遼寧省大連市高中物理 第十九章 原子核 19.2 放射性元素的衰變課件 新人教版選修3-5.ppt

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1、同學(xué)們聽(tīng)過(guò)點(diǎn)石成金的故事或者一種物質(zhì)變成另一種物質(zhì)。那么，你們能否舉出一兩個(gè)例子來(lái)呢？觀看下面的圖片，想想這些在現(xiàn)實(shí)生活中是真的還是假的。,想一想,魔術(shù)師現(xiàn)場(chǎng)表演魔術(shù),孫悟空,豬八戒,沙僧,那些都是假的，那么現(xiàn)實(shí)生活中是不是存在真的這種現(xiàn)象呢?有沒(méi)有真的（科學(xué)的）能將一種物質(zhì)變成另一種物質(zhì)呢？本節(jié)我們將學(xué)習(xí)有關(guān)一種物質(zhì)變成另一物質(zhì)的有關(guān)的知識(shí)。,在古代無(wú)論是東方還是西方，都有一批人追求“點(diǎn)石成金”之術(shù)，他們?cè)噲D利用化學(xué)方法將一些普通的礦石變成黃金。當(dāng)然，這些煉金術(shù)的愿望都破滅了，因?yàn)樗麄儾恢酪环N物質(zhì)變成另一種物質(zhì)的根本存在于原子核的變化。不過(guò)，類(lèi)似于“點(diǎn)石成金”的故事一直在自然界進(jìn)行著，這就

2、是伴隨著天然放射現(xiàn)象發(fā)生的“衰變”。,第十九章原子核,第二節(jié)放射性元素的衰變,1、知識(shí)與技能,知道放射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是原子核的衰變知道兩種衰變的基本性質(zhì)，并掌握原子核的衰變規(guī)律理解半衰期的概念,2、過(guò)程與方法,,能夠熟練運(yùn)用核衰變的規(guī)律寫(xiě)出核的衰變方程式能夠利用半衰期來(lái)進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算（課后自學(xué)）,3、情感態(tài)度與價(jià)值觀,通過(guò)傳說(shuō)的引入，對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)精神與唯物史觀的教育。不斷的設(shè)疑培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)孜孜不倦的追求，從而引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入一個(gè)美妙的微觀世界。,重點(diǎn)原子核的衰變規(guī)律及半衰期難點(diǎn)半衰期描述的對(duì)象,一、原子核的衰變,二、半衰期,一、原子核的衰變,1、衰變?cè)雍朔懦龌蛄Ｗ?，由于核電荷?shù)變了，它在周期表中的

3、位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱(chēng)為原子核的衰變。2、實(shí)質(zhì)：真實(shí)的將一種物質(zhì)變成另一種物質(zhì)，原來(lái)就是原子核的衰變。,3、衰變鈾238核放出一個(gè)粒子后，核的質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2，變成新核-----釷234核。那這種放出粒子的衰變叫做衰變。用衰變方程式來(lái)表示：23892U23490Th+42He,4、衰變方程式遵守的規(guī)律：（1）質(zhì)量數(shù)守恒（2）核電荷數(shù)守恒衰變規(guī)律：AZXA-4Z-2Y+42He,基本粒子的衰變,粒子發(fā)生衰變,原子發(fā)生衰變,思考與討論,在衰變中，新核的質(zhì)量數(shù)與原來(lái)的核的質(zhì)量數(shù)有什么關(guān)系？相對(duì)于原來(lái)的核在周期表中的位置，新核在周期表中的位置應(yīng)當(dāng)向前移還是向后移？要

4、移動(dòng)幾位？你能概括出衰變的質(zhì)量數(shù)，核電荷數(shù)變化的一般規(guī)律嗎？,5、衰變?cè)雍藘?nèi)雖然沒(méi)有電子，但核內(nèi)的的質(zhì)子和中子是可以相互轉(zhuǎn)化的。當(dāng)核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)同時(shí)要產(chǎn)生一個(gè)電子10n11H0-1e這個(gè)電子從核內(nèi)釋放出來(lái)，就形成了衰變?？梢钥闯鲂潞松倭艘粋€(gè)中子，卻增加了一個(gè)質(zhì)子，并放出一個(gè)電子。,粒子發(fā)生衰變,粒子發(fā)生衰變后的運(yùn)動(dòng)軌跡,6、射線(xiàn)的實(shí)質(zhì)射線(xiàn)是由于原子核在發(fā)生衰變和衰變時(shí)原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的光（能量）輻射，通常是伴隨射線(xiàn)和射線(xiàn)而產(chǎn)生。射線(xiàn)的本質(zhì)是能量。因此，射線(xiàn)不能單獨(dú)發(fā)生。當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)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)伴有輻射。這時(shí)，放射性物質(zhì)發(fā)出的射線(xiàn)中就會(huì)同時(shí)有和

5、三種射線(xiàn)。,二、半衰期,放射性同位素衰變的快慢有一定的規(guī)律。例如下圖氡元素的衰變圖像：,觀察圖像可得：（1）氡每隔3.8天質(zhì)量就減少一半。（2）用半衰期來(lái)表示。（3）大量的氡核。半衰期表示放射性元素的衰變的快慢放射性元素的原子核，有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，叫做這種元素的半衰期半衰期描述的對(duì)象是大量的原子核，不是個(gè)別原子核，這是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。,不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差別非常大。例如：氡222衰變?yōu)獒?18的半衰期是3.8天，鐳226衰變?yōu)殡?22的衰變時(shí)間是1620年，鈾238衰變?yōu)殁Q234的半衰期長(zhǎng)達(dá)4.5109年。,衰變是微觀世界里原子核的行為，而微觀世界規(guī)律的特征之一在于“單個(gè)

