返回

高中二年级物理

首页
首页 高中二年级物理知识 同位素 玻尔的原子理论 β衰变 半衰期 试题正文
  • 填空题
    正电子（PET）发射计算机断层显像，它的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程，15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象。根据PET原理，回答下列问题：
    （1）写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式：_____________________________
    （2）将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途
    [     ]

    A．利用它的射线
    B．作为示踪原子
    C．参与人体的代谢过程
    D．有氧呼吸
    （3）设电子质量为m，电量为q，光速为C，普朗克常数为h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=_______________________。
    （4）PET中所选的放射性同位素的半衰期应_________________。（填“长”或“短”或“长短均可”）
    本题信息：2011年0106期中题物理填空题难度一般 来源:宗萍
  • 本题答案
    查看答案
本试题 “正电子（PET）发射计算机断层显像，它的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程，15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭...” 主要考查您对

同位素

玻尔的原子理论

β衰变

半衰期

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 同位素
  • 玻尔的原子理论
  • β衰变
  • 半衰期
同位素：

如质子数相同，质量数不同（中子数不同）的核素，则互为同位素。例如氢有三种同位素，分别为氕（）、氘（）、氚（）。

玻尔的原子理论:

经典理论的困难 原子的稳定性 电子做加速运动应该辐射电磁波，逐渐减小能量和轨道半径，最终落入原子核，原子是不稳定的，与事实不符
原子光谱的分立性 电子绕核运行辐射频率应等于电子绕核运行频率，由于运行轨道的减小，辐射电磁波频率应不断变化而形成连续光谱，这与原子光谱一明线光谱不符(固定的若干种频率)
玻尔理论基础 实验基础 氢原子光谱的分立特征
理论基础 普朗克关于黑体辐射的量子论与爱因斯坦的光子说
波尔理论内容 量子化假设 ①电子的轨道是量子化的。电子运行轨道的半径不是任意的，只有半径的大小符合一定条件的轨道才是可能的。电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生电磁辐射
②原子的能量是量子化的。这些量子化的能量值叫做能级。原子中这些具有确定能量的稳定状态称为定态。能量最低的状态叫做基态，其他的状态叫做激发态
频率条件 当电子从能量较高的定态轨道(Em)跃迁到能量较低的定态轨道(En)时，会放出能量为hv的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hv=Em一En
对光谱的解释 原子光谱的分立性 通常情况下，原子处于基态，基态是稳定的，处于激发态的原子是不稳定的。原子从高能态向低能态跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差。由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是分立的。因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线
特征谱线 由于不同的原子具有不同的结构，能级各不相同，因此辐射(或吸收)的光子频率也不同，这就是不同元素的原子具有不同的特征谱线的原因
氢原子光谱线系 玻尔理论不但成功地解释了氢光谱的巴耳末系，而且对当时已发现的氢光谱的另一线系——帕邢系(在近红外区)也能很好地解释。它是电子从n=4、5、6等能级向n=3 能级跃迁时辐射出来的。此外，玻尔理论还预言了当时尚未发现的氢原子的其他光谱线系，这些线系后来相继被发现，也都跟玻尔理论的预言相符

玻尔的原子理论的成功与局限:

玻尔的原子理论第一次将量子观引入原子领域，提出定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱规律，但玻尔引入的量子化观点并不完善。在量子力学中，核外电子并没有确定的轨道，玻尔的电子轨道只不过是电子出现概率较大的地方。把电子的概率分布用图像表示时，用小黑点的稠密程度代表概率的大小，其结果如同电子在原子核周围形成的云雾，称为“电子云


β衰变:

β衰变方程：（核内）。

衰变:



半衰期:

1、放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期。
2、计算式为：，N表示核的个数，此式也可以演变成或，式中m表示放射性物质的质量，n表示单位时间内放出的射线粒子数。以上各式左边的量都表示时间t后的剩余量。
3、半衰期由核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关。

衰变次数的计算方法：

(1)根据β衰变不改变质量数，首先由质量数改变确定α衰变次数，然后根据核电荷数守恒确定β衰变次数。
(2)设放射性元素经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素，则表示该核反应的方程为
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：

以上两式联立，解得：

由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。


发现相似题
与“正电子（PET）发射计算机断层显像，它的基本原理是：将放射性...”考查相似的试题有：