高中物理 第4章 第2節(jié) 放射性元素的衰變課件 粵教版選修3-5.ppt
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第二節(jié) 放射性元素的衰變,第四章 原子核,欄目鏈接,學(xué) 習(xí) 目 標(biāo),1知道原子核的衰變 2會用半衰期描述衰變的快慢,知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義 3知道兩種衰變的規(guī)律,能夠熟練寫出衰變方程,欄目鏈接,認(rèn)識三種射線,如圖所示,放射源放在鉛塊上的細(xì)孔中,鉛塊上方有,垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場其放出的射線在磁場的作用下分成a、b、c三束a、b、c三條射線哪個是射線、哪個是射線、哪個是射線?,欄目鏈接,提示:由左手定則知a帶負(fù)電,應(yīng)為射線;c帶正電,應(yīng)為射線;b不偏轉(zhuǎn),說明不帶電,應(yīng)為射線,1三種射線的比較.,欄目鏈接,(1)用勻強(qiáng)電場分離時,帶正電的射線沿電場方向偏轉(zhuǎn),帶負(fù)電的射線沿電場的反方向偏轉(zhuǎn),且射線偏轉(zhuǎn)小,射線偏轉(zhuǎn)大,而射線不偏轉(zhuǎn)如圖所示,(2)用勻強(qiáng)磁場分離時,射線和射線沿相反的方向做勻速圓周運(yùn)動,且在同樣的條件下射線的軌道半徑大,射線的軌道半徑??;射線不偏轉(zhuǎn)如圖所示,欄目鏈接,人類認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)和開發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過程請按要求回答下列問題 (1)盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面做出了卓越的貢獻(xiàn)請選擇其中的兩位,指出他們的主要成績,欄目鏈接,(2)在貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后,人們對放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究,如圖所示為三種射線在同一磁場中的運(yùn)動軌跡,請從三種射線中任選一種,寫出它的名稱和一種用途,欄目鏈接,解析:(1)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型;玻爾把量子理論引入原子模型,并成功解釋了氫原子光譜;查德威克發(fā)現(xiàn)了中子(選兩個即可);(2)1為射線,科學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用它來轟擊原子核;2為射線,照射種子,培育新的優(yōu)良品種(任選一個) 答案:見解析,方法總結(jié):熟記物理學(xué)史上的一些重大發(fā)現(xiàn),了解三種射線的電性、用途等,是解好此題的前提 課堂訓(xùn)練,1在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板厚度,其檢測裝置由放射源、探測器等構(gòu)成,如下圖所示該裝置中探測器接收到的是(D),AX射線 B射線 C射線 D射線 解析:首先,放射源放出的是射線、射線、射線,無X射線,A項(xiàng)錯誤;另外射線穿透本領(lǐng)最弱,一張紙就能擋住,而射線穿透本領(lǐng)較強(qiáng)能穿透幾毫米厚的鋁板,射線穿透本領(lǐng)最強(qiáng),可以穿透幾厘米厚的鉛板,而要穿過軋制鋼板只能是射線,因此D項(xiàng)正確,原子核的衰變,如圖所示P為放在勻強(qiáng)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三束則a、b、c三束中哪個是射線、哪個是射線、哪個是射線?,提示:a帶負(fù)電,應(yīng)為射線;c帶正電,應(yīng)為射線;b不帶電,應(yīng)為射線,欄目鏈接,1定義 一種元素經(jīng)放射過程變成另一種元素的現(xiàn)象,稱為原子核的衰變 2衰變規(guī)律 原子核衰變時,電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒 3衰變方程 (1)衰變:原子核放出一個粒子,衰變方程為: (2)衰變:原子核放出一個粒子,衰變方程為:,欄目鏈接,(3)射線經(jīng)常是伴隨衰變或衰變而產(chǎn)生,往往是由于衰變后的新核向低能級躍遷時輻射出來的一份能量,原子核釋放出一個光子不會改變它的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù) 4衰變和衰變的實(shí)質(zhì) (1)衰變:粒子實(shí)質(zhì)就是氦核,它是由兩個質(zhì)子和兩個中子組成的在放射性元素的原子核中,兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合得比較緊密,有時會作為一個整體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,即,欄目鏈接,(2)衰變:原子核里雖然沒有電子,但是核內(nèi)的中子可以轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子,產(chǎn)生的電子從核內(nèi)發(fā)射出來,這就是衰變衰變是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)化成一個電子和一個質(zhì)子,即 5衰變方程的書寫 (1)衰變過程一般都不是可逆的,所以衰變方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向,不能用等號連接(2)衰變的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),不能憑空只依據(jù)兩個守恒杜撰出生成物來寫衰變方程(3)當(dāng)放射性物質(zhì)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,同時伴隨著輻射這時可連續(xù)放出三種射線,欄目鏈接,核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)?