物理：19.2《放射性元素的衰变》PPT课件(新人教版-选修3-5)幻灯片

1、 3、情感、态度与价值观：、情感、态度与价值观： 通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史 观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦 的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。 教学重点：教学重点：原子核的衰变规律及半衰期。 教学难点：教学难点：半衰期描述的对象。 教学方法：教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具：教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。 一、衰变一、衰变 原子核放出原子核放出 粒子或粒子或 粒子粒子 转变为新核的变化叫做原子核的衰变转变为新核的变化叫做原子核的衰变 衰变：放出衰变：放出粒子的衰变，如粒子的衰变，如 衰变：放出衰变：放出 粒子的衰变，如粒子的衰

2、变，如 HeThU 4 2 234 90 238 92 ePaTh 0 1 234 91 234 90 1.1.定义：定义： 2.2.种类：种类： 原子核发生衰变时，衰变前后的原子核发生衰变时，衰变前后的 电荷数和质量数电荷数和质量数都守恒都守恒 衰变：衰变： 衰变：衰变： HeYX A Z A Z 4 2 4 2 eYX A Z A Z 0 11 说明：说明： 1. 1. 中间用单箭头，不用等号；中间用单箭头，不用等号； 2. 2. 是质量数守恒，不是质量守恒是质量数守恒，不是质量守恒; ; 3. 3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。 3 3规律

3、：规律： 衰衰 变变 方方 程程 4. 4. 本本质质： ： 衰衰变变： ：原子核内少两个原子核内少两个质质子和两个中子子和两个中子 衰衰变变： ：原子核内的一个中子原子核内的一个中子变变成成质质子，子， 同同时时放出一个放出一个电电子子 射射线线的的产产生：生：射射线经线经常是常是伴随伴随着着射射 线线和和射射线产线产生的，没有生的，没有衰衰变变。 。 元素的放射性元素的放射性与元素存在的状态无关，与元素存在的状态无关， 放射性表明原子核是有内部结构的。放射性表明原子核是有内部结构的。 说明：说明： 辐射辐射 原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是

4、不 连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在 着能级，同样是能级越低越稳定。着能级，同样是能级越低越稳定。 放射性的原子核在发生放射性的原子核在发生衰变、衰变、衰变时，往往蕴衰变时，往往蕴 藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能 级，这时它要向低能级跃迁，能量以级，这时它要向低能级跃迁，能量以光子的形式辐射光子的形式辐射 出来，因此，出来，因此，射线经常是伴随射线经常是伴随射线和射线和 射线产生的射线产生的， 当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生当放射性物质连续发生衰变时，原子核中

5、有的发生 衰变，有的发生衰变，有的发生衰变，同时就会伴随着衰变，同时就会伴随着辐射（辐射（没有没有 衰变衰变）。）。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有 、和和三种射线。三种射线。 5 5注意：注意： 一种一种元素元素只能发生一种衰变，但只能发生一种衰变，但 在一块放射性在一块放射性物质物质中可以同时放出中可以同时放出、 和和三种射线。三种射线。 HeThU 4 2 234 90 238 92 ePaTh 0 1 234 91 234 90 阅读教材 “半衰期” 部分并思考问题： 1。放射性元素的衰变有什么规律？ 2。用什么物理量描述？ 3。这种描述

6、的对象是什么？ 二、半衰期(T) 1.意义： 表示放射性元素衰变快慢的物理量 2.定义：放射性元素的原子核有半数发 生衰变所需的时间 不同的放射性元素其半衰期不同 经过经过n个半衰期个半衰期(T)其剩余的质量为：其剩余的质量为： 质量与原子个数相对应，故经过质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后个半衰期后 剩余的粒子数为：剩余的粒子数为： 0 2 1 mm n 00 2 1 2 1 NNN T t n 0 2 1 mm T t 3.公式： 注意：注意： (1)(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的半衰期的长短是由原子核内部本身的 因素决定的，与原子所处的物理、化学因素决定的，与原子所处的物理

7、、化学 状态无关状态无关 (2)(2)半衰期是一个统计规律，只对大量半衰期是一个统计规律，只对大量 的原子核才适用，对少数原子核是不适的原子核才适用，对少数原子核是不适 用的用的 考古学家确定古木年代的方法是用考古学家确定古木年代的方法是用 放射性同位素作为放射性同位素作为“时钟时钟”，来测量漫，来测量漫 长的时间，这叫做长的时间，这叫做放射性同位素鉴年放射性同位素鉴年 法法 练习练习1 1、关于、关于、三种射线，下列说三种射线，下列说 法中正确的是（法中正确的是（ ） A A、射线是原子核自发射出的氦核，它的电射线是原子核自发射出的氦核，它的电 离作用最弱离作用最弱 B B、射线是原子核外电