6、的微觀事件是不可預(yù)測(cè)的”即對(duì)于一個(gè)特定的氡原子，我們只知道它發(fā)生衰變的概率，而不知道它什么時(shí)候發(fā)生衰變,放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的狀態(tài)和外部條件沒(méi)有關(guān)系。例如，一種放射性元素，不管是以單質(zhì)的形式存在，還是與其它元素形成化合物，或者對(duì)它施加壓力、提高溫度。都不能改變它的半衰期。這是因?yàn)閴毫Α囟?、或與其它元素的化合等，都不會(huì)影響原子核的結(jié)構(gòu)。,動(dòng)畫(huà)：三種射線(xiàn),動(dòng)畫(huà)：天然放射現(xiàn)象,1、衰變?cè)雍朔懦龌蛄Ｗ?，由于核電荷?shù)變了，它在周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱(chēng)為原子核的衰變。真實(shí)的將一種物質(zhì)變成另一種物質(zhì)，原來(lái)就是原子核的衰變。,2、衰變放

7、出粒子的衰變叫做衰變。3、衰變當(dāng)核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)同時(shí)要產(chǎn)生一個(gè)電子10n11H0-1e這個(gè)電子從核內(nèi)釋放出來(lái)，就形成了衰變。衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)少了一個(gè)中子，卻增加了一個(gè)質(zhì)子，并放出一個(gè)電子。,4、衰變方程式遵守的規(guī)律：（1）質(zhì)量數(shù)守恒（2）核電荷數(shù)守恒5、半衰期半衰期表示放射性元素的衰變的快慢放射性元素的原子核，有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，叫做這種元素的半衰期半衰期描述的對(duì)象是大量的原子核，不是個(gè)別原子核，這是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。,1、（2000上海2）關(guān)于、、三種射線(xiàn)，下列說(shuō)法中正確的是（）A.射線(xiàn)是原子核自發(fā)放射出的氦核，它的穿透能力最強(qiáng)。B.射線(xiàn)是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿

8、透能力。C.射線(xiàn)一般們隨著或射線(xiàn)產(chǎn)生，它的穿透能力量強(qiáng)。D.射線(xiàn)是電磁波，它的穿透能力最弱。,C,2、（1997全國(guó)6）在下列核反應(yīng)方程中,x代表質(zhì)子的方程是（）A.2713Al+42He3015P+XB.147N+42He178O+XC.21H+10n+XD.31H+X42He+10n,B,3、（1998全國(guó)6）天然放射性元素23290Th（釷）經(jīng)過(guò)一系形衰變和衰變之后，變成20882Pb（鉛）。下列論斷中正確的是（）A.鉛核比釷核少24個(gè)中子B.鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子C.衰變過(guò)程中共有4次衰變和8次衰變D.衰變過(guò)程中共有6次衰變和4次衰變,CD,4、（1999全國(guó)3）下列說(shuō)法正確的是（）A.

9、衰變?yōu)橐?jīng)過(guò)1次a衰變和1次衰變B.衰變?yōu)橐?jīng)過(guò)1次哀變和1次衰變C.衰變?yōu)橐?jīng)過(guò)6次。衰變和4次衰變D.衰變?yōu)橐?jīng)過(guò)4次a衰變和4次衰變,BC,1、下列核反應(yīng)方程中正確的是（）A.23892U23490Th+21HB.94Be+42He126C+10nC.23490TH23490Pa+0-1eD.3115P3014Si+0-1e,B,2、以下幾個(gè)原子核反應(yīng)中，X代表粒子的反應(yīng)式是（）A.42He+94Be126C+XB.21H+31H10n+XC.23490Th23491Pa+XD.3015P3014si+X,B,3、天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了（）A.原子不可再分B.原子的核式結(jié)構(gòu)C.原子核還

10、可再分D.原子核由質(zhì)子和中子組成,C,4、放射性元素的樣品經(jīng)過(guò)6小時(shí)后還有1/8沒(méi)有衰變它的半衰期是（）A.2小時(shí)B.1.5小時(shí)C.1.17小時(shí)D.0.75小時(shí),A,5、若元素A的半衰期為4天,元素B的半衰期為5天,則相同質(zhì)量的A和B,經(jīng)過(guò)20天后,剩下的質(zhì)量之比mA:mB=（）A.30:31B.31:30C.1:2D.2:1,C,1、解：衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，其化學(xué)方程式為：10n11H0-1e2、解：（1）24483Bi24484Po0-1e（2）21084Po21085At0-1e3、（1）23490Th23088Ra42He（2）6629Cu6227Co42He,4、解：設(shè)衰變?yōu)閤次，衰變?yōu)閥次核反應(yīng)方程為23892U22286Rnx42Hey0-1e根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒解得x=4，y=2。5、解：根據(jù)半衰期的定義剩下的釷為m=132g6、解：根據(jù)半衰期的定義可知，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后剩余的為m=1.25gt=20天。,