第3章 原子核反应.
C ( p, p ' )12C *
• 核转变：
出射粒子与入射粒子不同的反应。这种情况下，剩余核 不同于靶核，也就是一般意义上的核反应：A(a, b) B 如：
27
Al ( , n) P
30 60
30
P Si e
30
当出射粒子为 射线时，称这类核反应为辐射俘获。 如：
59
Co(n, ) Co
7
Li( p, ) 4He
能量达几百MeV~GeV/A (单核子能量)，放射性束流技术。
三、核反应的分类
Aa, b1 , b2 , b3,... B
弹性散射
（一）按出射粒子分类：核散射和核转变
核散射：出射粒子与入射粒子相同的核反应。 (剩余核与靶核构成相同) 非弹性散射 核转变：出射粒子与入射粒子不同的反应。 (剩余核不同于靶核) • 弹性散射： 散射前后系统的总动能相等，原子核的内部能量状态不 发生变化。一般表示式为：
稳定的原子核也可以转变为不稳定的原子核，但不能自发 产生，而是通过核反应形成。
核衰变与核反应的能级区别：
核反应过程对原子核内部结构的扰动以及牵涉到的能量变 化一般要比核衰变过程大得多。 核衰变：只涉及低激发能级，(3~4)MeV以下; 核反应：涉及高激发能，核子的分离能以上，>几百MeV。 核反应是获得原子能和放射性核的重要途径，对它的研究 具有很大的实际意义。
'
(n, n ) (n, n) ；中子非弹性散射： 中子弹性散射： 中子辐射俘获：(n, ) ； (n, p); (n, ); (n,2n)......
二、实现核反应的途径
发生核反应的条件：
原子核或其它粒子（如中子、γ光子等）必须足够接近另 一个原子核，一般须达到核力作用范围之内，即<10-12cm。
实现核反应的三个途径：
(1) 用放射源产生的高速粒子去轰击原子核。 如：1919年卢瑟福用214Po放出的α粒子去轰击氮原子核：
4 2
He ( ) N O H ( p)
§3.1 §3.2
核反应概述 核反应能
§3.3
§3.4
核反应截面与产额
核反应的三阶段描述和核反应机制
*第3.1节 核反应概述
一、核反应的含义
原子核反应：
原子核与原子核，或者原子核与其它粒子（例如中子、γ 光子等）之间的相互作用所引起的各种变化。
• 比较—原子核衰变： 不稳定核素在没有外界影响的情况下自发的发生核蜕变 的过程。 各式各样的核反应是产生不稳定原子核的最根本途径。 核反应产生的现象丰富多彩，如：轻粒子（不比α粒子 更重的粒子）引起的核反应就有几千种。因而，核反应可在 更广泛的范围内对原子核进行研究。
197
Au( p, ) Hg
198
（二）按入射粒子分类
Aa, b1 , b2 , b3,... B
分为中子核反应、带电粒子核反应和光核反应。 • 中子核反应： 入射粒子是中子的核反应。中子反应的特点： 中子不带电，与核作用时，不存在库仑位垒，能量很低 的中子就能引起核反应。 根据出射粒子的不同，中子反应有：
成都理工大学核自院
主讲教师: 田晓峰
主 要 参 考 教 材
• 核辐射物理基础
樊明武等编著 暨南大学出版社（2010年）
• 原子核物理（修订版）
卢希庭等编著 原子能出版社（2000年）
*第三章
原子核反应
前面讨论的核衰变是不稳定的原子核自发发生的转变。转 变的方向总是朝着稳定的原子核的方向发展，最后变成稳定的 原子核。
214Po
1919年，卢瑟福
7 4
(2) 第一个在加速器上实现的核反应： Li( p, ) He
p Li
7
1932年，考克拉夫和瓦耳顿
(3) 导致发现中子的反应：
Be n C
9 12
1932年，查德威克 (4) 产生第一个人工放射性核素的反应：
27Al n 30P 1934年，小居里夫妇 ,T1 / 2 2.5 min 30 30 P Si
A a A a
12
或
A(a, a) A
Hale Waihona Puke 如：质子被碳核散射，散射后的碳核仍处于基态：
C ( p, p) C
12
• 非弹性散射： 散射前后系统的总动能不相等，原子核的内部能量状态 发生变化。一般表示式为：
A a A a 或A(a, a ) A
* ' '
12
* （剩余核处于激发态）
如：质子被碳核散射，散射后的碳核处于激发态：
原子核反应的表示方式：
核反应的一般表达式为：
Aa, b1 , b2 , b3,... B
A B b1 b2
或： a
A 为靶核；a 为入射粒子；B 为剩余核；b1,b2…为出射粒子。 • 对于出射粒子为一个的情况，表达为：
Aa, bB
或：a
A Bb
二体反应
14 7 17 8 1 1
• 用放射源提供入射粒子来研 究核反应的特点：简单；入射粒 子种类很少，强度不大，能量不 高且不连续可调。（现很少用）
(2) 利用宇宙射线来进行核反应。
宇宙射线是指来自宇宙空间的高能粒子。 • 特点： 粒子能量高，最高可达1021eV（人工办法难实现）； 粒子的强度很弱，能观测到核反应的机会极小。 (3) 利用带电粒子加速器或反应堆来进行核反应。 如： p 7Li • 特点： 粒子种类多，能量范围大，且连续可调。 即
• 对于出射粒子为两个的情况，表达为：
Aa, b1 , b2 B 或：a A B b1 b2
三体反应
历史上几个著名的核反应：
(1) 第一个人工核反应： 或
14
4 2 17 1 He ( )14 N O 7 8 1 H ( p)
N ( , p) O
17
α 7.68 MeV
发现中子的核反应（1930年）：
9Be n12C ( 24He 49Be n12 6 C)
产生穿透力很强的中性粒子，当时认为是光子。 将中性粒子打在石蜡上，产生了6MeV的质子。
计算得到，产生6MeV的质子，需60MeV的光子，这样 高能的光子无法从+9Be的核反应中得到。 1932年，Chadwick重复实验，比较反冲能： n H、He、N … 证明了在+9Be核反应中产生的是质量与质子差不多的中性 粒子，称之为中子。
5重核的裂变和轻核的聚变
核聚变条件
聚变条件：原子核必须接近到原子核大小的尺 寸范围，即10-15 m！（要使原子核接近到这种程度，必须 使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力）。 实现的方法：
1．用加速器加速原子核
人工核反应：利用加速器将氘加速到所需的能量（约72KeV)， 轰击含氚的靶。这种方法引起聚变的几率极低（约百万分 之一）。
3 1 4 2 1 0
氘核的质量：mD＝2.014102u 氚核的质量：mT＝3.016050u 氦核的质量：mα＝4.002603u 中子的质量：mn=1.008665u
