物理：19.2《放射性元素的衰变》课件(1)(新人教版选修3-5)

1、2015 /6/21学习目标：学习目标：1.知道衰变的概念，知道原子核衰变时遵守的规知道衰变的概念，知道原子核衰变时遵守的规律律2知道知道、衰变的实质，知道衰变的实质，知道射线是怎样产射线是怎样产生的生的3知道什么是半衰期，知道半衰期的统计意义，知道什么是半衰期，知道半衰期的统计意义，会利用半衰期解决相关问题会利用半衰期解决相关问题重点难点：重点难点：1.、衰变的实质及衰变规律衰变的实质及衰变规律2对半衰期概念的理解和利用半衰期解决相关对半衰期概念的理解和利用半衰期解决相关问题问题一、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

2、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，如粒子的衰变，如 HeThU422349023892ePaTh0123491234901.1.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： HeYXAZAZ4242eYXAZAZ011说明：说明：1. 1. 中间用单箭头，表反应的方向中间用单箭头，表反应的方向, ,不用等号；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. .一般反应前后总质量会发生变一般反应

3、前后总质量会发生变化化; ;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。4 4. . 射线是伴随射线是伴随、衰变同时产生衰变同时产生, 射线不改变原子核的电荷数射线不改变原子核的电荷数和质量数和质量数3 3规律：规律：衰衰变变方方程程4. 4. 本质本质： 衰变：原子核中衰变：原子核中2 2个中子和个中子和2 2个质子结合成为一个个质子结合成为一个整体从核中抛射出来，发生整体从核中抛射出来，发生衰变。衰变。衰变：原子核内的一个中子变成质子，衰变：原子核内的一个中子变成质子， 同同时放出一个电子时放出一个电子 射线的产生：射线的产生：射线经常是伴随着射

4、线经常是伴随着射线和射线和射射线产生的，没有线产生的，没有衰变。衰变。元素的放射性与元素存在的状态无关，元素的放射性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。HenH42101122eHn011110提问提问1:原子核内除了质子和中子原子核内除了质子和中子,还有没有其它粒子比如电子还有没有其它粒子比如电子粒子粒子? ?提问提问2: 衰衰变变衰衰变变的的实质实质是什么是什么? ? 射线射线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，

5、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

6、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： 一种元素只能发生一种衰变，但一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出在一块放射性物质中可以同时放出、和和三种射线。三种射线。HeThU422349023892ePaTh012349123490衰变规律的应用衰变规律的应用解析：解析：选选B.新核的质量数新核的质量数23246208核电荷数核电荷数90261482中子数中子数20882126B正确正确练习：某原子核练习：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

7、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例例2 2：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原：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，放出的带电粒子和反冲核的运动轨子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运

8、动轨迹如图所示。由图可以判定（迹如图所示。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纸面向里磁场方向一定垂直于纸面向里D D、不能判定磁场方向向里还是向不能判定磁场方向向里还是向外外abBD磁场中的衰变磁场中的衰变由动量守恒知新核与放出的粒子速度方向相反由动量守恒知新核与放出的粒子速度方向相反:若它们带相同性质的电荷若它们带相同性质的电荷,则它们所受洛仑兹力方向相反则它们所受洛仑兹力方向相反,则则轨迹为外切圆轨迹为外切圆;若它们带相反性质的电荷若它们带相反性质的电荷,则它们所受洛仑兹力方向相同则它们所受洛仑兹力方

9、向相同,则则轨迹为内切圆轨迹为内切圆; 粒子和粒子和粒子的半径比反冲核都要大粒子的半径比反冲核都要大 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9090C C、反冲核的核电荷数为反冲核的核电荷

10、数为8888D D、粒子与反冲核的速度之粒子与反冲核的速度之比为比为1 1：8888R1R2ABC阅读教材阅读教材 “半衰期半衰期” 部分并思考问部分并思考问题：题： 1。不同放射性元素的衰变快慢相同吗？。不同放射性元素的衰变快慢相同吗？ 2。用什么物理量描述它们的衰变快慢？。用什么物理量描述它们的衰变快慢？ 3。半衰期描述的对象是什么？。半衰期描述的对象是什么？ 4。半衰期与哪些因素有关。半衰期与哪些因素有关?改变这种元素的改变这种元素的存在形式存在形式(单质单质,化合物的形式化合物的形式),给它加压给它加压,改变改变温度温度,其半衰期会不会改变其半衰期会不会改变?二、半衰期(T) 1.1.

11、意义：意义： 表示放射性元素衰变快慢的物理量表示放射性元素衰变快慢的物理量 2.2.定义：放射性元素的原子核有半数发定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间生衰变所需的时间不同的放射性元素其半衰期不同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： 021mmn 002121NNNTtn 021mmTt 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、

12、化学因素决定的，与原子所处的物理、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例例: :某种元素的半衰期为某种元素的半衰期为1010天天, ,有有100100个这个这种元素的原子核种元素的原子核, ,则经过则经过2020天后天后, ,该种元素原子数该种元素原子数目为目为2525个个, ,这种说法是错的这种说法是错的半衰期的应用半衰期的应用变式训练变式训练2有甲、乙两种放射性元素，它的半有甲、乙两种放射性元素，它的半衰期分别是衰期分别是甲甲15天，天，乙乙30天，它们的质

13、量天，它们的质量分别为分别为m甲甲、m乙乙，经过，经过60天这两种元素的质量相天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之比等，则它们原来的质量之比M甲甲M乙乙是是()A14 B41C2 1 D1 22002年年 上海上海 10完成核反应方程：完成核反应方程： Th Pa 。 衰变为衰变为 的半衰期是的半衰期是1.2分钟，则分钟，则64克克 经过经过6分钟还有分钟还有 克尚未衰变。克尚未衰变。2349023491Th23490Pa23491Th23490 2 e01 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 ( ) ( )CA A放射性元素一次衰变可同时产生放射性元素一次衰

14、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，核电荷数增加数不变，核电荷数增加1 1一、原子核的衰变一、原子核的衰变2.2.衰变原则：衰变原则： 质量数质量数守恒，电荷数守恒。守恒，电荷数守恒。1.1.原子核的衰变：原子核的衰变：（1 1） 衰变衰变: :原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变 （2 2）衰变衰变: :原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变 （3 3）衰变衰变: :伴随伴随 射线或射线或 射线产生射线产生. .二