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4．1 原子核结构探秘
核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
知能优化训练
4．1
课标定位
课标定位
学习目标：1.了解质子和中子的发现．
2．知道原子核是由质子和中子组成的，知道原子序数、核电荷数、质量数之间的关系．
3．掌握原子核反应方程式，并体会守恒定律在核反应中的应用．
重点难点：原子核的组成；核反应方程式．
课前自主学案
一、“点金术”梦想成真
卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发生了核反应，释放出了___核．人们对多种物质进行了类似的实验，发现硼、氟、钠、铝、磷等原子核在受到α粒子轰击后也会射出___核．人们把氢核叫做____，并认为质子是原子核的组成部分．
氢
氢
质子
二、发现中子的艰难历程
卢瑟福预言了中子的存在，居里夫妇的女儿、女婿约里奥·居里夫妇利用α粒子轰击铍时，发现了一种穿透力极强的射线，他们误认为是一种γ射线，与中子的发现失之交臂．卢瑟福的学生查德威克对约里奥·居里夫妇的实验进行了更仔细的研究，发现这种射线在磁场中______偏转，不带电，又测定了它的速度不到____的十分之一，排除了γ射线，还测定了它的质量跟氢核差不多，查德威克在实验中发现，从各种元素的原子核里都能打出这种粒子，可见它就是卢瑟福所预言的中子——原子核的又一组成部分．
不发生
光速
三、原子核的组成
1．原子核的组成
原子核由__________组成，质子和中子统称为____．原子核所带的电荷量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，叫做原子核的________；而质子和中子的总数目叫做原子核的______．
质子和中子
核子
核电荷数
质量数
2．同位素
具有相同______和不同______的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素．
质子数
中子数
思考感悟
卢瑟福依据什么猜想原子核中存在着中子？
提示：元素的原子核的质量大体上是质子质量的整数倍，但原子核的电荷数仅仅是质量数的一半或更少一些．
核心要点突破
一、原子核及人类对其结构认识的历程
1．原子核的组成：原子核是由质子、中子构成的，质子带正电，中子不带电．同位素原子核内质子和中子的个数并不相同．
(1)原子核中的三个整数
核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数．
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，叫做原子核的电荷数．
质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而一个质子与一个中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数．
(2)原子核中的两个等式
核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．
质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．
2．对原子核结构的认识历程
(1)卢瑟福发现质子
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮，结果从氮核中打出了一种粒子，并测定了它的电荷量与质量，知道它是氢原子核，把它叫做质子(p)，后来人们又从其他原子核中打出了质子，故确定质子是原子核的组成部分．
(2)卢瑟福预言中子的存在
1920年卢瑟福提出了一种大胆的猜想：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入质子后形成的．
(3)查德威克发现中子
1932年查德威克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，并把它叫做中子(n)．
特别提醒：元素的化学性质是由原子核外面的电子数决定的，所以同位素具有相同的化学性质，但其物理性质一般是不同的．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1．氢有三种同位素，分别是氕(H)、(氘H)、氚(H)，则( )
A．它们的质子数相等
B．它们的核外电子数相等
C．它们的核子数相等
D．它们的中子数相等
解析：选AB.氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数相同，都为1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，所以本题A、B选项正确．
二、核反应方程
1．核反应
利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核，以产生新的原子核，这个过程叫做核反应．在核反应过程中，所放出或吸收的能量叫做反应能．
2．核反应方程的书写原则
(1)核反应方程反映的是原子核的变化，反应物和生成物都必须用原子核的符号或基本粒子的符号，原子核符号是在元素左上角写明质量数，左下角写明电荷数．由于核反应通常是不可逆的，方程中只能用箭头(→)把反应物和生成物联系起来，反应物写在箭头的左边，生成物写在箭头的右边；
(2)书写核反应方程时，遵守电荷数守恒、质量数守恒．
特别提醒：(1)书写核反应方程的依据是客观实验，因此不能认为只要配平质量数和电荷数，就可杜撰核反应方程式．(2)在书写过程中可利用质量数守恒和电荷数守恒来检查，核反应方程式书写的正确性．
图4－1－1
课堂互动讲练
原子核的组成
已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：
(1)镭核中有几个质子？几个中子？
(2)镭核所带电荷量是多少？
(3)若镭原子呈现中性，它核外有几个电子？
例1
【思路点拨】 原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．
【精讲精析】 (1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.
