高二物理 選修3-5 19.2 原子核的衰變

1、聽說過“點石成金”的傳說嗎？,類似于“點石成金”的事一直就在自然界中進行著，這就是伴隨著天然放射現(xiàn)象發(fā)生的“衰變”。,19.2 原子核的衰變,教學目標 1.了解天然放射現(xiàn)象(放射性、放射性元素) 2.了解放射性元素的衰變,知道三種射線的性質和特點 3.知道放射性元素衰變的統(tǒng)計規(guī)律,理解半衰期描述衰變速度 重點:放射性元素的衰變規(guī)律 難點:三種射線的性質和特點,一、衰變,原子核放出粒子或粒子轉變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儭?衰變：放出粒子的衰變，如,1.定義：,2.種類：,90,234,衰變：放出粒子的衰變,91,234,原子核發(fā)生衰變時，衰變前后的電荷數(shù)和質量數(shù)都守恒。,衰變：,衰變：,4.

2、幾點說明： 原子核放出粒子或粒子，并不表明原子核內有粒子或粒子（粒子是電子流，而原子核內不可能有電子存在）。 核反應過程一般都是不可逆的，所以核反應方程式只能用單向箭頭表示反應方向，不能用等號連接。,3規(guī)律：,衰變方程,核反應的生成物一定要以實驗為基礎，不能憑空只依靠兩個守恒杜撰出生成物來寫核反應方程。 核反應中遵循質量數(shù)守恒而不是質量守恒，核反應過程前后的總質量一般會發(fā)生變化（質量虧損）而釋放核能。 當放射性物質發(fā)生連續(xù)衰變時，原子核中有的發(fā)生衰變，有的發(fā)生衰變，同時伴隨著輻射。,5.粒子和粒子衰變的實質,衰變實質：在放射性元素的原子核中，2個中子和2個質子結合得比較緊密，有時會作為一個整體

3、從較大的原子核中拋射出來，這就是放射性元素發(fā)生的衰變現(xiàn)象。粒子實質就是氦核。,衰變的實質：衰變是原子核中的一個中子轉化成一個電子和一個質子，即粒子放射出去，同時還生成一個質子留在核內，使得新核核電荷數(shù)增加1。,衰變轉化方程：,5.粒子和粒子衰變的實質,射線是發(fā)生或衰變過程中伴隨而生，而粒子是不帶電的粒子，這是由于原子核的能量也跟原子的能量一樣，其變化是不連續(xù)的，也只能取一些列不連續(xù)的數(shù)值，因此也存在著能級，同樣是能級越低越穩(wěn)定。放射性的原子核在發(fā)生衰變或衰變時，蘊藏在核內的能量會釋放出來，使產生的新核處于高能級，這時它要向低能級躍遷，能量以光子的形式輻射出來。因此射線并不影響原子核的核電荷數(shù)，

4、故射線不會改變元素在周期表中的位置。但射線是伴隨著衰變或衰變而生，它不能獨立發(fā)生，所以，只要有射線必有衰變或衰變發(fā)生。因此從整個衰變過程來看，元素在周期表中的位置可能要發(fā)生變化。,6.注意：,元素的放射性與元素存在的狀態(tài)無關,不管它是以單質的形式存在還是與其他元素形成的化合物，只要存在這種元素，總能發(fā)生放射現(xiàn)象。放射性表明原子核是有內部結構的。 一種元素只能發(fā)生一種衰變，但在一塊放射性物質中可以同時放出、和三種射線。,7.衰變次數(shù)計算：,原子序數(shù)或等于83的元素都有放射性，因此放射性元素有可能經過多次的衰變。如某放射性元素 經過m次衰變和n次衰變后變成元素 ，則該核反應方程為：,學案導學P50

5、 例1,閱讀教材 “半衰期” 部分并思考問題：,1.放射性元素的衰變有什么規(guī)律？ 2.用什么物理量描述？ 3.這種描述的對象是什么？,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)生衰變所需的時間。,3.公式：,經過n個半衰期(T)其剩余的質量和粒子數(shù)：,4.半衰期的特點,不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差別非常大。 半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律，只對大量的原子核才適用，對少數(shù)原子核是不適用的。 半衰期的長短是由原子核內部本身的因素決定的，與原子所處的物理、化學狀態(tài)無關。,解：設經過x次衰變，y次衰變,2382064x,92 = 82 + 2x -

6、 y,x8 y6,例1： 經過一系列衰變和衰變后，可以變成穩(wěn)定的元素鉛206 ，問這一過程衰變和衰變次數(shù)？,例2：一塊氡222放在天平的左盤時，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，經過一個半衰期以后，欲使天平再次平衡，應從右盤中取出的砝碼為（ ） A222g B8g C2g D4g,D,練習1、關于、三種射線，下列說法中正確的是（ ）,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生，它的貫穿能力最強 D、射線是電磁波，它的電離作用最強,C,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,練習2：如圖所示，P為放在勻強電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是（ ）,BC,練習3：由原子核的衰變規(guī)律可知 ( ),D,A放射性元素一次衰變可同時產生射線和射線 B放射性元素發(fā)生衰變時，新核的化學性質不變 C放射性元素發(fā)生衰變的快慢不可人為控制 D放射性元素發(fā)生衰變時，新核質量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1,練習4：某原子核A的衰變過程為 A B C,