予了居里夫人， 以表彰她 分离提纯出金属镭。
钋的发现
• 钋（Polonium，Po）是一种银白色金属，能在黑暗中发光，由著名科 学家居里夫人与丈夫皮埃尔·居里在1898年发现，为了纪念居里夫人的 祖国波兰,两人对这种元素命名为钋。
• 辐射育种 是农业上利用钴60或铯137等辐照装置人为地诱发突变、培 植性状比较理想的新品种的一种方法。
• 辐射治疗 是治疗恶性肿瘤的重要手段之一。在临床上,钴60治疗机已取 代了过去常规应用的X射线治疗机。钴60、铱192和锎252等腔内辐照后 装设备的应用，不仅提高了疗效，而且还大大减少了对操作人员的辐射 伤害
X射线和放射性的发现
Ｘ射线和放射性的发现Ｘ射线和放射性的发现一、Ｘ射线的发现Ｘ射线是１８９５年德国物理学家伦琴（RontgenW.K.1845-1923）发现的。
１８９５年１１月８日晚，伦琴为了进一步研究阴极射线的性质，他用黑色薄纸板把一个克鲁克斯管严密地套封起来，在完全暗的室内做实验。
在接上高压电流进行实验中，他意外地发现在放电管一米以外的一个荧光屏（涂有荧光物质铂氰化钡的纸屏）上发生亮的光辉。
一切断电源，荧光就立即消失。
这个现象使他非常惊奇，于是全神贯注地重复做实验。
他发现即使在跷仪器二米处，屏上仍有荧光出现。
伦琴确信，这个新奇现象不是阴极射线造成的，因为实验已证明阴极射线只能在空气中进行几厘米，而且不能透过玻璃管。
他决定继续对这个新发现进行全面检验。
一连六个星期都在实验里废寝忘食地工作着。
经过反复实验，他确信发现了一种过去未被人们所知的具有许多特性的新射线。
这种射线的本质一时还不清楚，所以他取名为“Ｘ射线”（后来科学界称之为伦琴射线）。
他在１２月下旬写的论文中说明了初步发现的Ｘ射线的如下性质：（１）阴极射线打在固体表面上便会产生Ｘ射线；固体元素越重，产生的Ｘ射线越强。
（２）Ｘ射线是直线传播的，在通过棱镜时不发生反射和折射，不被透镜聚焦。
（３）与阴极射线不同，不能借助磁体（即使磁场很强）使Ｘ射线有重要意义：１９１３年，根据对各种元素的特征Ｘ射线光谱的研究发现的莫斯莱定律，确定了元素的原子序数等于核电荷数，这对元素周期律的发展和原子结构理论的建立起了重要作用。
以Ｘ射线晶体衍射现象为基础建立起来的Ｘ射线晶体学，是现代结构化学的基石之一。
伦琴由于发现Ｘ射线，于１９０１年成为第一个诺贝尔物理学奖获得者。
伦琴作出这个重大发现并非由于偶然的幸运。
他的广博深厚的科学素养，周密敏锐的观察能力，顽强探索的科学精神和严谨细致的实验工作，使他具有高瞻远瞩的科学远见，能迅速地揭示出并捕捉住前人所未注意的有重要价值的新现象，紧紧抓住这种现象进行深入研究，终于取得成功。
新教材高中物理第五章原子与原子核第二节放射性元素的衰变课件粤教版选择性必修第三册
到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制。如果钢板的厚度需
要控制为5 cm，请推测测厚仪使用的射线是
()
A．α射线
B．β射线
C．γ射线
D．可见光
解析：根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α 射线电离能力最强，穿透能力最弱，钢板厚度控制为5 cm，则α、β射线均不能穿 透，而γ射线可以穿透，为了能够准确测量钢板的厚度，探测射线应该用γ射线； 随着轧出的钢板越厚，透过的射线越弱，而轧出的钢板越薄，透过的射线越强，
B．升高温度可使放射性元素的半衰期缩短
C．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩1个了
D．氡的半衰期为3.8天，若有4 g氡，经过7.6天就只剩1 g了
解析：放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫半衰期，放射性 元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关， 故 A、B 错误；半衰期是一个统计规律，对于大量的原子核才适用，对于少量 原子核不适用，故 C 错误；氡的半衰期是 3.8 天，经过 7.6 天即经过两个半衰 期，设原来氡的质量为 m0，衰变后剩余质量为 m，则有：m＝m0·122＝4×14 g ＝1 g，故 D 正确。
[素养训练]
1．(多选)下列哪些现象能说明射线来自原子核
()
A．三种射线的能量都很高
B．放射线的强度不受温度、外界压强等物理条件的影响
C．元素的放射性与所处的化学状态(单质、化合态)无关
D．α射线、β射线都是带电的粒子流
解析：能说明放射线来自原子核的证据是元素的放射性与其所处的化学状态
和物理状态无关，B、C正确。
(×)
3．想一想 有10个镭226原子核，经过一个半衰期有5个发生衰变，这样理解对吗？ 提示：不对。10个原子核数目太少，它们何时衰变是不可预测的，因为衰变 规律是大量原子核的统计规律。
天然放射性现象
天然放射性现象
天然放射性现象的发现：
科学家【贝可勒尔】——磷光（铀盐）使底片感光 实验方法：
取含铀矿石，下面放一张用黑纸严密包着的照相底片
实验原理：
含铀矿石经太阳光照射后 发出荧光 1、 如果底片“安然无恙”,那就表明没有 X 射线放出； 2、如果底片感 光了,那就说明经太阳光照射的含铀矿石也
能发出 X 射线.
