人教版教材高中物理第三册天然放射现象 衰变 同步习题.doc

用心爱心专心

天然放射现象衰变同步练习
天然放射现象人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的．
1896年，法国物理学家贝克勒耳(1852～1908)发现，铀和含铀的矿物能发出某种看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光．物质发射这种射线的性质，叫做放射性；具有放射性的元素，叫做放射性元素．
在贝克勒耳的建议下，玛丽·居里(1867～1934)和她的丈夫皮埃尔·居里(1859～1906)对铀和铀的各种矿石进行了深入的研究，并且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，把其中一种元素命名为钋(读作“坡”，元素符号是Po)，另一种命名为镭．
铀、钋和镭放出的射线到底是什么呢？人们用电场和磁场来研究放射线的性质．先把放射性样品由窄孔放在铅盒底上，在孔的对面放着照相底片．被放射性照射过的底片，显影后在正对着窄孔的方向上有一个暗斑．再在铅盒和底片之间放上一对电极，使电场的方向跟射线的方向垂直．把底片显影，上面就出现了三个暗斑．这说明在电场的作用下，射线分成了三束(图9-8)，其中的一束沿原来的方向前进，另外两束向相反方向偏转，表明了这两束射线是由带电粒子组成的，电荷的符号相反，无偏转的射线是电中性的．由三个暗斑的位置可知，带正电的射线偏转较小，带负电的射线偏转较大．人们把带正电的射线叫α射线，把带负电的射线叫β射线，把无偏转的射线叫γ射线．

放射线的性质卢瑟福首先根据实验研究确定了α射线的粒子——α粒子的电荷等于元电荷的两倍，它的质量是氢原子质量的4倍．这样，α粒子原来就是氦原子核．
α粒子射出的速度约为光速的十分之一，但是贯穿物质的本领很小，在空气中只能飞行几厘米，一张薄铝箔或一张薄纸就能把它挡住；不过它有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强．
研究β射线在电场和磁场中的偏转，证明了β射线是高速运动的电子流．β射线的贯穿本领很强，很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱．
γ射线的性质非常像X射线，只是它的贯穿能力比X射线大得多，甚至能贯穿几厘米厚的铅板．但它的电离作用却很小．后来，发现了γ射线在晶体上的衍射现象并测定了它的波长以后，证明了它是波长极短的电磁波，它的波长只有10-13～10-10米．
放射性元素的衰变放射性并不是少数几种元素才有的，实际上，原子序数大于83的所有天然存在的元素，它们的原子核都是不稳定的、会自发地衰变为别种元素的原子核．原子序数小于83的天然存在的元素，也有一些具有放射性．
某元素的原子核，例如铀核，放出一个α粒子后，就变成了新的原子核．我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变．在衰变中电荷数和质量数①都是守恒的．我

表示核的电荷数(可以省去下标，简写为238U，还可以简写为铀238或

是，铀238核放出α粒子变成钍234核的衰变可用下面的方程来表示：

从这个方程可以看出，方程两边的质量数和电荷数都是相同的．这种放出α粒子的衰变叫做∝衰变．

一个原子核放出一个β粒子后，它的质量数不变．因此，可以认为电子

上述的衰变可表示为：

①
这个方程两边的质量数和电荷数也是相同的．这种放出β粒子的衰变叫做β衰变．
放射性的原子核在发生α衰变或β衰变时产生的新核有的具有过多的能量(核处于激发态中)，这时它就会辐射出γ光子．因此，γ射线是伴随α射线或β射线产生的．当放射性物质连续发生衰变时，各种原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随有γ辐射，这时在放射线中就会同时有α、β和γ三种射线．
半衰期放射性元素的衰变有一定的规律．例如，氡222经过α衰变变为钋218，如果隔一定时间测定一次剩余的氡的数量，就会发现，大约每过3.8天，就有一半的氡发生了衰变．也就是说，经过第一个3.8天以后，剩有一半的氡，经过第二个3.8天以后，剩有四分之一的氡，再经过3.8天以后，就只剩有八分之一的氡了．因此，我们可以用半衰期来表示放射性元素衰变的快慢：半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间．每一种放射性元素都有一定的半衰期，不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大．例如前面说的氡222变为钋218的半衰期是3.8天，而镭226变为氡222的半衰期是1620年，铀238变为钍234的半衰期竟长达4.5×109年！
放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定的，而跟原子所处的物理状态或化学状态无关．例如，一种放射性元素，不管它是成单质存在或是成化合物存在，或者对它施加压力，或者增高它的温度，都不能改变它的半衰期．

练习三

(1)镭自发衰变为氦和氡．为什么镭被认为是一种元素而不是氦和氡的一种化合物？

①6.25g；②1.25g；
③0.625g；④2.5g．
(3)钍230