(2)镭核所带电荷量
Q＝Ze＝88×1.6×10－19C＝1.41×10－17 C.
(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.
【答案】 (1)88 138 (2)1.41×10－17C (3)88
【易误警示】 电荷数误认为是原子核的电荷量．质量数误认为是原子核的质量．
核反应方程
例2
【思路点拨】 首先由核反应中电荷数和质量数守恒判断未知粒子的核电荷数及质量数，然后正确写出粒子的符号，并正确标出其质量数与核电荷数．
【答案】 C
变式训练 一个原子核 X，用一个中子轰击它后，生成 Y核并放出一个质子，写出核反应方程．对于原子核 X，原子序数是多少？核内有多少个质子？多少个中子？核外有多少个电子？
知能优化训练
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4．3 让射线造福人类
核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
知能优化训练
4．3
课标定位
课标定位
学习目标：1.了解正电子的发现过程．
2．了解探测射线的仪器和方法．
3．了解放射性的应用和保护．
重点难点：射线的应用．
课前自主学案
一、人工放射性元素的发现
约里奥·居里夫妇在发现中子时错失一次良机，但后来的一个重大发现，为发现更多的放射性元素开辟了全新的途径，他们的重大发现是发现了____________．用α粒子轰击铝箔时除探测到预料中的中子，还意外地探测到了正电子．原来是α粒子轰击铝箔后，得到了一种新元素，磷的一种同位素：___，这种新元素具有正电子放射性．
放射性同位素
核反应方程是：_____________________________.
人们用原子反应堆和加速器生产的放射性同位素已达2000多种．
二、探测射线的仪器和方法
1．计数器
它的主要部分是一个计数管，外面是一支玻璃管，里面有一个______接在电源负极，这是阴极，穿过圆筒轴心的_____接电源正极，这是阳极．管里面充有低压_____气体，工作时在两极间加上的电压通常略_____管内气体的击穿电压．
铜圆筒
钨丝
惰性
低于
当射线通过管内时，会使气体发生____，产生的____和______在强电场作用下分别向阳极和阴极加速运动，与管内的气体分子发生碰撞，又使气体电离，产生了电子……，一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子和正离子，就形成一次瞬间导电，电路中形成一次____________，电子仪器把这次脉冲记录下来．
电离
电子
正离子
相当强的电流
2．云室
其结构为一个圆筒状容器，上盖透明，底部是一个可在小范围活动的____．实验时先往容器内加入少量的酒精，使容器内形成饱和汽，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度降低，酒精蒸汽达到______状态．粒子穿过该空间时，沿途使气体分子____产生离子，过饱和汽就会以这些离子为核心________________，于是显示出射线的径迹．
活塞
过饱和
电离
凝结成一条雾迹
3．乳胶照相
利用高速运动的带电粒子能使________感光的特性，可以直接用照相胶片来得到粒子的径迹．
照相底片
三、射线是把双刃剑
1．射线的应用
应用共有两个方面：一方面是作为______，另一方面是作为________．
射线源
示踪原子
2．放射性污染及其防护
在人类生活中存在着自然辐射，像空气、水、还有一些生活用品等，这类放射源的辐射都____，没有发现对人体健康有什么影响．
过强的辐射，无论是哪种射线(包括电磁辐射)都会对_______造成危害．防护方法是：远离放射源，对废弃的放射源要交给公安部门或在指定地点深埋，并要远离水源等等．
很弱
生物体
思考感悟
家用电器中，有哪些属于有辐射的电器，都是些什么辐射？
提示：电视机、电脑、微波炉、手机、电冰箱等等．电视机、电脑中除了有电磁辐射，还有X射线辐射(液晶屏除外)，其他几乎所有的家用电器都有电磁辐射．只是这些辐射的强度都很低，都在国家规定的安全范围以内．但在购买家电时一定要注意有没有国家安全质量标准认定，否则就有可能出现辐射超标的危险．
核心要点突破
一、探测射线的仪器和方法
1．探测射线常用计数器、云室、乳胶照相等仪器进行．
2．为什么云室中α粒子径迹粗而直，β粒子径迹细而弯，γ粒子径迹细而碎？
α粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗．β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，且常常发生弯曲．γ粒子的电离本领更小，一般看不到它的径迹．
特别提醒：根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质；把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，还可以知道粒子所带电荷的正负．
二、放射性同位素及其应用和防护
1．人造放射性同位素的优点
(1)放射强度容易控制；
(2)可以制成各种所需的形状；
(3)半衰期很短，废料容易处理．
2．应用
(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性.
