这个课题讲的是:原子核与原子其余部分有什么不同,α、β、γ 辐射是什么,如何写出平衡的核反应方程,以及如何读取计数率(count rate)数据。它位于 IGCSE 物理学习指南的后段,接在电磁感应与变压器之后。具体要求请查看 Cambridge IGCSE Physics 0625 的最新课程大纲,因为措辞和范围可能随考试年份变化。
开始之前需要具备什么?
你需要熟悉原子含有质子、中子和电子,并且电荷与质量是可以比较的性质。你还需要基本的比例运算来处理半衰期(half-life),以及仔细读表和读图的习惯。
如果电荷与场的概念不稳,先复习磁与磁场,因为 α 和 β 的偏转依赖这些知识。
一个定位例题
镭-226 有 88 个质子,核子数为 226。它放出一个 α 粒子,即含 2 个质子、核子数为 4 的氦核。
衰变后核子数:226 − 4 = 222。衰变后质子数:88 − 2 = 86。新的原子核有 86 个质子,所以是氡-222。
注意三点。变化发生在原子核内,所以元素改变了。上面的数字和下面的数字在两边各自平衡。而且整个过程与温度或化学键无关。
应该按什么顺序学这些课?
- 区分原子变化与核变化:先弄清每个过程发生在哪里,避免最常见的分类错误。
- 配平简单的核反应方程:规则明确,很容易练习。
- 用描述方式比较辐射性质:建立简答题需要的比较表。
- 解读随机的计数率数据:把半衰期、本底辐射和随机性连起来。
- 区分电离能力与穿透能力:用一个因果想法把各项性质串起来。
然后不看笔记,做综合练习。
这个课题有哪些常见陷阱?
- 把电子排布的改变和原子核衰变当成同一类事件。
- 方程中只改了上面的数字,忘了下面的数字,或相反。
- 读计数率图像时没有扣除本底辐射。
- 只说”α 最危险”,却没有说明辐射源是在体内还是体外。
- 写成”加热可以加快放射性衰变”。
怎样使用练习?
在纸上作答。只有考试会提供元素周期表或符号表时,你才可以参考。批改时按错误类型分类,而不只是记题号,再回到对应的课。可以把这些错误类型记在错题记录与重测队列里。
有些同学每一课都懂,但做综合题仍会出错。看着学生的解题过程,是我们在线上一对一物理补习中做的事情之一。