2022-2022学年高中物理第4章从原子核到夸克本章优化总结精练含解析沪教版选修3-5.doc

本章优化总结
　α衰变和β衰变在磁场中轨迹的分析[学生用书P65]
1．在解决原子核的衰变问题时应把握以下三点
(1)衰变过程中，质量数、电荷数守恒．
(2)衰变过程中动量守恒．
(3)带电粒子在垂直磁场方向做匀速圆周运动时，洛伦兹力提供向心力．
2．静止的原子核发生α衰变和β衰变的规律以及它们在磁场中运动的轨迹特点如下表：
α衰变
X→Y＋He
匀强磁场中轨迹

两圆外切，
α粒子半径大
β衰变
X→Y＋e
匀强磁场中轨迹

两圆内切，β粒子半径大
　在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于天然衰变放出一个粒子而得到相内切的两条圆形轨迹，两圆半径之比为44∶1，那么该放射性元素的原子序数为多少？
[解析]　原子核放出一个粒子后，新核将受到一个反向冲量，根据动量守恒定律，新核和粒子的动量大小相等，
方向相反；设匀强磁场方向垂直纸面向里，如下图，因为两圆轨迹内切，由左手定那么可知，粒子一定带负电，即为β衰变，衰变方程为X→Y＋e，由qvB＝得R＝，可知在mv相同时，R与q成反比，设新核转动半径为R1，粒子转动半径为R2，那么＝＝＝，即＝，解得Z＝43.
[答案]　43

关于原子核在磁场中衰变形成的反冲运动问题，如果两条圆形轨迹相内切，那么一定是β衰变；如果两条圆形轨迹相外切，那么一定是α衰变．　
　关于核反响方程[学生用书P65]
1．几个重要的核反响方程
核反响式
与其相关的重要内容
U→Th＋He
α 衰变实质2H＋2n→He
Th→Pa＋e
β衰变实质n→H＋e
N＋He→O＋H
质子的发现(1919年)
卢瑟福
Be＋He→C＋n
中子的发现(1932)年
查德威克
Al＋He→P＋n
人工放射性同位素的发现
居里夫妇
P→Si＋e
正电子的发现(1934年)
居里夫妇
2.核反响遵守两个守恒：核电荷数守恒，质量数守恒．
3．核反响方程用“→〞表示核反响的方向，不能用等号；熟记常见粒子的符号，如：
He　H　n　e　e　H　H　U
4．确定衰变次数的方法　X→Y＋nHe＋me
根据质量数、核电荷数守恒得
Z＝Z′＋2n－m　A＝A′＋4n
二式联立求解得α衰变次数n，β衰变次数m.
　核反响通常是不可逆的，方程中只能用箭头符号“→〞来连接，并指示反响的方向，而不能用“＝〞连接核反响方程．
　此题中用大写字母代表原子核．E经α衰变成为F，再经β衰变成为G，再经α衰变成为H.上述系列衰变可记为下式：EFGH；另一系列衰变如下：PQRS.P是F的同位素，那么(　　)
A．Q是G的同位素，R是H的同位素
B．R是E的同位素，S是F的同位素
C．R是G的同位素，S是H的同位素
D．Q是E的同位素，R是F的同位素
[解析]　E→F＋He，F→G＋e，G→H＋He；P→Q＋e，Q→R＋e，R→S＋He.同位素具有相同的质子数和不同的中子数，由核衰变方程式中各原子核的上下标可得到R是E的同位素，S是F和P的同位素，Q是G的同位素，所以B选项正确．
[答案]　B

解决此类题一般从核衰变方程入手，正确地写出核衰变方程是解决此类题的关键．