8、子电离形成的电子流，射线是原子核外电子电离形成的电子流， 它具有中等的贯穿能力它具有中等的贯穿能力 C C、射线一般伴随着射线一般伴随着或或射线产生，它的射线产生，它的 贯穿能力最强贯穿能力最强 D D、射线是电磁波，它的电离作用最强射线是电磁波，它的电离作用最强 C C 练习练习2 2：如图所示，：如图所示，P P为放在匀强电场为放在匀强电场 中的天然放射源，其放出的射线在电中的天然放射源，其放出的射线在电 场的作用下分成场的作用下分成a a、b b、c c三束，以下三束，以下 判断正确的是（判断正确的是（ ） BCBC A A、a a为为射线，射线，b b为为射线射线 B B、a a为为射

9、线，射线，b b为为射线射线 C C、b b为为射线，射线，c c为为射线射线 D D、b b为为射线，射线，c c为为射线射线 - - + + c c b b a a P P 练习练习3 3：由原子核的衰变规律可知：由原子核的衰变规律可知 ( )( )C A A放射性元素一次衰变可同时产生放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线和 射线射线 B B放射性元素发生放射性元素发生衰变时，新核的化学性衰变时，新核的化学性 质不变质不变 C C放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制 D D放射性元素发生正电子衰变时，新核质量放射性元素发生正电子衰变时，新核质量 数不变

10、，核电荷数增加数不变，核电荷数增加1 1 练习练习4 4：某原子核：某原子核A A的衰变过程为的衰变过程为 A A B B C, C,下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） A A、核、核A A的质量数减核的质量数减核C C的质量数等于的质量数等于5;5; B B、核、核A A的中子数减核的中子数减核C C的中子数等于的中子数等于2;2; C C、核、核A A的中性原子中的电子数比原子核的中性原子中的电子数比原子核B B的的 中性原子中的电子数多中性原子中的电子数多1;1; D D、核、核A A的质子数比核的质子数比核C C的质子数多的质子数多1 1。 D D 思考：思考： ( (铀铀) )

11、要经过几次要经过几次衰变和衰变和 衰变，才能变为衰变，才能变为 ( (铅铅) )？它的中子？它的中子 数减少了多少？数减少了多少？ U 238 92 Pb 206 82 8 8次次 衰变，衰变，6 6次次 衰变，衰变， 中子数减少中子数减少 2222个个. . 例例2 2：一块氡：一块氡222222放在天平的左盘时，放在天平的左盘时， 需在天平的右盘加需在天平的右盘加444g444g砝码，天平砝码，天平 才能处于平衡，氡才能处于平衡，氡222222发生发生衰变，经衰变，经 过一个半衰期以后，欲使天平再次平过一个半衰期以后，欲使天平再次平 衡，应从右盘中取出的砝码为（衡，应从右盘中取出的砝码为（

12、 ） A A222g B222g B8g8g C C2g D2g D4g4g D D 练习：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一练习：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一 原来静止的原子核，该核衰变后，放出的原来静止的原子核，该核衰变后，放出的 带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。 由图可以判定（由图可以判定（ ） A A、该核发生的是、该核发生的是衰变衰变 B B、该核发生的是、该核发生的是衰变衰变 C C、磁场方向一定垂直于、磁场方向一定垂直于 纸面向里纸面向里 D D、不能判定磁场方向向、不能判定磁场方向向 里还是向外里还是向外 a b BD 练习：静止在匀强磁场中的某放射性元素练习：静止在匀强磁场中的某放射性元素 的原子核，当它放出一个的原子核，当它放出一个粒子后，其速粒子后，其速 度方向与磁场方向垂直，测得度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反粒子和反 冲核轨道半径之比为冲核轨道半径之比为4444：1 1，如图所示：，如图所示： 则（则（ ） A A、 粒子与反冲粒子的动粒子与反冲粒子的动 量大小相等，方向相反量大小相等，方向相反 B B、原来放射性元素的原子核、原来放射性元素的原子核 电荷数为电荷数为9090 C C、反冲核的核电荷数为、反冲核的核电荷数为8888 D D、粒子与反冲核的速度之粒子与反冲