1、元素的放射性与形态无关（单质或化合物，一样）
2、放射性物质的原子核可以放出射线多种射线
3、伦琴（X射线）+汤姆孙（电子）+贝可勒尔（天 然放射性）=“19世纪末三大发现”
检测射线的仪器
1、云室 2、盖革—米勒计数器 3、气泡室 4、半导体探测器
放射性的利于弊
利——【应用】 1、利用放出的射线
天然放射性现象
• 原子核自发地放出射线的现象叫做天然放射性现象。 物质能自发放出射线的性质——放射性； 具有放射性的元素——放射性元素。
放射性元素是普遍存在的 <结合元素周期表>
问题：放射性元素中放出的射线是什么呢？
三种射线
正/负 组成 贯穿 电离
电
能线
【小知识】
没有受到阳光照射, 那么,是谁使底 片感光的呢?
结论： 铀盐会发射射线； 这种射线并非X射线,只 是具有一些与X射线相似 的性质.
天然放射性现象被发现了. ——原子核自发地放出射
线的现象（铀就是人类 找到的第一种放射性 物 质. ）
科学界为了表彰他的杰出贡 献,将放射性物质的射线定名 为“贝克勒尔射线”.
2、以放射性同位素标记示踪原子
弊——【防范】
做法：粘上放射 性物质，用肥皂 和大量清水进行 清洗 寻求医治 利用对射线的屏 蔽作用
天然放射性现象的发现：
科学家【贝可勒尔】——磷光（铀盐）使底片感光 实验方法：
取含铀矿石，下面放一张用黑纸严密包着的照相底片
实验原理：
含铀矿石经太阳光照射后 发出荧光 1、 如果底片“安然无恙”,那就表明没有 X 射线放出； 2、如果底片感 光了,那就说明经太阳光照射的含铀矿石也
能发出 X 射线.
1、元素的放射性与形态无关（单质或化合物，一样）
2、放射性物质的原子核可以放出射线多种射线
3、伦琴（X射线）+汤姆孙（电子）+贝可勒尔（天 然放射性）=“19世纪末三大发现”
检测射线的仪器
1、云室 2、盖革—米勒计数器 3、气泡室 4、半导体探测器
放射性的利于弊
利——【应用】 1、利用放出的射线
天然放射性现象
• 原子核自发地放出射线的现象叫做天然放射性现象。 物质能自发放出射线的性质——放射性； 具有放射性的元素——放射性元素。
放射性元素是普遍存在的 <结合元素周期表>
问题：放射性元素中放出的射线是什么呢？
三种射线
正/负 组成 贯穿 电离
电
能线
【小知识】
没有受到阳光照射, 那么,是谁使底 片感光的呢?
结论： 铀盐会发射射线； 这种射线并非X射线,只 是具有一些与X射线相似 的性质.
天然放射性现象被发现了. ——原子核自发地放出射
线的现象（铀就是人类 找到的第一种放射性 物 质. ）
科学界为了表彰他的杰出贡 献,将放射性物质的射线定名 为“贝克勒尔射线”.
