放射性与三种射线的辨认

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射线的偏转先看电荷和场方向，穿透、电离则是另一个问题。下面是教材纸上模型，不是放射源实验操作说明。

一、知识点概念与依据

1. 放射性来自核内部变化

某些不稳定原子核自发改变内部状态，放出粒子或电磁辐射，称放射性；天然存在的放射性核素所表现的放射性称天然放射性。关键在自发核变化，不需要先有外来粒子轰击。

核能自发变成新核并发出射线，说明核也有内部结构。严格说放射性针对核素，而非某元素的全部同位素；一种元素可能同时有稳定与不稳定同位素，同一放射源也可能含多种核素，不保证每个核素都发出全部三类射线。

2. 三类射线的组成

射线	本章组成与电荷	常见教学比较
α	高速氦核流， $+2e$	电离作用较强，穿透较弱
β⁻	高速电子流， $-e$	穿透通常介于 α、γ 之间
γ	高能光子，不带电	穿透较强

这些穿透、电离比较要结合能量、材料和厚度，不是脱离条件的绝对排名，更不是可直接用于现实屏蔽设计的规格。γ 来自核能级变化，与核外电子跃迁的原子光谱来源不同。β⁻ 是电子，不能与 γ 一起归成电磁波。

3. 电场与磁场给出的线索

电场力 $\boldsymbol F=q\boldsymbol E$ ，同一电场中正负粒子受力相反。磁力 $\boldsymbol F=q\boldsymbol v\times\boldsymbol B$ ，还要同时知道速度和磁场方向。γ 不带电，在本题电磁场模型中不偏转；正、负电粒子向两侧偏转。

“左边就是 α”不是普遍规则，改变场方向或速度方向就可能交换两侧。偏转只给电荷线索，还需本题三类射线范围才能对应组成，不能只据曲率就无条件断言穿透强弱。

4. 物理发现的证据层次

汤姆孙的阴极射线研究对应电子的发现及荷质比测定，密立根油滴实验对应元电荷测量；卢瑟福 α 散射对应核式结构，其轰击氮核的研究对应质子的识别，不能把两个实验互换。

贝克勒尔研究铀盐时发现自发辐射，居里夫妇随后研究并发现钋、镭。化学研究在这里可用于分离含不同核素的物质，不等于化学反应制造了核衰变。历史核查：居里夫人的诺贝尔演讲。

二、考点方法与例题

方法：先速度，后场，最后电荷

固定原图射线入射速度，再确定给的是电场还是磁场。
电场直接按 $q\boldsymbol E$ 判断；磁场先定正电荷 $\boldsymbol v\times\boldsymbol B$ 方向，负电荷反向。
不偏转束对应 γ，再把两侧分配给 α、β⁻。
另核选项关于组成、穿透、电离的命题，不能因偏转判断对了就接受所有性质描述。

例题 01 射线在两种外场中的分束（原题）

题目

把放射源铀、钍或镭放入用铅做成的容器中，使射线只能从容器的小孔射出成为细细的一束。在射线经过的空间施加垂直于纸面的匀强磁场或水平方向的匀强电场，都可以使射线分成如图所示的A、B、C三束。则下列说法正确的是（　　）

A．若施加的是垂直纸面向里的匀强磁场，A为α射线

B．若施加的是水平向右的匀强电场，C为β射线

C．三种射线中C为高速电子流，其穿透能力最强

D．三种射线中B的电离本领最强

答案与解析

选 A。图中入射速度向上。若磁场向纸内，正电荷洛伦兹力向左，故左侧 A 是 α，右侧 C 为 β⁻，A 项正确。

若电场向右，正电荷受力向右，此时 C 应为 α，B 项把它判 β 错。两种场的分配不能直接互搬。C 项既没有普适确定右束为电子，也把电子流的穿透能力排最高，错误。中间 B 不偏转，为 γ；D 把它电离作用排最高不符本章典型比较，错误。

本题结论

同一图的左右分束要连同外场种类和方向一起判断。

例题 02 近代物理发现与对应实验（原题）

题目

下列关于近代物理相关的历史事实说法正确的是（　　）

A．汤姆逊通过油滴实验测得了元电荷的数值

B．卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子

C．居里夫人从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素

D．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核

答案与解析

按题目历史口径选 C。A 的油滴测元电荷属于密立根，不是汤姆孙。B 将 α 散射的核式结构证据与 α 轰击氮核的质子发现混淆。D 将贝克勒尔发现放射性与卢瑟福建立核式结构混淆。

C 对应居里对沥青铀矿中钋、镭的发现和分离研究；“分离”不应扩成在同一时刻已制得两种元素的纯金属单质，原题没有要求这个更强结论。