α、β、γ 辐射是不稳定原子核放出的三种射线。它们的组成、电荷、能走多远以及被什么挡住各不相同。考试答案通常要你比较它们,所以脑海里有一张清晰的表,比三段互不相关的文字更有用。
这一课建立在配平核反应方程的基础上,并为原子与原子核模型中的电离能力一课做铺垫。
三种辐射怎样比较?
| 性质 | α 辐射 | β⁻ 辐射 | γ 辐射 |
|---|---|---|---|
| 是什么 | 氦核:2 个质子和 2 个中子 | 来自原子核的高速电子 | 电磁波 |
| 电荷 | 正电(+2) | 负电(−1) | 无 |
| 质量 | 相对较大 | 很小 | 无 |
| 通常被什么挡住 | 一张纸,或几厘米空气 | 几毫米铝片 | 不能完全挡住;厚铅或厚混凝土可大幅减弱 |
| 电离作用 | 强 | 较弱 | 弱 |
| 在电场或磁场中偏转 | 会,偏转较小 | 会,偏转明显,方向与 α 相反 | 不会 |
挡住辐射的材料和在空气中的射程只是参考值,具体数值取决于辐射源的能量。答题时按 α、β、γ 的顺序写。
“比较”题怎样作答?
说出性质,并在同一句话里写出差别。“α 被一张纸挡住,而 γ 只能被厚铅减弱”是比较。“α 被纸挡住。γ 被铅减弱。”只是把比较的工作留给了考官。
要用连接词:“而”、“但是”、“比……更”、“比……更少”。
例题
测试一个辐射源。以下结果来自一个虚构实验:
- 在探测器前放一张纸,计数率没有减少。
- 放一片 3 mm 铝片,计数率降到本底水平。
- 磁场使这种辐射偏转。
第 1 步,穿透力。 纸挡不住它,所以不是 α。
第 2 步,吸收体。 铝片能完全挡住它,所以不是 γ。γ 只会被厚铅减弱。
第 3 步,场。 它发生偏转,所以带电。这符合 β 粒子。
结论: 这种辐射是 β。说明为什么排除另外两种,是答案里得分的关键。
要留意的错误
错误答案: “γ 在磁场中会偏转,因为它能量很高。”
能量不等于电荷。γ 射线是不带电的电磁波,所以磁场或电场不能使它偏转。偏转需要带电粒子。
第二个失误是写 α “最强大”,因为它又大又重。它的电离作用最强,但射程最短。“强大”太含糊,不能得分,所以要写出具体是哪项性质。
自我检测
1. 写出 α 粒子与 β 粒子的两个不同点。
显示答案
α 粒子带正电、质量相对较大(氦核),而 β 粒子带负电、质量很小(高速电子)。α 被一张纸挡住,而 β 能穿过纸,需要几毫米铝片才能挡住。
2. 某种辐射不被磁场偏转,且 3 mm 铝片只能使它略微减弱。它可能是哪种辐射?为什么?
显示答案
γ。它不偏转,所以不带电;薄铝片几乎不影响它,符合穿透力很强的电磁波。
3. 判断对错:“一块厚铅板能完全挡住所有 γ 射线。”并说明。
显示答案
错。铅会减弱 γ 射线的强度,越厚减弱越多,但仍可能有部分 γ 射线穿过。我们说 γ 是被减弱,而不是被挡住。
接下来学什么
这些性质是读懂例题这类实验的工具。下一步是解读随机的计数率数据。之后综合练习会把比较和计算放在一起检验。
如果你的比较在脑中是对的,写在纸上却含糊,我们的老师可以在线上一对一物理补习中和你一起逐句修改。