2、以放射性同位素标记示踪原子
弊——【防范】
做法：粘上放射 性物质，用肥皂 和大量清水进行 清洗 寻求医治 利用对射线的屏 蔽作用
放射性的发现
• A．质子和中子 B．质子和电子 C．中子和电子 D．中子和正电子
Ｄ
• 5．矿石中含有A，B两种放射性元素，已知 A元素的半衰期为10天。B元素的半衰期为30 天，经过60天后，两种放射性元素的质量恰 好相等，则矿石中A，B两种元素原来的质量 之比是
• A ． 16：1 B． 8：1
• C ． 4：1
照相底片
放
射
铅盒
源
三种射线性质
本质（组成） 符号 电量 电离 穿透 速度 本领 本领
α 射线 氦核流
4 2
He
+2e
最强
最弱
0.1c
β 射线 电子流 高频电磁波
γ 射线 （光子流）
eo
1
-e
阅读课本P71相关内容，完成表格相关内容
思考：判断图中对应哪种射线？
并发现了两种放射性更强 的新元素。玛丽·居里为了 纪念她的祖国波兰，把其
中的一种元素命名为钋 （Po），另一种元素命名 为镭（Ra）
• 原子序数大于83的所有元素，都具 有放射性；原子序数小于83的元素， 有的也具有放射性。
• 能够自发地放出射线的元素叫做天 然放射性元素。
原子核的组成
α 粒子轰击氮核
照相底片
放
射
铅盒
源
二、放射性的本质
——原子核的衰变
• 1．定义：我们把一种元素经放射过程变成另 一种元素的现象，称为原子核的衰变。
2．衰变方程
α衰变
U 238
92
23940Th
24He
A Z
X
A4 Z 2
Y
4 2
He
Ｄ
• 5．矿石中含有A，B两种放射性元素，已知 A元素的半衰期为10天。B元素的半衰期为30 天，经过60天后，两种放射性元素的质量恰 好相等，则矿石中A，B两种元素原来的质量 之比是
• A ． 16：1 B． 8：1
• C ． 4：1
照相底片
放
射
铅盒
源
三种射线性质
本质（组成） 符号 电量 电离 穿透 速度 本领 本领
α 射线 氦核流
4 2
He
+2e
最强
最弱
0.1c
β 射线 电子流 高频电磁波
γ 射线 （光子流）
eo
1
-e
阅读课本P71相关内容，完成表格相关内容
思考：判断图中对应哪种射线？
并发现了两种放射性更强 的新元素。玛丽·居里为了 纪念她的祖国波兰，把其
中的一种元素命名为钋 （Po），另一种元素命名 为镭（Ra）
• 原子序数大于83的所有元素，都具 有放射性；原子序数小于83的元素， 有的也具有放射性。
• 能够自发地放出射线的元素叫做天 然放射性元素。
原子核的组成
α 粒子轰击氮核
照相底片
放
射
铅盒
源
二、放射性的本质
——原子核的衰变
• 1．定义：我们把一种元素经放射过程变成另 一种元素的现象，称为原子核的衰变。
2．衰变方程
α衰变
U 238
92
23940Th
24He
A Z
X
A4 Z 2
Y
4 2
He
放射性及其衰变规律放射性
精品课件
4
法国物理学家安东尼·亨利·贝克勒 尔 (Antoine Henri Becquerel,1852—1908)
后来的进一步研究发现，即使不在阳光照射 下，铀盐也会发射射线；且这种射线并非X射 线，只是具有一些与X射线相似的性质。放射 性现象被发现了。
发现放射性的初期，人们不知它的危害， 贝克勒尔由于毫无防护下长期接触放射物质， 健康受到严重损害，50多岁就逝世了。科学界 为了表彰他的杰出贡献，将放射性物质的射线 定名为“贝克勒尔射线”。
△ N＝－λN△t
精品课件
14
放射性核素衰变规律
求解上式，得
N(t)＝N0e-λt
N0是开始时的原子核数 N(t)是t时刻的原子核数
λ是放射性核素衰变常数（s-1)
精品课件
15
放射性核素衰变规律
放射性核素按时间的指 数规律衰减的基本公式，它 适用于任何一种单一存在的 放射性核素
精品课件
16
精品课件
8
放射性
经过多位科学家的研究，通过实验证实 了某些天然核素的原子是不稳定的，它 们
能自发地转变成另一种核素的 原
子，并伴随着发射出某种粒子
这种物理现象称为放射性，这种不稳定的
核素称为放射性核素，这个转变过程称
为放射性衰变 精品课件
9
放射性-原子核为什么要衰变
与核的稳定性有关。是否稳定，与核内的质子数和
的卓越贡献。
精品课件
3