m mD mT (m mn ) 0.018884u
E mc 0.01884 931.5MeV E 17.59MeV
“原子弹之父” 奥本海默在核爆观测站里感到 十分震惊，他想起了印度一首古诗：“漫天奇光异 彩，有如圣灵逞威，只有一千个太阳，才能与其争 辉．我是死神，我是世界的毁灭者．”
原子弹
美国原子弹突袭广岛和长崎造成了巨大的毁 伤．在长崎投掷的原子弹爆炸后形成的蘑菇状云 团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英 里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧 生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的 53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人， 占全市37% ．
解决能源危机根本途径——核能
可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。 核聚变资源可使用几亿年。
二、核电站
水泥防护层
控制棒——镉棒
燃料棒—铀棒
减速剂
链式反应的应用—— 核电站慢中子反应堆
核能----解决能源危机的根本途径
核发电量占总发电比例最多的10个国家是：
法国 75% 立陶宛 73.1% 比利时 57. 普通炸药 铀235 外壳 氘、氚、重 氢化钾等 引爆装置 小 型 原 子 弹
第三章核反应
2 M B E B 2 M a Ea 2 M b Eb 2(2 M a Ea 2 M b Eb )1/ 2 cos M B E B M a Ea M b Eb 2( M a M b Ea Eb )1/ 2 cos E B M a Ea M b Eb 2( M a M b Ea Eb )1/ 2 cos / M B
6
出射道
4.1.5 观测量与守恒定律 物理观测量：粒子种类（粒子鉴别）、截面、能量、角度， 极化度…… 直接观测量：能量、位臵、飞行时间、飞行径迹、记数率… 核反应过程主要遵守以下几个守恒定律： 1) 电荷守恒。即反应前后的总电荷数不变。 2) 质量数守恒。即反应前后的总质量数不变。只对低能反应 适用。
Q Eb E B Ea 2 Ea Eb M a M b Mb Ma ( 1) Eb ( 1) Ea cos MB MB MB
Q方程
在入射动能已知的情况下，只要测量θ角方向的出射粒子 的动能Eb（因实验中Ea一般已知），即可求得Q值。Q方程 可用于靶核质量测量。
4.2.3 实验Q值 剩余核处于激发态时的Q值，通常称为实验Q值， 用Q’表示。设剩余核的激发能为E*，则激发态剩余 核的静止质量为 *
4.1 核反应概述
原子核与原子核，或者原子核与其它粒子 （如中子、光子等）之间的相互作用所引起的原子核的各种变 化叫做核反应。核反应与核衰变的区别：外在与自发作用的区 别；变化范围与程度相差很大。 4.1.1几个著名的核反应 第一个人工核反应：（1919）
14
N+ p O
17
14
N( ,p) O
He 4.1.4反应道 7 Li p 对一定的入射粒子和靶核，能发生的 7 6 Li+d Li(1) p 核反应过程往往不止一种。例如，能 7 量为2.5MeV的氘核轰击6Li时，可产生 Li(2) p 右边的一些反应： 6 Li+d
(完整版)原子核物理知识点归纳详解
原子核物理重点知识点第一章 原子核的基本性质1、对核素、同位素、同位素丰度、同量异位素、同质异能素、镜像核等概念的理解。
（P2）核素：核内具有一定质子数和中子数以及特定能态的一种原子核或原子。
（P2）同位素：具有相同质子数、不同质量数的核素所对应的原子。
（P2）同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比。
（P83）同质异能素：原子核的激发态寿命相当短暂，但一些激发态寿命较长，一般把寿命长于0.1s 激发态的核素称为同质异能素。
（P75）镜像核：质量数、核自旋、宇称均相等，而质子数和中子数互为相反的两个核。
2、影响原子核稳定性的因素有哪些。
（P3~5）核内质子数和中子数之间的比例；质子数和中子数的奇偶性。
3、关于原子核半径的计算及单核子体积。
（P6）R =r 0A 1/3 fm r 0=1.20 fm 电荷半径：R =（1.20±0.30）A 1/3 fm 核力半径：R =（1.40±0.10）A 1/3 fm 通常 核力半径＞电荷半径单核子体积：A r R V 3033434ππ==4、核力的特点。
（P14）1.核力是短程强相互作用力；2.核力与核子电荷数无关；3.核力具有饱和性；4.核力在极短程内具有排斥芯；5.核力还与自旋有关。
5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。
（P8）结合能：),()1,0()()1,1(),(),(2A Z Z Z A Z c A Z m A ZB ∆-∆-+∆=∆= 表明核子结合成原子核时会释放的能量。
比结合能（平均结合能）：A A Z B A Z /),(),(=ε原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功，或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。
6、关于库仑势垒的理解和计算。
（P17）1.r>R ,核力为0，仅库仑斥力，入射粒子对于靶核势能V (r )，r →∞，V (r ) →0，粒子靠近靶核，r →R ，V (r )上升，靠近靶核边缘V (r )max ，势能曲线呈双曲线形，在靶核外围隆起，称为库仑势垒。
2021高中物理 第三章 原子核 章末检测卷(教科版选修3-5)