(2)烟雾报警器的使用 ——利用射线的电离作用，增加烟雾导电离子浓度．
(3)农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死腐败细菌、抑制发芽等．
(4)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质的特性．
三、放射性的污染与防护
污染与防护 举例与措施 说明
污染 核爆炸 核爆炸的最初几秒钟辐射出来的主要是强烈的γ射线与中子流
核泄漏 核工业生产和核科学家研究中使用放射性原材料，一旦泄露就会造成严重污染
医疗照射 医疗中如果放射线的剂量过大，也会导致病人受到损害，甚至造成病人的死亡
污染与防护 举例与措施 说明
防护 密封防护 把放射源密封在特殊的包壳里，或者用特殊的方法覆盖，以防止射线泄漏
距离防护 距放射源越远，人体吸收的剂量就越少，受到的危害就越轻
时间防护 尽量减少受辐射的时间
屏蔽防护 在放射源与人体之间加屏蔽物能起到防护作用．铅的屏蔽作用最好
特别提醒：放射性的应用，一是利用放射线的特性：电离作用、穿透能力等．二是作为示踪原子．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40几种，而今天人工制成的放射性同位素已达2000多种，几乎每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面都得到了广泛的应用．带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失，其原因是( )
A．射线的贯穿作用
B．射线的电离作用
C．射线的物理、化学作用
D．以上三个选项都不是
解析：选B.验电器周围的空气在射线电离作用下被电离后变成导电气体，因此会将验电器上的电荷很快导走，故B项正确．
课堂互动讲练
放射性同位素
关于放射性同位素，以下说法正确的是( )
例1
A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样
B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素
C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法制得
D．以上说法均不对
【思路点拨】 放射性同位素是人工转变后得到的，但也存在天然的．
【精讲精析】 放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原子核，选项A、B正确；大部分放射性同位素都是人工转变后获得的，C、D错误．
【答案】 AB
如图4－3－1所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．
射线的应用
例2
图4－3－1
如果工厂生产的铝板厚度为1 mm，在α、β和γ三种射线中，哪一种对铝板的厚度控制起主要作用？为什么？
【思路点拨】 解答本题时应把握以下两点：
(1)射线能够穿透铝板．
(2)铝板厚度变化时射线强度变化明显．
【自主解答】 因为α射线的贯穿本领很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1 mm的铝板；γ射线的贯穿本领很强，能穿过几厘米厚的铅板，1 mm左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的γ射线强度变化不大；β射线的贯穿本领较强，能穿过几毫米的铝板，当铝板厚度发生变化时，透过铝板的β射线强度变化较大，探测器可明显地反映出这种变化，使自动化系统做出相应的反应．
【答案】 β射线起主要作用
变式训练 上例(2)中若发现探测器中接收到的粒子数比标准值偏多，应怎样调节两轮M、N间的距离？
解析：探测器接收的到的粒子数比标准值多，说明铝板的厚度小于1mm，故应增大两轮M、N间的距离．
答案：见解析
知能优化训练
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4．4 粒子物理与宇宙的起源
核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