法国物理学家安东尼·亨利·贝克勒尔 (Antoine Henri Becquerel,1852—1908)
亨利·贝克勒尔是法国科学院院士，擅长于荧光和磷 光的研究。实验中，终于找到了铀盐有这种效应，他 用厚黑纸包了一张感光底片，纸非常厚，即使放在太 阳下晒一整天也不至于使底片变翳。他在黑纸上面放 一层铀盐，然后拿到太阳下晒几个小时，显影之后， 他在底片上看到了磷光物质的黑影。然后他又在磷光 物质和黑纸之间夹一层玻璃，也作出同样的实验，证 明这一效应不是由于太阳光线的热使磷光物质发出某 种蒸气而产生化学作用所致。于是得出结论：铀盐在 强光照射下不但会发可见光，还会发穿透力很强的X射 线。
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3、放射性的发现
1896年，法国物理学 家贝克勒尔（Becquerel, 1852-1908）在对一种 荧光物质（硫酸钾铀）进 行研究时发现了天然放射 线。
贝克勒尔射线
玛丽·居里（M. S. Curie，1867-1934）
居里夫人从1897年开 始直至1934年逝世的38 年科学生涯中，她以惊人 的毅力、顽强的意志、高 度的智慧全心投入放射性 研究：
.
R 226
88 a
3 2 1
R 222
86 n
5
β衰变与电子俘获：
(1). - 衰变
C N e 14
6
17 4
e Z A X Z A 1 Y 0 0 Q
(2). + 衰变
N n e 13
7
1 6 3 e Z A X Z A 1 Y 0 0 Q
(3). 电子俘获 (E.c)
3
天然放射性核素能够自发地放出各种射 线,从而衰变为另一种核素。
α射线：带两个正电荷的氦核
4 2
He
粒子流；
β射线：带负电荷的高速电子流；
γ射线：从原子核内放出来的电磁 波，它实际上是一束能量极高的 光子流，它的波长比X射线还要 短，穿透本领比X射线更强。
α衰变：
Z AX A Z 4 2Y2 4He Q
• 半衰期 T 与平均寿命 :
N0 2
N0eT
ln2T T ln 2
NN0et
ln2t
N0e T
t
N0[eln2]T
1t N N0[2]T
.
1 T ln2
9
4、电子的发现
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
J.J. 汤姆孙通过三个关键性的实验，得出阴极射
线应该是一种比氢原子更小的粒子，即电子。
从而结束了它究竟是以太波还是粒子流的争论。
F电 eE
F磁 evB
.
v E B
12
测定方法1：撤去磁场，测出射线在平板电场右端出口处 的横向偏转值：
S 1 at 2 2
-
S
L
F电 eE ma
荷质比：
e 2ES m L2B2
测定方法2: 撤去电场，测出射线在均匀磁场中作圆周运 动。
荷质比：
e v m rB
阴极射线粒子的“荷质比”为：
1 1p1 0e 0 1n0 0 Q
E.c
k40
19
+
-
X e Y Q A 0
Z 1
A0 Z 1 0
A 40
18 r
C 40
20 a
.
6
放射性的衰变规律：
• 指数衰变律
dN N dt
N N 0e t
dN / dt
N
衰变常数 ：一个原子核在单位时间内发生 衰变的几率 衰变常数与外界条件（温度、压力、磁场等） 几乎无关
h
Wo e
hc
e
Wo e
2.14V
v
2eV m
2 1.6 1019 2.14 9.11031
8.67 105 m s1
.
19
.
10
• 观察到阴极射线在电场中偏转
FE B
-
FB
赫兹曾经做过类似的实验，但结果是否定的。 汤姆孙设计了“汤姆孙管”，通过提高真空度的方 法，获得了肯定的结果。阴极射线在磁场中也观察 到了偏转，表现得像是带负电的粒子
• 测荷质比: e / m
FE B
-
FB
设粒子的质量为m，所带电荷为e。
电场力： 磁场力：
• 测量对象从铀盐扩展 到所有可能的矿石；
• 高精度定量化的测量。
1898年，发现“钍”类似“铀”，提出“放射性”概念
玛丽·居里（M. S. Curie，1867-1934）
• 发现了放射性元素“钋”，其放射性是铀的 几百倍。
• 发现了放射性元素“镭”，其放射性是铀的 约100万倍。提炼出了约 0.1g 纯氯化镭。
e m
2VS dL2 B 2
1.7 1011
C kg 1
.