章末检测卷(三)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．(2022·新课标Ⅱ·35(1)改编)在人类对微观世界进行探究的过程中，科学试验起到了格外重要的作用．下列说法符合历史事实的是________．A．密立根通过油滴试验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对自然放射现象的争辩，发觉了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分别出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射试验证明白在原子核内部存在质子E．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的试验，发觉了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷答案ACE解析密立根通过油滴试验，验证了物体所带的电荷量都是某一值的整数倍，测出了基本电荷的数值，选项A 正确．贝克勒尔通过对自然放射现象的争辩，明确了原子核具有简洁结构，选项B错误．居里夫妇通过对含铀物质的争辩发觉了钋(Po)和镭(Ra)，选项C正确．卢瑟福通过α粒子散射试验证明白原子的核式结构，选项D错误．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的试验，说明白阴极射线是带负电的粒子，并测出了粒子的比荷，选项E正确．2．(2022·新课标Ⅰ·35(1))关于自然放射性，下列说法正确的是________．A．全部元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透力气最强E．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线答案BCD解析自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；α、β和γ三种射线电离力气依次减弱，穿透力气依次增加，选项D正确；原子核发生衰变时，不能同时发生α和β衰变，γ射线伴随这两种衰变产生，故选项E错误．3．能源是社会进展的基础，进展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有() A.31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变C.235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n是核裂变反应D.235 92U＋10n→140 54Xe＋9438Sr＋210n是α衰变答案AC解析β衰变时释放出电子(0－1e)，α衰变时释放出氦原子核(42He)，可知选项B、D错误；选项A中一个氚核和一个氘核结合成一个氦核并释放出一个中子是典型的核聚变反应；选项C中一个U235原子核吸取一个中子，生成一个Ba原子核和一个Kr原子核并释放出三个中子是典型的核裂变反应．4．原子核A Z X与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知()A．A＝2，Z＝1 B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2答案 D解析本题考查核反应方程．由题意可知核反应方程为A Z X＋21H→42He＋11H，反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，由此可推断A＝3，Z＝2，选项D正确．5．科学家发觉在月球上含有丰富的32He(氦3)．它是一种高效、清洁、平安的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为32He＋32He―→211H＋42He.关于32He聚变下列表述正确的是()A．聚变反应不会释放能量B．聚变反应产生了新的原子核C．聚变反应没有质量亏损D．目前核电站都接受32He聚变反应发电答案 B解析该聚变反应释放了能量，是由于发生了质量亏损，A、C错；该聚变反应产生了新原子核11H，B对；目前核电站都是用重核裂变发电而不是用轻核聚变，D错．6．原子核聚变可望给人类将来供应丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出热量．这几种反应的总效果可以表示为621H―→k42He＋d11H＋210n＋43.15 MeV由平衡条件可知()A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝3答案 B解析依据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得。
高中物理教科版选修3-5教学案：第三章 章末盘点 Word版含答案
专题三
半衰期的计组成的放射性样品中，放射性元素的原子核有一半发生衰变所需的时间。
2、计算公式
N′＝N0( )n或m′＝m0( )n，其中n＝t/T。(式中N′、m′为衰变后剩余的原子数量和质量，N0、m0为衰变前原子数量和质量，n为半衰期个数，t是所用时间)。
(4)在写核反应方程时，应先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置上；然后根据质量数守恒和电荷数守恒规律计算出未知核(或未知粒子)的电荷数和质量数；最后根据未知核(或未知粒子)的电荷数确定它们是哪种元素(或哪种粒子)，并在核反应方程一般形式中的适当位置填写上它们的符号。
[例1]关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()
详细解析:选ACE密立根通过油滴实验测出了元电荷即基本电荷的数值，A项正确；贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核具有复杂的结构，卢瑟福通过α粒子散射实验确定了原子的核式结构模型，B项错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，C项正确；卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮的原子核，从中找出了新的粒子，通过测定其质量和电荷，确定该粒子为氢的原子核，证实了原子核内部存在质子，D项错误；汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况确定了阴极射线的本质是带电的粒子流，并测出了这种粒子的比荷，E项正确。
5、太阳能是由于太阳内部高温高压条件下的聚变反应产生的，下列核反应属于聚变反应的是()
图1
A. H＋ H―→ He＋ n
B. 7N＋ He―→ 8O＋ H
C. 92U＋ n―→ 54Xe＋ Sr＋10 n
D. 92U―→ 90Th＋ He
详细解析:选AA是聚变反应，B是人工转变的核反应，C是裂变反应，D是α衰变反应，故选项A是正确的。
原子物理 知识要点
