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物质的微观结构 第十七章 §17A 原子核式结构 1897 汤姆孙发现电子 阴极射线实验 葡萄干蛋糕模型 α粒子散射实验 轰击对象：金原子(金箔) 炮弹： α粒子 实验装置 实验猜想 实验结果： 绝大多数、少数、极少数、个别 原子的核式结构 ： 如何估算原子核的大小？ 已知点电荷形成电场中距离场源电荷中心为r的某点电势φ＝kQ/r。一个α粒子以速度v0从原子表面正对原子核入射，设粒子刚达到原子核表面时速度减为零，试估算原子核的尺寸。（原子半径为r0） 原子和原子核的大小: 原子直径数量级约为 10 –10米 原子核直径的数量级约为 10 –15米 天然放射现象 三、探测射线的仪器 二、衰变 1、原子核放出射线后变成新的原子核 衰变种类：α衰变、 β衰变 练习 人体自燃现象 人体自燃，是指身体未与外界火种接触而自行地着火燃烧。普通火灾中的死者即使在猛烈的大火中，只会是外层皮肤烧焦，自燃的死者却只剩下四肢末端，其余都烧成灰烬，而尸旁的家具和墙纸只有轻微损毁。要把人体的组织和骨骼烧为灰烬，只有在温度超过华氏3000度的高压火葬场才有可能。而至于烧焦了的尸体上仍然有未损坏的衣物或皮肉完整的残肢，是不可能的。人体自燃早在17世纪的医疗报告中就已经有所记载了。一直到20世纪，有文献记载的事例200余宗。 英国伦敦的一个晚上，19岁的波利˙列斯里在大街上散步。突然，他感到周身发热。他环身而视，发现自己的身体竟喷出火来。火瞬时在他上半身燃烧起来，难以忍受的高热和疼痛同时向他袭来。列斯里双手蒙脸，希望能保住自己的眼睛。但是火势凶猛，他的胸、背、腕都像被烙铁烫着那么疼痛，大脑有煮沸的感觉。他想奔跑，但是没跨出几步就重重地摔倒了，想不到他身上的火焰一下子又完全熄灭了。随后数分钟，钻心的疼痛又降临到他身上，列斯里咬住牙，走到了附近的医院。几星期后他终于在医生精心治疗下，痊愈出院了。 从以上数例人体自燃情况看，人体自燃都是发生在躯干和头部。这与人体任督二脉区域吻合。任督二脉闭合的腔路，好比现代核物理试验装置的闭合加速器。人体自燃是极端个别的事故，好比是电路短路，独特的原因触动了体内链式核反应。核反应的能量是可以达到3000度以上的高温的。人体中的核反应，即不同于核裂变，也不同于核聚变，是独特的先聚后裂核反应。 我们知道过量的放射性化疗、核辐射等放射性辐射会使人脱发。大学教授，科技人员等用脑量大的人，秃顶的比较多，可是他们并没有做化疗或受到核辐射，是因为他们用脑量大，消耗能量大，过量氚的放射性辐射使他们脱发-秃顶。 人体内氚化水的含量高出自然界数万倍，只有自身生产这一原因。有足够量的重水，才能产出足够多的氚水，氚足够多衰变量才能大，体内的能量功率强大，生命力也就强大。能量低到一定程度，不够维持生命所须的最低功率，生命就结束。我们激烈运动和过度劳累，感到疲倦就是所消耗的能量超过补充的能量。 人是以由碳氢化合物为主组成有机体,有足够的氚碳14等放射性元素, β衰变有足够的物质基础,β衰变放出的能量，是生命活动最根本的能源。 练习 谁发现电子？提出什么模型? 原子是什么模型？谁提出？模型的观点？ 天然放射现象谁发现的？说明了什么？ 有哪些射线？性质是什么？ 什么是衰变？哪几种形式？反应方程如何？ 练习 3、半衰期τ 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。 计算公式：表示未衰变的原子核个数（质量） 特点： 半衰期短的元素衰变得快，放射性较强。 半衰期只取决于核内部情况，与所处的物理（温度压强）、化学（单质化合物）状态无关。 注意事项： 半衰期不是周期。 表现大量原子核的统计规律，几个原子核则不讨论半衰期。 公式中N剩表示老原子核剩下的个数，而非衰变后剩下的原子核总数。 衰变速率（单位时间内衰变的个数）与考察时刻未衰变原子核总个数成正比。 §17C 原子核的组成 天然衰变：原子核自发转变新原子核。 人工转变： 人为地用高能粒子 撞击原子核，使它转变为另一种新的原子核。 常用α粒子、中子作为“炮弹”轰击其它原子核。 一、卢瑟福发现质子（人工转变1） 1、卢瑟福实验：α粒子轰击氮核 2、实验装置： 3、核反应方程： 二、查德威克发现中子（人工转变2） 1、发现中子实验： α粒子轰击铍核 2、实验装置： §17D 重核裂变、核电站 一、重核裂变 核能 裂变 链式反应及发生的条件 原子弹的制造机理以及危害性 4、链式反应条件 纯铀235 临界体积 5、原子弹的危害 冲击波 光（热）辐射 贯穿辐射 放射性污染 核能开发的历史进程 1. 1919年，英国卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，使其嬗变成氧原子。 2. 1932年，查得威克发现中子 3. 193