高三物理天然放射現象和半衰期

天然放射現象半衰期一、原子模型1.湯姆生模型（棗糕模型）湯姆生發(fā)現了電子，使人們認識到原子有復雜結構。2.盧瑟福的核式結構模型（行星式模型）α粒子散射實驗是用α粒子轟擊金箔，結果是絕大多數α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進，但是有少數α粒子發(fā)生了較大的偏轉。這說明原子的正電荷和質量一定集中在一個很小的核上。盧瑟福由α粒子散射實驗提出：在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間運動。由α粒子散射實驗的實驗數據還可以估算出原子核大小的數量級是10-15m。原子核的大小：原子半徑數量級為10-10m,原子核大小數量級為10-14m3.玻爾模型（見原子的能級躍遷）二、天然放射現象

1、天然放射現象：某些元素能自發(fā)地放出射線的現象叫做天然放射現象。這些元素稱為放射性元素。天然放射現象的發(fā)現,使人們認識到原子核也有復雜結構2、射線的種類和性質α射線—高速的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度約為光速1/10，貫穿能力最弱，電離能力最強。β射線—高速的電子流，β粒子是速度接近光速的負電子，貫穿能力稍強，電離能力稍弱。γ射線—能量很高的電磁波，γ粒子是波長極短的光子,貫穿能力最強,電離能力最弱。

3.三種射線的來源：α粒子是核內兩個質子和兩個中子抱成團一起射出。β粒子是原子核內的中子轉化成質子時放出的。γ射線經常是伴隨α射線和β射線產生的。4.三種射線在勻強磁場、勻強電場、正交電場和磁場中的偏轉情況比較：

如⑴、⑵圖所示，在勻強磁場和勻強電場中都是β比α的偏轉大，γ不偏轉；區(qū)別是：在磁場中偏轉軌跡是圓弧，在電場中偏轉軌跡是拋物線。⑶圖中γ肯定打在O點；如果α也打在O點，則β必打在O點下方；如果β也打在O點，則α必打在O點下方。

βαOαγβγ⑶⑵⑴BEEB5.三種射線的性質和實質帶電量質量數符號電離性穿透性實質來源α射線+2e4很強很小（一張普通紙）高速的氦核流(v≈0.1c)兩個中子和兩個質子結合成團從原子核中放出β射線-e0弱很強（幾毫米鋁板）高速的電子流(v≈c)原子核中的中子轉換成質子時從原子核中放出γ射線00γ很小更強（幾厘米鉛板）波長極短的電磁波原子核受激發(fā)產生的在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射線粒子運動的徑跡，而不是射線本身．α粒子的質量比較大，在氣體中飛行不易改變方向，并且電離本領大，沿途產生的離子多，所以它在云室中的徑跡直而粗．β粒子的質量小，跟氣體碰撞時容易改變方向，并且電離本領小，沿途產生的離子少，所以它在云室中的徑跡比較細，且常常發(fā)生彎曲．γ粒子的電離本領更小，一般看不到它的徑跡．6、探測射線的方法⑴威耳遜云室⑵氣泡室蓋革管的原理是某種射線粒子進入管內時，它使管內的氣體電離，產生的電子在電場中被加速，能量越來越大，電子跟管中的氣體分子碰撞時，又使氣體分子電離，產生電子……這樣，一個射線粒子進入管中后可以產生大量電子．這些電子到達陽極，陽離子到達陰極，在外電路中就產生一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數記錄下來．⑶蓋革—彌勒計數器另外，還有如閃爍計數器、乳膠照相、火花室和半導體探測器等探測器裝置①G－M計數器放大倍數很大，非常靈敏，用它來檢測放射性是很方便的．②G－M計數器只能用來計數,而不能區(qū)分射線的種類.③G－M計數器不適合于極快速的計數．④G－M計數器較適合于對β、γ粒子進行計數．三、天然衰變中核的變化規(guī)律1、衰變規(guī)律在核的天然衰變中，衰變方程式遵守的規(guī)律是質量數守恒和電荷數守恒。（1）α衰變：隨著α衰變，新核在元素周期表中位置向前移2位，即質量數-4,電荷數-2（2）衰變：隨著衰變，新核在元素周期表中位置向后移1位，即質量數不變,電荷數+1（3）衰變：隨著衰變，變化的不是核的種類,而是核的能量狀態(tài)。但一般情況下，衰變總是伴隨α衰變或衰變進行的。