原子物理 知识要点第一节 电子的发现与汤姆孙模型 1、阴极射线 2、汤姆孙的研究3. 汤姆生发现电子，根据原子呈电中性，提出了原子的葡萄干布丁模型。
第二节 原子的核式结构模型 1、粒子散射实验原理、装置 （1）粒子散射实验原理：（2）粒子散射实验装置 主要由放射源、金箔、荧光屏、望远镜几部分组成。
（3）实验的观察结果 入射的粒子分为三部分。
大部分沿原来的方向前进，少数发生了较大偏转，极少数发生大角度偏转。
2、原子的核式结构的提出三个问题：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释粒子大角度散射？（1）粒子出现大角度散射有没有可能是与电子碰撞后造成的？（2）按照葡萄干布丁模型，粒子在原子附近或穿越原子内部后有没有可能发生大角度偏转？小结：实验中发现极少数粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些粒子在原子中某个地方受到了质量、电量均比它本身大得多的物体的作用，可见原子中的正电荷、质量应都集中在一个中心上。
①绝大多数粒子不偏移→原子内部绝大部分是“空”的。
②少数粒子发生较大偏转→原子内部有“核”存在。
③极少数粒子被弹回 表明：作用力很大；质量很大；电量集中。
3、原子核的电荷与大小4.卢瑟福原子核式结构模型 第三节 波尔的原子模型卢瑟福原子核式结构学说与经典电磁理论的矛盾丹麦物理学家玻尔，在1913年提出了自己的原子结构假说。
1、玻尔的原子理论（1）能级（定态）假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。
这些状态叫定态。
（本假设是针对原子稳定性提出的）（2）跃迁假设：原子从一种定态（设能量为En ）跃迁到另一种定态（设能量为E m ）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即（h 为普朗克恒量）（本假设针对线状谱提出）（3）轨道量子化假设：原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应。
原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道的分布也是不连续的。
原子核物理-第三章
3.3 β衰变
• 由于K层电子最靠近原子核，故K层俘获几率最大，但 当 时，显然K层俘获不能发生， 而L层俘获则能发生，如202Pb和205Pb
• 轨道电子俘获所形成的子核原子，它的内层电子缺少 了一个，即产生了一个空穴，如K层俘获将使K层产生 一个空穴，从而子核原子处于不稳定的激发态，造成 L层电子跳到K层来填充该空穴并发出特征X射线，这 一射线能量为两层电子的结合能之差
3.1 放射性衰变的基本规律
• 镎系，在人造放射性核素中获得，从 241Pu开始衰变到稳定核素209Bi，系中各 放射性核素的质量数满足A=4n+1，该系 最长的母体半衰期为2.14X106a • 上述放射系中的衰变主要通过α衰变进行， 很少一部分通过β衰变，并且过程中伴随 γ射线的发射
3.1 放射性衰变的基本规律
• 因此发生β+衰变的条件为母核的原子质量比子核的原 子质量大2个电子质量
3.3 β衰变
• 轨道电子俘获的一般形式为： • 轨道电子俘获的本质是核内质子俘获电子转变成中子
• 轨道电子被俘获必须克服电子在原子中的结合能Bi，i 表示K，L，M等层，所以衰变能等于
• 因此发生第i层轨道电子俘获的条件为母核原子质量与 子核原子质量之差大于子核原子第i层电子结合能对应 的质量，即
3.2 α衰变
3.2 α衰变
• 母体向子体不同能级衰变的分支比Ri定义为衰变分强 度，分支比满足Σ Ri =1，所以总的衰变强度等于各分 强度之和
i Ri
ln 2 ln 2 Ri i T T
3.2 α衰变
• 如果母核本身是衰变产物，那么既可 能处于基态又可能处于激发态，从而 处于激发态的母核可以通过发射γ射线 退回基态再进行α衰变，或者直接进行 α衰变，后者所发射的α粒子具有很大 的能量，称为长射程α粒子，激发能越 高， α粒子的能量就越大 • 对一般的原子核，从激发态发射γ射线 的概率要大得多，只有212Po和214Po有 长射程α粒子
12.2原子核及其反应方程
§12.2原子核及其反应方程一、原子核的组成：1．天然放射现象1896年，法国物理学家发现：铀和含铀的矿物发出一种看不见的射线，这种射线能穿透黑纸而使里面的底片感光．这种现象称为现象．物质放出射线的性质叫．具有放射性的元素叫做．和她的丈夫皮埃尔居里对铀和各种含铀的矿石进行了深入的研究，最终发现了和两种放射性更强的新元素说明：放射性并不是少数几种元素才有的．研究发现，原子序数大于的所有元素，都能自发地放出射线．原子序数等于或小于的元素，有的也具有放射性．这种能自发地放射出射线的的元素叫做。
放射性的发现揭示了原子核结构的复杂性，从而促进了人类对微观结构更为深入的认识。
2．质子的发现1919年，用粒子轰击氮，结果从氮核中打出了一种粒子，这种粒子带有一个单位的电荷，其质量与原子的质量接近，后来人们又从其他原子核中打出了同样的粒子，最终人们把这种粒子称为用符号“p”表示，故确定是原子核的组成部分．3．中子的发现(1)卢瑟福的预言1920年卢瑟福提出一大胆的猜想：原子核内除了质子外，还存在一种质量与质子的质量大体相等但不带电的粒子，并认为这种不带电的中性粒子是由电子进人质子后形成的．(2)查德威克的发现验证了他的老师卢瑟福12年前的预言，原子核中确实存在着中性的、质量几乎与质子相同的粒子，并把它称为用符号“n”表示．4．原子核的组成原子核是由、构成的，质子带电，中子电．不同的原子核内质子和中子的个数(1)原子核中的三个整数①核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为，所以质子数和中子数之和叫．②核电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做．③核质量数(A)：原子核的质量等于核内和的质量的总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数．（2）原子核中的两个等式①核电荷数= 数(Z)=元素的原子序数=核外数．②质量数(A)= 数= 数+ 数．【题组一】单选：1．人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从()A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的2．