第十四章 能源的開發和利用

這三種射線有哪些性質呢？它們的實質是什么呢？
板書：〈射線由兩種帶異種電荷的粒子和一種不帶電的中性粒子組成〉
(3)三種射線
①α射線
根據射線的偏轉方向和磁場方向的關系可以確定，偏轉較小的一束由帶正電荷的粒子組成，我們把它叫做α射線，α射線由帶正電的α粒子組成。科學家們研究發現每個α粒子帶的正電荷是電子電荷的2倍，α粒子質量大約等于氦原子的質量。進一步研究表明α粒子就是氦原子核。
板書：〈α射線的實質就是高速運動的氦核流〉
由于α粒子的質量較大，所以α射線的穿透本領最小，我們用一張厚紙就能把它擋住。
②β射線
與α射線偏轉方向相反的那束射線帶負電荷，我們把它叫做β射線。研究發現β射線由帶負電的粒子(β粒子)組成。進一步研究表明β粒子就是電子。
板書：〈β射線的實質就是高速運動的電子流〉
實驗還表明，β射線的穿透本領較強，很容易穿透黑紙，還能穿透幾厘米厚的鋁板。
③γ射線
中間不發生偏轉的那束射線叫做γ射線，研究表明，γ射線的實質是一種波長極短的電磁波，它不帶電，是中性的。
板書：〈γ射線是一種電磁波〉
γ射線的穿透本領極強，一般薄金屬板都擋不住它，它能穿透水泥墻和幾厘米厚的鉛板。
(4)γ射線的應用和防護
由于γ射線穿透性極強，照到動、植物上還能對細胞發生生物化學作用，因此在工業、農業和醫學上都有重要應用。在工業上可用它作金屬探傷，或檢查金屬板的厚度。例如，飛機、火車、輪船上的主軸是用鋼材鍛壓而成的，里面有沒有砂眼或裂縫呢？以前是用破壞法抽樣檢查的，可靠性差，又浪費材料，現改用γ射線來探查，準確度高，又不損耗材料；在農業上用γ射線來適當照射種子，能使農作物增產，還能增強某些作物的抗病能力，改良農作物的品質；在醫學上還可用γ射線作"放療"，醫治惡性腫瘤。
事物總是一分為二的，γ射線能殺死癌細胞，也能殺死正常細胞，或使正常細胞癌變，因此在使用放射性元素時，要注意射線的防護，要防止放射性物質泄漏，以免對水源、空氣和工作場所造成污染。
(5)原子核的組成
深入研究表明，放射性現象中放出的三種射線都是從放射性元素的原子核內釋放出來的，這表明原子核也有內部結構。
原子核內究竟還有什么結構？原子核又是由什么粒子組成的呢？這是個很復雜的問題，直到目前原子核內部的細微組成情況仍是科學研究的尖端項目之一。現在我們只是粗淺地、簡單地介紹原子核內部的基本組成情況。
①英國物理學家盧瑟福在1919年做核反應時發現了質子，經過研究證明，質子帶正電荷，其電量和一個電子的電量相同，它的質量等于一個電子質量的1836倍。進一步研究表明，質子的性質和氫原子核的性質完全相同，所以質子就是氫原子核。
②1932年英國物理學家查德威克又發現了中子，通過研究證明中子的質量和質子的質量基本相同，但是不帶電，是中性粒子。在對各種原子核進行的實驗中，發現質子和電子是組成原子核的兩種基本粒子。
板書：〈原子核是由質子和中子組成的〉
現在我們已經知道：氫原子核(h)最簡單，它就是一個質子，核外有一個電子繞著它轉；氦原子核(he)是由2個質子和2個中子組成的，核外有2個電子繞著它轉；鋰原子核(li)是由3個質子和4個中子組成的，核外有3個電子分兩層繞著它轉；鈹原子核(be)由4個質子和5個中子組成，核外有4個電子分兩層繞著它轉……同學們可以發現一個規律：