14
• 利用云雾室测量带电粒子所带的电荷大小
发现与氢离子的带电量相当，因此质量比氢离子的 小 1000 多倍。
汤姆逊发现与阴极材料和管内气体无关
J. J. 汤姆逊由此断定： 这种粒子应是电极材料原子的基本组成部分
美国科学家密立根（R. A. Millikan，1868-1953） 在1909-1917年间利用有名 的油滴实验测得了 e 的值， 他以严谨的科学态度和追求 精确的测量而受到人们的赞 誉。
三大发现打开了微观世界的窗户，把物理学从十 九世纪的经典物理学阶段推进到二十世纪的现代物 理学阶段。
三大发现揭开了现代物理学的序幕！
作业:
习解题：：Wo5.1;h5.o3;
5h.c4;
56..663
1034 3 6.2 107
108
3.211019 J
h
1 2
mv 2
Wo
1 2
mvm2
eV
V
• 1910年完成了她的名著《论放射性》。
• 1903年，居里夫妇和贝克勒尔共享了诺贝尔物理奖。
• 1911年，又荣获了诺贝尔化学奖。
第一流人物对于时代和历史进程的意义，在道德品
质方面，也许比单纯的才智成就方面还要大，即使是后
者，它们取决于品格的程度，也许超过通常所认为的那
样。 -------------------爱因.斯坦
放射性的衰变规律：
• 放射性强度：单位时间内物质发生衰变的原子核数
Ad d N t NN 0e t A 0e t
放射性强度单位： 1居里（Ci）=3.71010次核衰变/秒 1毫居=0.001居里，1微居=0.001毫居 1贝克勒（Bq）=1次核衰变/秒
1g226Ra的放射性强度近似为1居里
.
8
放射性的衰变规律：
1.60217733(49) 10-19 库仑
1 库仑 3109 静电单位
电子的质量为：
me 9.1093897(54) 1031 kg
1895-1897的三大发现，使物理学发生了深刻的变化：
• 电子的发现否定了原子是最小物质结构单元的说法
• 过去以为除可见光外的电磁波只有无线电波、红 外线和紫外线，现在却有了波长更短的X射线和γ射 线。 • 过去以为原子是不可变的，自从发现放射性后， 原子是可变的。
• 1909年密立根油滴实验证明一切荷电物质都只 能带有e的整数倍的电量。
• 阴极射线粒子所带的电量 e 是电荷的最小单位。
电子
1917年，密立根公布的结果是：
e (4.770 0.005) 10-10 静电单位
近代精确的电子电荷量是：
e 4.8032068(15 ) 10-10 静电单位
1896年，法国物理学 家贝克勒尔（Becquerel, 1852-1908）在对一种 荧光物质（硫酸钾铀）进 行研究时发现了天然放射 线。
贝克勒尔射线
玛丽·居里（M. S. Curie，1867-1934）
居里夫人从1897年开 始直至1934年逝世的38 年科学生涯中，她以惊人 的毅力、顽强的意志、高 度的智慧全心投入放射性 研究：
.
R 226
88 a
3 2 1
R 222
86 n
5
β衰变与电子俘获：
(1). - 衰变
C N e 14
6
17 4
e Z A X Z A 1 Y 0 0 Q
(2). + 衰变
N n e 13
7
1 6 3 e Z A X Z A 1 Y 0 0 Q
(3). 电子俘获 (E.c)
3
天然放射性核素能够自发地放出各种射 线,从而衰变为另一种核素。
α射线：带两个正电荷的氦核
4 2
He
粒子流；
β射线：带负电荷的高速电子流；
γ射线：从原子核内放出来的电磁 波，它实际上是一束能量极高的 光子流，它的波长比X射线还要 短，穿透本领比X射线更强。
α衰变：
Z AX A Z 4 2Y2 4He Q
• 半衰期 T 与平均寿命 :
N0 2
N0eT
ln2T T ln 2
NN0et
ln2t
N0e T
t
N0[eln2]T
1t N N0[2]T
.