最早提出原子核是由质子和中子组成的科学家是()A．贝可勒尔B．居里夫人C．卢瑟福D．查德威克3．（双选）下列说法正确的是()A．玛丽·居里首先提出原子的核式结构B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子C．查德威克在实验中发现了中子D．爱因斯坦为解释光电效应的实验现象提出了光子说4．卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据是()A．电子数与质子数相等B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些D．质子和中子的质量几乎相等射线α射线β射线γ射线物质微粒氦核电子光子γ带电情况带正电(2e )带负电(-e )不带电速度约为c 接近c c 贯穿本领小(空气中飞行几厘米)中(穿透几毫米铝板)大(穿透几厘米铅板)电离作用强次弱一、三种射线 1．α射线：α射线是高速粒子流，α粒子就是________________；α粒子的速度可以达到光速的十分之一；α射线穿透能力弱，电离能力________． 2．β射线：β射线是高速________，速度可达光速的99%；它的电离作用________，穿透能力较强． 3．γ射线：γ射线是能量很高的________，波长很短，在10－10 m 以下；它的电离作用更小，穿透能力________． 5、（双选）关于2412X ，下列说法正确的是 ( )A ．它表示一个原子B ．它表示一个原子核C ．它表示原子核中有个12质子D ．它表示原子核中有个12核子6、关于质子和中子，下列说法不正确的是 ( )A ．原子核由质子和中子组成B ．质子和中子统称为核子C ．质子带正电，中子不带电D ．质子和中子都是卢瑟福用实验发现的7．(双选)铀235的原子核符号常写成235 92U ，由此可知( )A ．铀235的原子核中有质子92个B ．铀235的原子核中有电子92个C ．铀235的原子核中有中子235个D ．铀235的原子核中有中子143个二、放射性元素的衰变：1、原子核的衰变（1） 原子核放出 或 粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。
人教版高中物理第三册核反应 核能2
核反应核能●教学目标一、知识目标1.知道原子核的人工转变及核反应的概念和规律.2.理解核能的概念，知道核反应中的质量亏损.3.知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系.二、能力目标会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能.三、德育目标认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义.●教学重点核能的概念.爱因斯坦的质能方程.●教学难点质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解.●教学方法本节以教师讲授为主，辅之以学生课堂练习.先从原子核的天然衰变引出原子核的人工转变，进而引入核反应的概念，总结出核反应遵从的规律；从核反应中的γ辐射引入核能的概念，再从核反应中的质量亏损引出爱因斯坦质能关系，最后说明在核反应中释放能量与质量亏损密切相关，给出公式ΔE＝mc2 再通过学生的课堂练习加以巩固.●教学用具无特殊教具●课时安排1课时●教学过程一、引入新课［教师提问］放射性的本质是什么？［学生回答］原子核的天然衰变.［教师提问］那能否利用人工方法使原子核发生变化呢？［学生思考］…本节课就来研究原子核人工转变所产生的核反应以及所引起的能量变化——核能.二、新课教学〔一〕核反应［教师提问］如果要人工转变原子核，那用什么办法呢？［学生猜想］用类似于炮弹的东西去轰击它，看能否把它敲开.［教师点拨］原子核那么小，用什么作“炮弹〞呢？［学生回答］只能用天然放射线中的微观粒子.［教师点拨］那α、β、γ粒子都可以作“炮弹〞吗？［学生思考］…［教师点拨］尽管β、γ粒子的速度很大，但它们的质量很小，能量也较小，它们与原子核作用时一般不能引起原子核的转变，而α粒子由于质量和能量较大，它与原子核作用时很容易使原子核发生转变，因此通常用α粒子作为“炮弹〞轰击原子核就可以使原子核实现人工转变.这个过程就是一种核反应.1.定义在核物理学中,原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应.2.原子核的人工转变〔1〕卢瑟福发现质子的核反应〔1919年〕147N+42He→178O+11H〔质子〕〔2〕查德威克发现中子的核反应〔1932年〕94Be+42He→126C+10n〔中子〕［教师点拨］在上面两个核反应中，反应前后反应物与生成物的核电荷数及质量数有什么关系？［学生回答］反应物与生成物的核电荷数及质量数总和不变，即守恒.3.核反应遵循的规律：质量数和电荷数都守恒［教师点拨］在核反应中虽然质量数守恒，但反应前后原子核的总质量并不守恒.科学家研究证明，氘核虽然由一个中子和一个质子组成，但氘核的质量并不等于一个中子和一个质子的质量之和，精确计算说明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，只有在核反应中才能明显的表现出来.4.核反应的特点：存在质量亏损核反应前后原子核的质量之差叫做质量亏损〔用Δm表示〕［教师点拨］我们知道，在化学反应中往往要伴随吸热或放热，这引起分子或原子的能量发生变化，这种能量就是我们通常所说的化学能.在核反应中也伴随能量的变化，这种能量就是核能，它要比化学能巨大的多.例如：一个中子和一个质子结合成氘核时，要放出2.2 MeV的能量，这个能量以γ光子的形式辐射出去.而两个氢原子结合成氢分子释放的化学能只不过几个电子伏.〔二〕核能1.什么是核能？与核反应相联系的一种能量.2.核能的特点：〔1〕与原子核的变化相联系，只有在核反应中才能表达出来.〔2〕核能是非常巨大的.属于非常规能源.［教师点拨］在核反应中既伴随巨大能量的释放，又伴随一定的质量亏损，这说明质量与能量之间有某种联系，爱因斯坦的相对论回答了这个问题.3.爱因斯坦质能方程相对论指出，物体的能量〔E〕和质量〔m〕之间存在着密切的关系，即E＝mc2式中 c为真空中的光速关于质能方程的理解：这个方程中c是真空中的光速，m是物体的质量，E是物体的能量.