核,問: (1)一共經(jīng)過幾次衰變和幾次衰變? (2) 與 相比,質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少了多少? (3)綜合寫出這一衰變過程的方程 解析:(1)設(shè)U衰變?yōu)镻b經(jīng)過x次衰變和y次衰變,由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得: 2382064x 92822xy 聯(lián)立解得x8,y6.即一共經(jīng)過8次衰變和6次衰變,(2)由于每發(fā)生一次衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減少2,每發(fā)生一次衰變中子數(shù)少1,而質(zhì)子數(shù)增1,故 較 質(zhì)子數(shù)少10,中子數(shù)少22. (3)核反應(yīng)方程為 . 答案:(1)8次衰變,6次衰變 (2)10個;22個 (3)見解析 方法總結(jié):衰變次數(shù)的判斷方法 (1)衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 (2)每發(fā)生一次衰變質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均減少2. (3)每發(fā)生一次衰變中子數(shù)減少1,質(zhì)子數(shù)增加1.,課堂訓(xùn)練 2原子核 經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?,繼而經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?,再經(jīng)放射性衰變變?yōu)樵雍?.放射性衰變、和依次為(A) A衰變、衰變和衰變 B衰變、衰變和衰變 C衰變、衰變和衰變 D衰變、衰變和衰變,解析:根據(jù)衰變反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒特點(diǎn), 核與 核比較可知,衰變的另一產(chǎn)物為 ,所以衰變?yōu)樗プ?,選項(xiàng)B、C錯誤; 核比較可知,衰變的另一產(chǎn)物為01e,所以衰變?yōu)樗プ?,選項(xiàng)A正確、D錯誤,半衰期,對于同一種元素,其半衰期是否變化? 提示:對于同一種元素,其半衰期是不變的,1定義 放射性元素的原子核數(shù)目因衰變減少到原來的一半所經(jīng)過的時間,叫做半衰期,用符號 表示,2物理意義 半衰期是描述放射性元素衰變快慢的物理量;不同的放射性元素,其半衰期不同,有的差別很大半衰期越大,表明放射性元素衰變得越慢 3公式 式中N0、m0表示衰變前的原子數(shù)和質(zhì)量,N、m表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子數(shù)和質(zhì)量,t表示衰變時間, 表示半衰期,4影響因素 放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的,跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)即一種放射性元素,不管它以單質(zhì)存在還是以化合物的形式存在,或者對它加壓,或者增高它的溫度,它的半衰期是固定不變的 5適用條件 半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,只對大量原子核才有意義,個別原子核經(jīng)過多長時間發(fā)生衰變是偶然的,是無法預(yù)測的,故對個別或極少數(shù)的原子核,無半衰期而言,碘131核不穩(wěn)定,會發(fā)生衰變,其半衰期為8天 (1)碘131核的衰變方程: _(衰變后的元素用X表示) (2)經(jīng)過_天有75%的碘131核發(fā)生了衰變 解析:(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒, (2)根據(jù)mm0 得,0.25 m0m0 , 解得t16天 答案:(1) (2)16,課堂訓(xùn)練 3放射性同位素 的樣品經(jīng)過6小時還剩下 沒有衰變,它的半衰期是(A) A2小時 B1.5小時 C1.17小時 D0.75小時 解析:我們知道,放射性元素衰變一半所用的時間是一個半衰期,剩下的元素再經(jīng)一個半衰期只剩下 ,再經(jīng)一個半衰期這 又會衰變一半,只剩 ,所以題中所給的6小時為三個半衰期的時間,因而該放射性同位素的半衰期應(yīng)是2小時,也可根據(jù)m余m原 ,即 ,得 2小時,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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