2、半衰期（1）定義：放射性元素的原子核有半數發(fā)生衰變所需要的時間。（2）意義：反映了核衰變過程的統(tǒng)計快慢程度。半衰期短的元素衰變得快，放射性較強（3）特征：半衰期只與元素本身有關，與所處的物理、化學狀態(tài)及周圍環(huán)境、溫度等都無關。13.87.611.415.201/21/41/8t/天氡的衰變曲線N0（大量）個放射性元素的核，經過一個半衰期T,衰變了一半，再經過一個半衰期T，全部衰變完。事實上，N0（大量）個某種放射性元素的核，經過時間t

剩下的這種核的個數為而對于少量的核（如4個），是無法確定其衰變所需要的時間的。這實質上就是“半衰期反映了核衰變過程的統(tǒng)計快慢程度”的含義。b.若有4個放射性元素的核,經一個半衰期,將衰變2個。（4）兩種錯誤認識：006.江蘇南通08屆第一次調研測試12C12.C．（模塊3-5試題）（1）美國科研人員正在研制一種新型鎳銅長效電池，它是采用銅和半衰期長達100年的放射性同位素鎳63（）兩種金屬作為長壽命電池的材料，利用鎳63發(fā)生一次b

衰變變成銅（Cu），同時釋放電子給銅片，把鎳63和銅片做電池兩極．則鎳63的衰變方程是

，銅片是該電池的

（選填“正極”或“負極”）．解：鎳63的衰變方程為負極035.廣東茂名市2007年第二次?？?2．據調查每年有280萬人直接或者間接死于裝修污染，裝修污染已經被列為“危害群眾最大的五種環(huán)境污染”之一。目前，在居室裝修中經常用到的花崗巖、大理石等裝修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有鈾、釷的花崗巖等巖石會釋放出放射性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會導致細胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據有關放射性知識可知，下列說法正確的是：()A．氡的半衰期為3.8天，若取4個氡核，經過7.6天就只剩下一個氡原子核了B．β衰變所釋放的電子是原子核中的中子轉化為質子和電子所產生的C．γ射線一般伴隨著α或β射線產生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，電離能力也最強D．發(fā)生α衰變時，生成核與原來的原子核相比，中子數減少了4Bgk004.2008年高考物理上海卷3A3A．1911年盧瑟福依據

粒子散射實驗中

粒子發(fā)生了_______（選填“大”或“小”）角度散射現象，提出了原子的核式結構模型。若用動能為1MeV的

粒子轟擊金箔，其速度約為_____________m/s。（質子和中子的質量均為1.67

10－27kg，1MeV＝106eV）大6.9

106

盧瑟福在α粒子散射實驗中發(fā)現了大多數α粒子沒有大的偏轉,少數發(fā)生了較大的偏轉,盧瑟福抓住了這個現象進行分析，提出了原子的核式結構模型解析：067.廣州市重點中學07～08學年度第三次質檢44．如圖甲是α、β、γ三種射線穿透能力的示意圖，圖乙是工業(yè)上利用射線的穿透性來檢查金屬內部的傷痕的示意圖，請問圖乙中的檢查是利用了哪種射線？()A.α射線

B.β射線

C.γ射線

D.三種射線都可以鋼板計數器乙

射線混凝土鋁紙γ射線β射線甲Cgk012.2008年高考理綜寧夏卷33(1)33、⑴（6分）[物理─選修3－5]天然放射性元素經過

次α衰變和

次β衰變，最后變成鉛的同位素

.（填入鉛的三種同位素、、中的一種）84gk005.2008年高考江蘇卷12C.(3)12.C⑶（選修模塊3—5）約里奧·居里夫婦因發(fā)現人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學獎，他們發(fā)現的放射性元素衰變成的同時放出另一種粒子,這種粒子是

.