该方程说明：物体所具有的能量跟它的质量成正比.由于c2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的、质量为1 kg的物体所具有的能量为9×1016 J，这一能量相当于一个100万kW的发电厂三年的发电量.对此，爱因斯坦曾说过：“把任何惯性质量理解为能量的一种贮藏，看来要自然得多.〞物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的，但是如何使这样巨大的能量释放出来？从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化ΔE与物体的质量变化Δm的关系：ΔE=Δmc2. 4.核反应中由于质量亏损而释放的能量：ΔE=Δm c2［例题］计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量：1个质子的质量mp=1.007277 u，1个中子的质量mn=1.008665 u.组成氦核的这四个核子的总质量为4.031884 u，但氦核的质量为4.001509 u.这里u表示原子质量单位，1 u=1.660566×10-27 kg.由上述数值，可以求出氦核的质量亏损Δm=4.031884 u-4.001509 u=0.030375 u.在原子核物理学中，核子与核的质量通常都是用原子质量单位表示，而核能通常用兆电子伏表示.按质能方程可以求出1 u的质量亏损所释放的能量为931.5 MeV，所以，2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量为：ΔE=Δm c2＝0.030375×931.5 MeV =28.3 MeV.［练习］(由学生自己完成)：氘核的质量为2.013553 u，由此计算一个中子和一个质子结合成氘核时释放的核能.解：mn=1.008665 u，mp=1.007277 u.中子和质子的质量和：2.015941 u.质量亏损Δm=2.015941 u-2.013553 u=0.002388 u.释放核能ΔE=Δmc2=0.002388×931.5 MeV =2.22 MeV.注意：核能的计算中要注意单位的换算，如原子质量单位和千克的关系，焦耳和电子伏的关系.三、小结原子核既可以天然衰变，也可以人工转变，使原子核发生变化的过程叫核反应.在核反应中存在质量亏损同时伴随巨大能量的释放.这是因为自然界中物体的质量和能量间存在着一定关系：E=mc2，可见物质世界贮藏着巨大能量.问题是，如何使贮藏的能量释放出来.人类以前利用的是燃料燃烧时释放的化学能.在发生化学反应时，是原子外层电子的得失.这种情况下，人类获取的能量可以说属于原子的“皮能〞.在核反应时，可以产生较大一些的质量亏损，从而使人类获得了大得多的能量.这里的变化，属于原子核的变化，相应的能量称作原子核能.由前述二例可以看出，核反应中的质量亏损仍然是十分有限的.换句话说，即物体贮藏的能量是巨大的.迄今为止，人类所利用的能量还只是很小的一部分.如果，人类在探索中，能掌握新的方式，以产生更大的质量亏损，也就必然能够获得更为可观的能量.四、布置作业练习四2、3、4五、板书设计〔一〕核反应1.定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应.2.原子核的人工转变——用人工方法使原子核发生变化的过程.〔1〕卢瑟福发现质子的核反应〔1919年〕147N+42He→178O+11H〔质子〕〔2〕查德威克发现中子的核反应〔1932年〕94Be+42He→126C+10n〔中子〕3.核反应遵循的规律：质量数和电荷数都守恒.4.核反应的特点：质量亏损——核反应前后原子核的质量之差〔用Δm表示〕〔二〕核能1.什么是核能？与核反应相联系的一种能量.2.核能的特点：〔1〕与原子核的变化相联系，只有在核反应中才能表达出来.〔2〕核能是非常巨大的，属于非常规能源.3.爱因斯坦质能方程E＝mc2式中 c为真空中的光速4.核反应中由于质量亏损而释放的能量：ΔE=Δm c2。
第3章 4.原子核的结合能 知识点讲解汇总附练习 高中物理选修3-5 Word版含答案
4.原子核的结合能[先填空]1．结合能核子结合成原子核所释放的能量．2．质能关系(1)物体的能量与其质量的关系式E＝mc2.(2)能量计算ΔE＝Δmc2.3．质量亏损核反应中的质量减少称为质量亏损．[再判断]1．原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量．(×)2．质量亏损是因为这部分质量转化为能量．(×)3．质能方程E＝mc2表明了质量与能量间的一种对应关系．(√)[后思考]有人认为质量亏损就是核子的个数变少了，这种认识对不对？【提示】不对．在核反应中质量数守恒即核子的个数不变，只是核子组成原子核时，仿佛变“轻”了一些，原子核的质量总是小于其全部核子质量之和，即发生了质量亏损，核子的个数并没有变化．1．对质量亏损的理解质量亏损，并不是质量消失，减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了．物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写为ΔE＝Δmc2.2．核能的计算方法(1)根据质量亏损计算①根据核反应方程，计算核反应前后的质量亏损Δm.②根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2计算核能．其中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳．(2)利用原子质量单位u和电子伏特计算根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV，即ΔE＝Δm×931.5 MeV.其中Δm的单位是u，ΔE的单位是MeV.1．(多选)一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是11H＋10n→21 H＋γ，以下说法中正确的是( )A．反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和B．反应前后的质量数不变，因而质量不变C．反应前后质量数不变，但会出质量亏损D．γ光子的能量为Δmc2，Δm为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度【解析】核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形式向外释放，故正确答案为A、C、D.