選修3-5第十九章原子核第二節(jié)放射性元素的衰變課件.ppt

1、第二節(jié) 放射性元素的衰變,第十九章 原子核,反射性物質(zhì)發(fā)射出來(lái)的射線,氦核,正電,1/10 C,強(qiáng),弱,電子,負(fù)電,9/10 C,弱,強(qiáng),電磁波,不帶電,C,無(wú),最強(qiáng),物質(zhì),電性,速度,電離本領(lǐng),穿透本領(lǐng),一、衰變,原子核放出 粒子或 粒子轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ?衰變：放出粒子的衰變，如,衰變：放出粒子的衰變，如,1.定義：,2.種類：,原子核發(fā)生衰變時(shí)，衰變前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒,衰變：,衰變：,說(shuō)明： 1.中間用單箭頭，不用等號(hào)； 2.是質(zhì)量數(shù)守恒，不是質(zhì)量守恒; 3.方程及生成物要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),不能杜撰。,3規(guī)律,衰變方程,3衰變 (演示),原子核的能量也跟原子的能量一樣，

2、其變化是不連續(xù)的，也只能取一系列不連續(xù)的數(shù)值，因此也存在著能級(jí)，同樣是能級(jí)越低越穩(wěn)定。,放射性的原子核在發(fā)生衰變、衰變時(shí)，住往蘊(yùn)藏在核內(nèi)的能量會(huì)釋放出來(lái)，使產(chǎn)生的新核處于高能級(jí)，這時(shí)它要向低能級(jí)躍遷，能量以光子的形式輻射出來(lái)，因此，射線經(jīng)常是伴隨射線和 射線產(chǎn)生的，當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時(shí)，原子核中有的發(fā)生衰變，有的發(fā)生衰變，同時(shí)就會(huì)伴隨著輻射。這時(shí)，放射性物質(zhì)發(fā)出的射線中就會(huì)同時(shí)具有、和三種射線。,4. 本質(zhì)：,衰變：原子核中2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子結(jié)合成為一個(gè)整體從核中拋射出來(lái)，發(fā)生衰變。,衰變：原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成質(zhì)子， 同時(shí)放出一個(gè)電子,射線的產(chǎn)生：射線經(jīng)常是伴隨著射線和射線產(chǎn)生的，沒(méi)有

3、衰變。,元素的放射性與元素存在的狀態(tài)無(wú)關(guān)， 放射性表明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的。,5注意：,一種元素只能發(fā)生一種衰變，但在一塊放射性物質(zhì)中可以同時(shí)放出、和三種射線。,二、半衰期(T),1.意義： 表示放射性元素衰變快慢的物理量,2.定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間 不同的放射性元素其半衰期不同,3.公式：,經(jīng)過(guò)n個(gè)半衰期(T)其剩余的質(zhì)量為：,質(zhì)量與原子個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)，故經(jīng)過(guò)n個(gè)半衰期后剩余的粒子數(shù)為：,注意：,(1)半衰期的長(zhǎng)短是由原子核內(nèi)部本身的因素決定的，與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),(2)半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對(duì)大量的原子核才適用，對(duì)少數(shù)原子核是不適用的半衰期是放射性元素原

4、子核有50發(fā)生衰變所需要的時(shí)間，這是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)單個(gè)原子核是沒(méi)有意義的。,考古學(xué)家確定古木年代的方法是用放射性同位素作為“時(shí)鐘”，來(lái)測(cè)量漫長(zhǎng)的時(shí)間，這叫做放射性同位素鑒年法,自然界中碳元素有三種同位素，即穩(wěn)定同位素12C、13C和放射性同位素14C。14C由美國(guó)科學(xué)家馬丁卡門與同事塞繆爾魯賓于1940年發(fā)現(xiàn)。14C的半衰期為5730年，14C的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面：一是在考古學(xué)中測(cè)定生物死亡年代，即放射性測(cè)年法；二是以14C標(biāo)記化合物為示蹤劑，探索化學(xué)和生命科學(xué)中的微觀運(yùn)動(dòng)。 利用宇宙射線產(chǎn)生的放射性同位素碳14來(lái)測(cè)定含碳物質(zhì)的年齡，就叫碳14測(cè)年。已故著名考古學(xué)家夏鼐先生對(duì)碳14測(cè)定考古年