知能优化训练
4．4
课标定位
课标定位
学习目标：1.了解组成物质的粒子．
2．知道粒子的分类及其作用．
3．了解宇宙起源的大爆炸假说及恒星的演化．
4．体会宏观世界和微观世界的辩证统一．
重点难点：了解组成物质的几百种粒子中的几种，知道粒子的分类及其作用．
课前自主学案
一、物质结构的更深层次
1．粒子世界
在19世纪末，人们认为____、____和____是组成物质的不可再分的最基本的粒子．用这个观点成功地解释了各种原子核的一些性质和______的一些规律，原子核中放射出电子，使人们怀疑“基本粒子”是否还基本．
20世纪中叶，科学家通过高能加速器进行实验，发现了更多的新粒子，如____、______、______、Λ子．
电子
质子
中子
核反应
μ子
K介子
π介子
参与强相互作用的粒子称为强子，像质子、中子、介子等，称为第一个粒子家族．
2．夸克
质子、中子等强子有着自己复杂的结构，它们有更为基本的成分组成，科学家认为这种成分叫夸克．到此为止已经知道了有六种夸克的存在，它们是：______、______、________、______、______和______．
上夸克
下夸克
奇异夸克
粲夸克
底夸克
顶夸克
称为第二个粒子家族的是____，如电子、μ子、τ子以及与它们相联系的中微子等；称为第三个粒子家族是媒介子，传递相互作用的粒子，如光子、传递弱相互作用的_________________以及传递强相互作用的____．
轻子
中间玻色子W±、Z0
胶子
3．加速器和粒子物理
粒子物理学研究的工具是高能______和粒子______.1989年我国建成的北京_________对撞机，使有效能量大大增高．
加速器
探测器
正负电子
二、自然界两极的奇妙汇合
1．暴胀的宇宙
宇宙起源于一次大爆炸，这种理论被称为宇宙______理论．
2．恒星的演化
恒星的最后归宿是：质量小于太阳10倍的恒星，它会演变成______，即体积很小，质量不太小的恒星；质量大于太阳10倍的恒星，会演变成______；更大质量的恒星，会演变成“____”．
大爆炸
白矮星
中子星
黑洞
3．小粒子与大宇宙
物理学的研究范围小到微观粒子，大到浩瀚的宇宙，1979年诺贝尔物理学奖得主格拉肖曾经非常形象地把大至宇观世界小至微观世界的“链条”比喻成一条咬住自己尾巴的大蛇，从尾到首依次对应于____、______、____、细胞、一直到超星系团、整个宇宙．
粒子
原子核
原子
三、物理学家的追求——统一场论
物理学家的进一步追求，就是把___相互作用、____相互作用、___相互作用、____相互作用再综合在一个统一的理论体系中．
强
电磁
弱
引力
核心要点突破
一、现代粒子理论
1．媒介子：传递各种相互作用的粒子．主要是光子和胶子，光子传递电磁相互作用，胶子传递强相互作用．强相互作用比电磁相互作用强得多．如核子之间的核力就属于强相互作用．
2．轻子：不参与相互作用的粒子．主要有电子、电子中微子、μ子和μ子中微子、τ子和τ子中微子．目前认为轻子也没有内部结构．
3．强子：参与强相互作用的粒子．主要包括质子、中子、介子和超子．强子有内部结构，由更基本的粒子——夸克组成．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
下列说法中正确的是( )
A．日前还未发现媒介子、轻子和夸克三类粒子的内部结构
B．自然界存在的能量守恒定律、动量守恒定律及电荷守恒定律，对基本粒子不适用
C．反粒子与其对应的粒子相遇时，会发生湮灭现象
D．强子是参与强相互作用的粒子，质子是最早发现的强子
解析：选ACD.媒介子、轻子和夸克在现代实验中还没有发现其内部结构，故A正确．反粒子带等量异种电荷，反粒子与其对应的粒子相遇时会发生湮灭现象，故C正确．质子是最早发现的强子，故D正确．
2．恒星的稳定期
当温度超过107 K时，氢通过热核反应成为氦，释放的核能主要以电磁波的形式向外辐射．辐射产生的向外的压力与引力产生的收缩压力平衡，这时星体稳定下来．恒星在这一阶段停留的时间最长．太阳目前正处于这一阶段的中期，要再过50亿年才会转到另一个演化阶段．
3．恒星的衰老
当恒星核心部分的氢大部分聚变为氦以后，核反应变弱，辐射压力下降，星核在引力作用下再次收缩．这时引力热能产生的热将使温度升得更高，于是发生了氦核聚合成碳核的聚变反应．类似的过程一波接一波地继续下去，出现了氧、硅，直到铁等更重要的元素．恒星在这个阶段要经历多次膨胀与收缩，光度也发生周期性的变化．