【答案】ACD2．(多选)关于质能方程，下列哪些说法是正确的( )【导学号：22482045】A．质量减少，能量就会增加，在一定条件下质量转化为能量B．物体获得一定的能量，它的质量也相应地增加一定值C．物体一定有质量，但不一定有能量，所以质能方程仅是某种特殊条件下的数量关系D．一定量的质量总是与一定量的能量相联系的【解析】质能方程E＝mc2表明某一定量的质量与一定量的能量是相联系的，当物体获得一定的能量，即能量增加某一定值时，它的质量也相应增加一定值，并可根据ΔE＝Δmc2进行计算，故B、D对．【答案】BD3．取质子的质量m p ＝1.672 6×10－27kg ，中子的质量m n ＝1.674 9×10－27kg ，α粒子的质量m α＝6.646 7×10－27kg ，光速c ＝3.0×108m/s.请计算α粒子的结合能．(计算结果保留两位有效数字)【解析】 组成α粒子的核子与α粒子的质量差 Δm ＝(2m p ＋2m n )－m α 结合能ΔE ＝Δmc 2代入数据得ΔE ＝4.3×10－12J.【答案】 4.3×10－12J核能的两种单位两种方法计算的核能的单位分别为“J”和“MeV”，1 MeV ＝1×106×1.6×10－19J ＝1.6×10－13J.[先填空] 1．比结合能原子核的结合能ΔE 除以核子数A ，ΔEA称为原子核的比结合能，又叫平均结合能．2．核聚变和核裂变(1)核聚变：两个轻核结合成较重的单个原子核时会释放能量，这样的过程叫核聚变．两个氘核的聚变：21H ＋21H→42He.(2)核裂变：一个重核分裂为两个(或多个)中等质量的核时释放出能量，这样的过程叫核裂变．[再判断]1．原子核的核子数越多，比结合能越大．(×) 2．比结合能越大，原子核越稳定．(√)3．由比结合能曲线可知，核聚变和核裂变两种核反应方式都能释放核能．(√) [后思考]裂变反应发生后，裂变反应生成物的质量增加还是减小？为什么？【提示】 减小．裂变反应释放大量的能量，所以发生质量亏损，反应后的质量减小．比结合能与原子核稳定的关系(1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该原子核就越稳定．(2)核子数较小的轻核与核子数较大的重核，比结合能都比较小，表示原子核不太稳定；中等核子数的原子核，比结合能较大，表示原子核较稳定.(3)当比结合能较小的原子核转化成比结合能较大的原子核时，就可能释放核能．例如，一个核子数较大的重核分裂成两个核子数小一些的核，或者两个核子数很小的轻核结合成一个核子数大一些的核，都能释放出巨大的核能．4．下列关于结合能和比结合能的说法中，正确的有( )A．核子结合成原子核时吸收能量B．原子核拆解成核子时要吸收能量C．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大D．重核与中等质量原子核相比较，重核的结合能和比结合能都大【解析】核子结合成原子核时放出能量，原子核拆解成核子时吸收能量，A错误，B 正确；比结合能越大的原子核越稳定，但比结合能越大的原子核，其结合能不一定大，例如中等质量原子核的比结合能比重核大，但由于核子数比重核少，其结合能比重核反而小，C、D选项错误．【答案】 B5．(多选)如图341所示是描述原子核核子的平均质量m与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是 ( )图341A．将原子核A分解为原子核B、C一定放出能量B．将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量【解析】因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，会出现质量亏损，故放出核能，故A正确，同理可得B、D错，C正确．【答案】AC6．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出28.30 MeV的能量，当三个α粒子结合成一个碳核时，放出7.26 MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量约为________．【解析】6个中子和6个质子可结合成3个α粒子，放出能量3×28.30 MeV＝84.9 MeV，3个α粒子再结合成一个碳核，放出7.26 MeV能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放能量为84．9 MeV＋7.26 MeV＝92.16 MeV.【答案】92.16 MeV对比结合能曲线的理解由曲线可知中等质量的核的比结合能最大，核最稳定．质量较大的重核裂变成中等质量的核要释放能量，质量较小的轻核聚变时也要释放能量．3.光的波粒二象性[先填空]1．光的散射：光在介质中与物体微粒的相互作用，使光的传播方向发生偏转，这种现象叫光的散射．蔚蓝的天空、殷红的晚霞是大气层对阳光散射形成的，夜晚探照灯或激光的光柱，是空气中微粒对光散射形成的．2．康普顿效应康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除原波长外，还发现了波长随散射角的增大而增大的谱线．X射线经物质散射后波长变长的现象，称为康普顿效应．3．康普顿的理论当光子与电子相互作用时，既遵守能量守恒定律，又遵守动量守恒定律．在碰撞中光子将能量hν的一部分传递给了电子，光子能量减少，波长变长．4．康普顿效应的意义康普顿效应表明光子除了具有能量之外，还具有动量，深入揭示了光的粒子性的一面，为光子说提供了又一例证．[再判断]1．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也具有动量．(√)2．康普顿效应进一步说明光具有粒子性．(√)3．光子发生散射时，其动量大小发生变化，但光子的频率不发生变化．(×)4．光子发生散射后，其波长变大．(√)[后思考]1．太阳光从小孔射入室内时，我们从侧面可以看到这束光；白天的天空各处都是亮的；宇航员在太空中尽管太阳光耀眼刺目，其他方向的天空却是黑的．为什么？【提示】地球上存在着大气，太阳光经大气中的微粒散射后传向各个方向；而在太空中的真空环境下，光不再散射，只向前传播．2．光电效应与康普顿效应研究问题的角度有何不同？【提示】光电效应应用于电子吸收光子的问题，而康普顿效应应用于讨论光子与电子碰撞且没有被电子吸收的问题．