5、代的作用，給了極高的評(píng)價(jià)：“由于碳14測(cè)定年代法的采用，使不同地區(qū)的各種新石器文化有了時(shí)間關(guān)系的框架，使中國(guó)的新石器考古學(xué)因?yàn)橛辛舜_切的年代序列而進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)期。,那么，碳14測(cè)年法是如何測(cè)定古代遺存的年齡呢？ 原來(lái)，宇宙射線在大氣中能夠產(chǎn)生放射性碳14，并能與氧結(jié)合成二氧化碳形后進(jìn)入所有活組織，先為植物吸收，后為動(dòng)物納入。只要植物或動(dòng)物生存著，它們就會(huì)持續(xù)不斷地吸收碳14，在機(jī)體內(nèi)保持一定的水平。而當(dāng)有機(jī)體死亡后，即會(huì)停止呼吸碳14，其組織內(nèi)的碳14便以5730年的半衰期開始衰變并逐漸消失。對(duì)于任何含碳物質(zhì)，只要測(cè)定剩下的放射性碳14的含量，就可推斷其年代。,練習(xí)1、關(guān)于、三種射線，下列說(shuō)

6、法中正確的是（ ）,A、射線是原子核自發(fā)射出的氦核，它的電離作用最弱 B、射線是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的貫穿能力 C、射線一般伴隨著或射線產(chǎn)生，它的貫穿能力最強(qiáng) D、射線是電磁波，它的電離作用最強(qiáng),C,2：如圖所示，P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，其放出的射線在電場(chǎng)的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是（ ）,BC,A、a為射線，b為射線 B、a為射線，b為射線 C、b為射線，c為射線 D、b為射線，c為射線,-,+,c,b,a,P,練習(xí)3：由原子核的衰變規(guī)律可知 ( ),C,A放射性元素一次衰變可同時(shí)產(chǎn)生射線和射線 B放射性元素發(fā)生衰變時(shí)，新核的化學(xué)性質(zhì)不變 C放射性

7、元素發(fā)生衰變的快慢不可人為控制 D放射性元素發(fā)生正電子衰變時(shí)，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1,練習(xí)4：某原子核A的衰變過(guò)程為 A B C,下列說(shuō)法正確的是（ ）,A、核A的質(zhì)量數(shù)減核C的質(zhì)量數(shù)等于5; B、核A的中子數(shù)減核C的中子數(shù)等于2; C、核A的中性原子中的電子數(shù)比原子核B的中性原子中的電子數(shù)多1; D、核A的質(zhì)子數(shù)比核C的質(zhì)子數(shù)多1。,D,思考： (鈾)要經(jīng)過(guò)幾次衰變和衰變，才能變?yōu)?(鉛)？它的中子數(shù)減少了多少？,8次 衰變，6次 衰變， 中子數(shù)減少 22個(gè).,例2：一塊氡222放在天平的左盤時(shí)，需在天平的右盤加444g砝碼，天平才能處于平衡，氡222發(fā)生衰變，經(jīng)過(guò)一個(gè)半衰期以后，欲使天平再次平衡，應(yīng)從右盤中取出的砝碼為（ ） A222g B8g C2g D4g,D,練習(xí)：在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原來(lái)靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。由圖可以判定（ ）,A、該核發(fā)生的是衰變 B、該核發(fā)生的是衰變 C、磁場(chǎng)方向一定垂直于紙面向里 D、不能判定磁場(chǎng)方向向里還是向外,a,b,BD, ,練習(xí)：靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)粒子后，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，測(cè)得粒子和反沖核軌道半徑之比為44：1，如圖所示：則（ ）,A、 粒子與反沖粒子的動(dòng)量大小相等，方向相反 B、原來(lái)放射性元素的原子核電荷數(shù)為90 C