射線檢測理論RT-II.ppt

《射線檢測理論RT-II.ppt》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、第一章射線檢測的物理基礎(chǔ)黃新超河南省鍋爐壓力容器安全檢測研究院2009年5月第一節(jié)原子與原子結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)原子和原子核結(jié)構(gòu)理論了解射線產(chǎn)生的機(jī)理一、元素與原子1、元素是具有相同質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))的同一類原子的總稱。元素又稱化學(xué)元素，指自然界中一百多種基本的金屬和非金屬物質(zhì)。一些常見元素的例子有氫，氮和碳。到目前為止，總共有118種元素被發(fā)現(xiàn)，其中94種是天然存在的，人工制造的有10多種。2、原子的概念:定義：是元素的具體存在，是體現(xiàn)元素性質(zhì)的最小微粒，由原子核和核外電子構(gòu)成。在化學(xué)反應(yīng)中，原子的種類和性質(zhì)不發(fā)生變化。3、原子的構(gòu)成:原子是由原子核和核外電子所構(gòu)成

2、。電子圍繞原子核作行星運(yùn)動；電子在一定軌道上繞核運(yùn)動。原子是有質(zhì)量、有尺寸的一種粒子。質(zhì)量：幾乎集中在原子核內(nèi)，核的密度非常大！如果：把核集中在的體積內(nèi)，那么：這的體積內(nèi)核的總重量為噸！（一萬萬噸?。┐笮。涸影霃絚m數(shù)量級。原子核半徑cm數(shù)量級。如果：核的半徑為1mm電子------------------------------（約100米）倍電荷：原子核帶正電；電子帶負(fù)電；原子為中性。構(gòu)成：原子核（質(zhì)子+中子）+電子數(shù)量關(guān)系：原子量=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)A=Z+N質(zhì)子數(shù)Z=核的正電荷數(shù)=電子數(shù)=原子序數(shù)例：Co6060=27+33Ir192192=77+1

3、15Se7575=34+414、原子結(jié)構(gòu)理論---玻爾理論（玻爾模型）20世紀(jì)初二種不同的原子結(jié)構(gòu)模型1903年：湯姆森假設(shè)：核子與電子在原子內(nèi)均勻分布1911年：盧瑟福模型：行星分布α散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆森假設(shè)肯定了盧瑟福模型，盧瑟福模型不完善。1913年玻爾提出了比較完善的原子結(jié)構(gòu)模型---玻爾模型.玻爾理論（玻爾模型）的要點(diǎn)：（1）原子中的電子沿著圓形軌道繞核運(yùn)行，各條軌道有不同的能量狀態(tài)，叫做能級，各能級的能量都是確定的。原子的能級是不連續(xù)的，E1、E2、E3.....En。正常情況下電子總是在能級最低的規(guī)道上運(yùn)行，這時的原子狀態(tài)稱為基態(tài)。（2）原子

4、從一個能量為En的能級躍遷到Em能級時，它發(fā)射（或吸收）單色的輻射，其頻率υ決定于下列關(guān)系式（稱為玻爾頻率條件）：hυ=En-EmEn、Em分別為較高、較低能級的能量值。5、玻爾理論中的幾個概念：基態(tài)：原子處于最低能量的狀態(tài)稱為基態(tài)，是穩(wěn)定狀態(tài)；激發(fā)態(tài)：電子獲得能量從低能級軌道進(jìn)入高能級軌道，該過程稱為激發(fā)；此時原子處于高能量狀態(tài)，稱為激發(fā)態(tài)，激發(fā)態(tài)是不穩(wěn)定的狀態(tài)；原子的狀態(tài)特性：任何不穩(wěn)定狀態(tài)的原子必將自動的回到穩(wěn)定狀態(tài)即回到基態(tài)；該過程將釋放出原子高于基態(tài)的能量，即產(chǎn)生輻射。釋放能量的過程可以一次回到基態(tài)，也可以逐次回到基態(tài)；躍遷：電子從一個軌道向另一

5、個軌道的運(yùn)動，稱為躍遷（包括從低到高；或從高到低的運(yùn)動）；能級：用平行線表示核外電子所處的能量級別稱為能級，外殼層能級最高，但外殼層上的電子結(jié)合能最低。KLMNe-高能級低能級二原子核1、原子核的結(jié)構(gòu)精確的結(jié)構(gòu)模型自今尚未建立多種模型并存的狀態(tài)：殼層模型，液滴模型...、2、原子核的構(gòu)成不同數(shù)量的質(zhì)子和不同數(shù)量的中子構(gòu)成不同性質(zhì)（元素）的原子核原子的原子量A代表該原子的原子核的質(zhì)子和中子的總和:A=Z+N3、原子核的電荷正電荷=原子序數(shù)Z4、原子核的半徑cm5、原子核的質(zhì)量原子核的質(zhì)量>>電子的質(zhì)量;原子的質(zhì)量?原子核的質(zhì)量6、核的穩(wěn)定性核的穩(wěn)定性取決于質(zhì)

6、子與中子數(shù)量的組合；采用人工的方法，以中子或質(zhì)子作為炮彈轟擊原子核，從而改變核內(nèi)質(zhì)子或中子的數(shù)目，便可以制造出新的核素，也可以使穩(wěn)定的核變?yōu)椴环€(wěn)定的核。7、核的能量原子核的能量也是呈不連續(xù)的分布，也存在低能級、高能級、基態(tài)、激發(fā)態(tài)等8、核內(nèi)的幾種作用力庫侖力：帶正電的質(zhì)子存在庫侖斥力。核力：與庫侖力相比是非常強(qiáng)大的力，存在于質(zhì)子和中子間，是核穩(wěn)定性的重要因素核力的性質(zhì)：（1）核力與電荷無關(guān)；（2）核力是短程力；（3）核力?100x庫侖力，是強(qiáng)相互作用力；（4）核力促成核子的二種結(jié)合形式成對結(jié)合：質(zhì)子+中子對對結(jié)合：一對質(zhì)子+一對中子三、元素及元素周期律1、

7、元素的概念（1）定義：是具有相同質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))的同一類原子的總稱。例如：所有1個核電荷數(shù)的原子稱為氫元素，所有8個核電荷數(shù)的原子稱為氧元素...（2）元素符號:表示某種元素的一個符號A：原子量（原子質(zhì)量數(shù)）。Z：原子序數(shù)：原子在元素周期表中的排列序號。原子核所帶的正電荷數(shù)。2、同位素質(zhì)子數(shù)相同而質(zhì)量數(shù)不同的元素稱為同位素。如：氫元素有三種原子：同位素分穩(wěn)定的和不穩(wěn)定的，不穩(wěn)定的同位素稱為放射性同位素。3、元素周期律1869門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期律自然定律:玻爾理論對元素周期律的科學(xué)解釋元素周期律揭示了：元素的性質(zhì)是隨著元素原子序數(shù)的增加而呈現(xiàn)出周期性的變

8、化，這一變化的原因是它們的原子結(jié)構(gòu)隨著原子序數(shù)的增加而呈現(xiàn)周期變化