1．对康普顿效应的理解(1)实验现象X射线管发出波长为λ0的X射线，通过小孔投射到散射物石墨上．X射线在石墨上被散射，部分散射光的波长变长，波长改变的多少与散射角有关．(2)康普顿效应与经典物理理论的矛盾按照经典物理理论，入射光引起物质内部带电粒子的受迫振动，振动着的带电粒子从入射光吸收能量，并向四周辐射，这就是散射光．散射光的频率应该等于粒子受迫振动的频率(即入射光的频率)．因此散射光的波长与入射光的波长应该相同，不应该出现波长变长的散射光．另外，经典物理理论无法解释波长改变与散射角的关系．(3)光子说对康普顿效应的解释假定X射线光子与电子发生弹性碰撞．①光子和电子相碰撞时，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长．②因为碰撞中交换的能量与碰撞的角度有关，所以波长的改变与散射角有关．2．康普顿的散射理论进一步证实了爱因斯坦的光量子理论，也有力证明了光具有波粒二象性．1．(多选)美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长大于λ0的成分，这个现象称为康普顿效应．关于康普顿效应，以下说法正确的是 ( )A．康普顿效应说明光子具动量B．康普顿效应现象说明光具有波动性C．康普顿效应现象说明光具有粒子性D．当光子与晶体中的电子碰撞后，其能量增加【解析】康普顿效应说明光具有粒子性，B项错误，A、C项正确；光子与晶体中的电子碰撞时满足动量守恒和能量守恒，故二者碰撞后，光子要把部分能量转移给电子，光子的能量会减少，D项错误．【答案】AC2．康普顿效应证实了光子不仅具有能量，也有动量．如图431给出了光子与静止电子碰撞后电子的运动方向，则碰后光子可能沿__________方向运动，并且波长________(选填“不变”“变短”或“变长”)．图431【解析】因光子与电子在碰撞过程中动量守恒，所以碰撞之后光子和电子的总动量的方向与光子碰前动量的方向一致，可见碰后光子运动的方向可能沿1方向，不可能沿2或3方向；通过碰撞，光子将一部分能量转移给电子，能量减少，由ε＝hν知，频率变小，再根据c＝λν知，波长变长．【答案】 1 变长动量守恒定律不但适用于宏观物体，也适用于微观粒子间的作用；康普顿效应进一步揭示了光的粒子性，也再次证明了爱因斯坦光子说的正确性.[先填空]1．光的波粒二象性(1)光既具有波动性又具有粒子性，既光具有波粒二象性．光的波动性是指光的运动形态具有各种波动的共同特征，如干涉、衍射和色散等都有波动的表现．光的粒子性是指光与其他物质相互作用时所交换的能量和动量具有不连续性，如光电效应、康普顿效应等．(2)光子的能量和动量 ①能量：ε＝h ν. ②动量：p ＝hλ.(3)意义能量ε和动量p 是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的波动性的典型物理量．因此ε＝h ν和p ＝hλ揭示了光的粒子性和波动性之间的密切关系．2．光是一种概率波光波在某处的强度代表着光子在该处出现概率的大小，所以光是一种概率波． [再判断]1．光的干涉、衍射、偏振现象说明光具有波动性．(√) 2．光子数量越大，其粒子性越明显．(×)3．光具有粒子性，但光子又不同于宏观观念的粒子．(√) 4．光子通过狭缝后落在屏上明纹处的概率大些．(√) [后思考]1．由公式E ＝h ν和λ＝hp，能看出波动性和粒子性的联系吗？【提示】 从光子的能量和动量的表达式可以看出，是h 架起了粒子性与波动性之间的桥梁．2．在光的单缝衍射实验中，在光屏上放上照相底片，并设法控制光的强度，尽可能使光子一个一个地通过狭缝，曝光时间短时，可看到胶片上出现一些无规则分布的点；曝光时间足够长时，有大量光子通过狭缝，底片上出现一些平行条纹，中央条纹最亮最宽．请思考下列问题：(1)曝光时间短时，说明什么问题？【提示】 少量光子表现出光的粒子性，但其运动规律与宏观粒子不同，其位置是不确定的．(2)曝光时间足够长时，说明什么问题？【提示】大量光子表现出光的波动性，光波强的地方是光子到达的机会多的地方．(3)暗条纹处一定没有光子到达吗？【提示】暗条纹处也有光子到达，只是光子到达的几率特别小，很难呈现出亮度．1．对光的认识的几种学说在双缝干涉实验中，光子通过双缝后，对某一个光子而言，不能肯定它落在哪一点，但屏上各处明暗条纹的不同亮度，说明光子落在各处的可能性即概率是不相同的．光子落在明条纹处的概率大，落在暗条纹处的概率小．这就是说光子在空间出现的概率可以通过波动的规律来确定，因此说光是一种概率波．3．关于光的波粒二象性，下列说法中正确的是( )【导学号：22482062】A．光的频率越高，衍射现象越容易看到B．光的频率越高，粒子性越显著C．大量光子产生的效果往往显示粒子性D．光的波粒二象性否定了光的电磁说【解析】光具有波粒二象性，波粒二象性并不否定光的电磁说，只是说某些情况下粒子性明显，某些情况下波动性明显，故D错误．光的频率越高，波长越短，粒子性越明显，波动性越不明显，越不易看到其衍射现象，故B正确、A错误．大量光子的行为表现出波动性，个别光子的行为表现出粒子性，故C错误．【答案】 B4．(多选)在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上．假设现在只让一个光子能通过单缝，那么该光子( )A．一定落在中央亮纹处B．一定落在亮纹处C．可能落在亮纹处D．可能落在暗纹处【解析】根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处，是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上．当然也可能落在其他亮纹处，还可能落在暗纹处，只不过落在暗处的概率很小而已，故只有C、D正确．【答案】CD对光的波粒二象性的两点提醒1．光的干涉和衍射及偏振说明光具有波动性，而光电效应和康普顿效应是光具有粒子性的例证．2．波动性和粒子性都是光的本质属性，只是在不同条件下的表现不同．当光与其他物质发生作用时，表现出粒子的性质；少量或个别光子易显示出光的粒子性；频率高波长短的光，粒子性显著．大量光子在传播时表现为波动性；频率低波长长的光，波动性显著．对光子落点的理解1．光具有波动性，光的波动性是统计规律的结果，对某个光子我们无法判断它落到哪个位置，我们只能判断大量光子的落点区域．2．在暗条纹处，也有光子达到，只是光子数很少．3．对于通过单缝的大量光子而言，绝大多数光子落在中央亮纹处，只有少数光子落在其他亮纹处及暗纹处．。