是的同位素,被廣泛應用于生物示蹤技術.1mg隨時間衰變的關系如圖所示，請估算4mg的經多少天的衰變后還剩0.25mg?t/day10203040506000.00.20.40.60.81.0m/mg正電子答：t＝56天（54～58天）解見下頁由核反應過程中電荷數和質量數守恒可寫出核反應方程：可知這種粒子是正電子。由圖象可知的半衰期為14天，4mg的衰變后還剩0.25mg經歷了4個半衰期，所以為56天。解析：15．一個氡核衰變成釙核并放出一個粒子，其半衰期為3.8天。1g氡經過7.6天衰變掉氡的質量以及衰變成的過程放出的粒子是（）gk007.2008年高考理綜天津卷15A．0.25g，a粒子 B．0.75g，a粒子C．0.25g，β粒子 D．0.75g，β粒子【解析】

經過了兩個半衰期，1g的氡剩下了0.25g，衰變了0.75g，根據核反應方程的規(guī)律，在反應前后的質量數和荷電荷數不變，可得出是a粒子，所以B正確。Bgk011.2008年高考物理海南卷19(1)19、模塊3－5試題⑴（4分）某考古隊發(fā)現一古生物骸骨.考古專家根據骸骨中的含量推斷出了該生物死亡的年代.已知此骸骨中的含量為活著的生物體中的1/4，的半衰期為5730年．該生物死亡時距今約

年．1.15×104【解析】該核剩下1/4，說明正好經過兩個半衰期時間，故該生物死亡時距今約2×5730年=11460年。gk004.2008年高考物理上海卷2B2B．放射性元素的原子核在

衰變或

衰變生成新原子核時，往往會同時伴隨著___________輻射。已知A、B兩種放射性元素的半衰期分別為T1和T2，t＝T1

T2時間后測得這兩種放射性元素的質量相等，那么它們原來的質量之比mA:mB＝_________。

解析：

放射性元素的原子核在α衰變或β衰變生成新原子核時,往往以

光子的形式釋放能量，即伴隨

輻射根據半衰期的定義，經過t＝T1·T2時間后剩下的放射性元素的質量相同，則；/u/5028959491hwh31jyc己嘴里還咬著裳兒捂的溫暖小栗子，又怎么氣得起來呢？裳兒已經咬到了蘇小橫耳朵邊：“爺爺，那銀子丟失的秘密，是不是被大哥找出來了？”到底哪里露出了線索，居然被她一口就猜中！蘇小橫只好承認，明遠已告全功。然后，裳兒是不是要急著問，賊子到底是怎么偷的？呵不！等到蝶宵華上完這堂課，再問細節(jié)也來得及?，F在裳兒已經滿足了少女心中最大的好奇，甜甜在蘇小橫耳朵邊上道：“真的是他耶！爺爺，我要不是非嫁皇上不可，真想嫁給大哥！”說完了就笑著跳開，笑得那么清亮、那么頑皮得動人。誰看到她笑成這樣，都會特別想知道她跟蘇小橫講了什么，可她一定不會坦白出來的。因為她已經被蝶宵華教得很壞很壞了，知道越是有秘密的女孩子、越是能吊男人的胃口、也就越能把男人牽著鼻子走。于是蘇小橫也只好向蝶宵華聳聳肩、攤攤手，表示：這姑娘，我可對付不了啦！還是留給你教吧。他真的起身，背起手，走了，留蝶宵華和裳兒獨處，倒是放心！第五十七章早露用心在宴前(1)裳兒恭送了蘇小橫，回頭請問蝶宵華：“我們今天上什么課呢，師父？”蝶宵華吃