当各种热核反应都不再发生时，由热核反应维持的辐射压力也消失了．星体在引力作用下进一步收缩，中心密度达到极大．
4．恒星的归宿
恒星最终归宿与恒星的质量大小有关，当恒星的质量小于1.4倍太阳质量时，演变为白矮星；当恒星的质量是太阳质量的1.4倍～2倍时，演变为中子星；当恒星的质量更大时，演变为黑洞．
课堂互动讲练
夸克模型
例1
A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成
【自主解答】 题目中给出的信息是u夸克与d夸克的带电荷量，故应从质子带一个正电荷，中子不带电荷的角度考虑．分析知B项正确．
【答案】 B
解析：选AD.根据题目所给表格可以知道各种粒子的带电荷量，由电荷守恒定律可得A、D正确，B、C错误．
天文观测表明，几乎所有远处的恒星(或星系)都在以各自的速度背离我们而运动，离我们越远的星体，背离我们运动的速度(称为退行速度)越大；也就是说，宇宙在膨胀．不同星体的退行速度v和它们离我们的距离r成正比，即v＝Hr.
宇宙膨胀问题
例2
式中H为一常量，称为哈勃常数，已由天文观察测定．为解释上述现象，有人提出一种理论，认为宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的．假设大爆炸后各星体以不同的速度向外匀速运动，并设想我们就位于其中心，则速度越大的星体现在离我们越远．这一结果与上述天文观测一致．
由上述理论和天文观测结果，可估算宇宙年龄T，其计算式为T＝__________.根据过期观测，哈勃常数H＝3×10－2m/(s·光年)，其中光年是光在一年中行进的距离，由此估算宇宙的年龄约为________年．
【规律总结】 宇宙膨胀，这是在天文观测中所观察到的现象，题目中以宇宙膨胀为背景，给出了这一方面的研究资料及结论，通过学生自己阅读资料，进行分析，对该题才能做出正确的解答．
知能优化训练
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4．2 原子核的衰变
核心要点突破
课堂互动讲练
课前自主学案
知能优化训练
4．2
课标定位
课标定位
学习目标：1.了解天然放射现象及其规律，知道天然放射现象的原因是核的衰变．
2．知道三种射线的本质和区分方法．
3．知道α和β衰变规律，了解半衰期的概念．
重点难点：知道α射线、β射线、γ射线的本质及衰变规律．
课前自主学案
一、天然放射性的发现
物理学中把物质能自发地放射出____的现象，叫做天然放射现象；物质放出射线的性质叫做____性；具有放射性的元素，叫做______元素．
原子序数大于83的所有元素，都有放射性．能自发地放出射线的元素叫做天然放射性元素．
二、天然放射线中的“三剑客”
射线
放射
放射性
三种射线的本质和特点的比较如下表所示：
实质 速度 贯穿本领 电离本领
γ射线 电磁波：光子 光速 强，能穿透几厘米厚的铅板 很弱
三、放射性元素的衰变
1．衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化．
2．衰变形式：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为______，放出β粒子的衰变叫______，而______是伴随α射线或β射线产生的．
α衰变
β衰变
γ射线
都守恒
四、放射性元素的半衰期
放射性元素的衰变有一定的速率．放射性元素的原子核有____发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期．半衰期是表示放射性元素衰变的____的物理量．不同的放射性元素其半衰期____．
半数
快慢
不同
思考感悟
你知道考古学家确定古木年代中利用了什么物理知识吗？
提示：利用放射性同位素的半衰期作为“时钟”进行确定．
核心要点突破
一、三种射线的产生机理及偏转情况
1．三种射线的产生机理
α射线 核内两个中子和两个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来．核发生一次α衰变质子数和中子数分别减少2.