1 T ln2
9
4、电子的发现
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
J.J. 汤姆孙通过三个关键性的实验，得出阴极射
线应该是一种比氢原子更小的粒子，即电子。
从而结束了它究竟是以太波还是粒子流的争论。
F电 eE
F磁 evB
.
v E B
12
测定方法1：撤去磁场，测出射线在平板电场右端出口处 的横向偏转值：
S 1 at 2 2
-
S
L
F电 eE ma
荷质比：
e 2ES m L2B2
测定方法2: 撤去电场，测出射线在均匀磁场中作圆周运 动。
荷质比：
e v m rB
阴极射线粒子的“荷质比”为：
1 1p1 0e 0 1n0 0 Q
E.c
k40
19
+
-
X e Y Q A 0
Z 1
A0 Z 1 0
A 40
18 r
C 40
20 a
.
6
放射性的衰变规律：
• 指数衰变律
dN N dt
N N 0e t
dN / dt
N
衰变常数 ：一个原子核在单位时间内发生 衰变的几率 衰变常数与外界条件（温度、压力、磁场等） 几乎无关
h
Wo e
hc
e
Wo e
2.14V
v
2eV m
2 1.6 1019 2.14 9.11031
8.67 105 m s1
.
19
.
10
• 观察到阴极射线在电场中偏转
FE B
-
FB
赫兹曾经做过类似的实验，但结果是否定的。 汤姆孙设计了“汤姆孙管”，通过提高真空度的方 法，获得了肯定的结果。阴极射线在磁场中也观察 到了偏转，表现得像是带负电的粒子
• 测荷质比: e / m
FE B
-
FB
设粒子的质量为m，所带电荷为e。
电场力： 磁场力：
• 测量对象从铀盐扩展 到所有可能的矿石；
• 高精度定量化的测量。
1898年，发现“钍”类似“铀”，提出“放射性”概念
玛丽·居里（M. S. Curie，1867-1934）
• 发现了放射性元素“钋”，其放射性是铀的 几百倍。
• 发现了放射性元素“镭”，其放射性是铀的 约100万倍。提炼出了约 0.1g 纯氯化镭。
e m
2VS dL2 B 2
1.7 1011
C kg 1
.
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• 利用云雾室测量带电粒子所带的电荷大小
发现与氢离子的带电量相当，因此质量比氢离子的 小 1000 多倍。
汤姆逊发现与阴极材料和管内气体无关
J. J. 汤姆逊由此断定： 这种粒子应是电极材料原子的基本组成部分
美国科学家密立根（R. A. Millikan，1868-1953） 在1909-1917年间利用有名 的油滴实验测得了 e 的值， 他以严谨的科学态度和追求 精确的测量而受到人们的赞 誉。
三大发现打开了微观世界的窗户，把物理学从十 九世纪的经典物理学阶段推进到二十世纪的现代物 理学阶段。
三大发现揭开了现代物理学的序幕！
作业:
习解题：：Wo5.1;h5.o3;
5h.c4;
56..663
1034 3 6.2 107
108
3.211019 J
h
1 2
mv 2
Wo
1 2
mvm2
eV
V
• 1910年完成了她的名著《论放射性》。
• 1903年，居里夫妇和贝克勒尔共享了诺贝尔物理奖。
• 1911年，又荣获了诺贝尔化学奖。
第一流人物对于时代和历史进程的意义，在道德品
质方面，也许比单纯的才智成就方面还要大，即使是后
者，它们取决于品格的程度，也许超过通常所认为的那
样。 -------------------爱因.斯坦
放射性的衰变规律：
• 放射性强度：单位时间内物质发生衰变的原子核数
Ad d N t NN 0e t A 0e t
放射性强度单位： 1居里（Ci）=3.71010次核衰变/秒 1毫居=0.001居里，1微居=0.001毫居 1贝克勒（Bq）=1次核衰变/秒
1g226Ra的放射性强度近似为1居里
.
8
放射性的衰变规律：
1.60217733(49) 10-19 库仑
1 库仑 3109 静电单位
电子的质量为：
me 9.1093897(54) 1031 kg
1895-1897的三大发现，使物理学发生了深刻的变化：
• 电子的发现否定了原子是最小物质结构单元的说法
• 过去以为除可见光外的电磁波只有无线电波、红 外线和紫外线，现在却有了波长更短的X射线和γ射 线。 • 过去以为原子是不可变的，自从发现放射性后， 原子是可变的。
• 1909年密立根油滴实验证明一切荷电物质都只 能带有e的整数倍的电量。
• 阴极射线粒子所带的电量 e 是电荷的最小单位。
电子
1917年，密立根公布的结果是：
e (4.770 0.005) 10-10 静电单位
近代精确的电子电荷量是：
e 4.8032068(15 ) 10-10 静电单位