β射线 核中的中子可以转化为一个质子和一个电子，产生的电子从核中发射出来，这就是β射线，由于该电子来源于原子核，它的速度远大于阴极射线中的电子和核外绕核旋转的电子的速度．
γ射线 原子核的能量也是不连续的，同样存在着能级，能级越低越稳定．放射性原子核在发生α衰变、β衰变后产生的新核往往处于高能级，当它向低能级跃迁时，辐射γ光子．由于原子核中的能级跃迁辐射出的光子能量非常大，故γ光子的频率很大，所以波长很短.
2.在电场、磁场中偏转情况的比较
(1)在匀强电场中，α和β粒子沿相反的方向做类平抛运动，且在同样条件下，β粒子的偏移最大．
图4－2－1 图4－2－2
在同样条件下，β粒子的轨道半径最小，α粒子半径大．
特别提醒：β射线中的电子是从原子核中放出来的，并不是从原子核外面的电子放出的．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
1.如图4－2－3所示，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外．已知放射源放出的射线有α、β、γ三种．下列判断正确的是( )
图4－2－3
A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线
B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线
C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线
D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线
解析：选B.γ射线不带电，在磁场中不发生偏转，β射线带负电，α射线带正电，由左手定则可判断出甲为β射线，乙为γ射线，丙为α射线，所以B选项正确．
特别提醒：γ衰变是伴随α或β衰变而生，它并不能独立发生，所以，只要有γ衰变必有α衰变或β衰变发生．
2．不同的放射性元素，半衰期不同，甚至相差悬殊；衰变速度越快的元素，其半衰期越短．如氡—222衰变为钋—218的半衰期为3.8天，而铀—238衰变为钍—234的半衰期长达4.5×109年．
3．影响因素：半衰期由放射性元素的原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理状态(如压强、温度)或化学状态(如单质、化合物)无关，因为这些因素都不能改变原子核的结构．
特别提醒：半衰期是一个统计规律，只对大量原子核适用，对于少数个别的原子核，其衰变毫无规律，何时衰变、何时衰变一半，都是不可预知的．
即时应用(即时突破，小试牛刀)
3．(2011年高考山东理综卷改编)碘131核不稳定，会发生β衰变，经过________个半衰期75%的碘131核发生了衰变．
解析：由放射性元素经历了一个半衰期衰变总数的一半可知，共经历了两个半衰期．
答案：2
课堂互动讲练
天然放射性中的射线
对天然放射现象，下列说法中正确的是
( )
A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的
B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子
C．γ是光子，所以γ射线有可能是原子发光产生的
D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的
例1
【思路点拨】 正确地认识原子结构和原子核结构，弄清原子发光和γ衰变的区别．
【精讲精析】 α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合在一起形成一个氦核发射出来，β衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和电子，然后释放出电子，γ衰变伴随α衰变和β衰变的产生而产生．所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的．
【答案】 AD
【规律总结】 知道三种射线产生的实质和它们的特性是解答此类问题的关键．
衰变次数的计算
例2
【答案】 经过6次α衰变，4次β衰变
【规律总结】 在处理α衰变和β衰变次数的问题时，首先由开始的原子核和最终的原子核确定质量数的变化，由此得出α衰变的次数，由α衰变引起的电荷数的改变与实际电荷数的改变确定β衰变的次数．
半衰期的应用
例3
【思路点拨】 根据经过一个半衰期有一半放射性元素发生衰变列方程求解．
【答案】 B
变式训练 地球的年龄有多大？一直是科学家探究的问题，其中一种方法是利用天然放射性元素的衰变规律探测．通过对古老岩石中铀和铅含量的测定(设铀核衰变后全部变成铅核)，推算出该岩石中含有的铀是岩石形成初期的一半．铀238的相对含量随时间变化的关系如图4－2－4所示，由此可判断出( )
图4－2－4
A．铀238的半衰期为90亿年
B．地球的年龄大于45亿年
C．被测定的岩石在90亿年后的铀铅粒子数比例约为1：4
D．被测定的岩石在90亿年后的铀铅粒子数比例约1：3
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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