高三物理原子核衰变及半衰期

1、第二节原子核衰变及半衰期新课标要求1、知识与技能(1) 了解天然放射现象及其规律；(2)知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们；(3)知道放射现象的实质是原子核的衰变；(4)知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律；(5)理解半衰期的概念。2、过程与方法(1)能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式；(2)能够利用半衰期来进行简单计算(课后自学)。(3)通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法；(4)通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。3、情感、态度与价值观(1)树立正确的，严谨的科学研究态度；(2)树立辨证唯物主义的科学观和世界观。教学重点：天然放射现象及其规律，原子核的衰变

2、规律及半衰期。教学难点：知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们及半衰期描述的对象。教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备(一)引入新课本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘！我们已经 知道原子由原子核与核外电子组成。那原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律， 是从发现天然放射现象开始的，1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含

3、铀的矿 物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深 入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖 国波兰而命名为针(Po),另一种命名为镭(Ra)。(二)进行新课1、天然放射现象(1)物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity) 。元素这种自 发的放出射线的现象叫做天然放射现象，具有放射性的元素称为放射 性元素。(2)放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于 82 的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于 83的元素，有的 也具有放射性。2、射线到底是什么那这些射线到底是

4、什么呢？把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加 磁场，发现射线如图所示：（投影）思考与讨论：你观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？如果口射线，P射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们 分别带什么电荷。如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性 质？射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。根据左手定则，可以判断口射线都是正电荷，P射线是负电荷。带电粒子在电场中要受电场力作用， 可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质，如图：我们已经研究了这三种射线的带电性质，那

5、么这些射线还有哪些性质呢？请同学们阅读课文后填写表格。看书总结射线种类组成速度贯穿本领电离作用CC射线a粒子是 氯原子核”加约3很小一张薄纸就能挡住很强P射线p粒子是高 速电子流拒接近C很大能穿过几 毫米厚的铝板较弱y射线波长很 短的电磁波等于C最大能穿过几 亳米厚的铝板很小小结：实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的， 跟 原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在， 还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度， 它都具有放射性。三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能， 原子核内也有其复

6、杂的结构。例题：下列说法正确的是（）A. P射线粒子和电子是两种不同的粒子B .红外线的波长比X射线的波长长C. a粒子不同于氨原子核D .尸射线的贯穿本领比口粒子强点评：本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识。19世纪末20世纪初，人们发现X, 口，P,手射线，经研究知道，X, V 射线均为电磁波，只是波长不同。可见光，红外线也是电磁波，波长从短到长的电磁波波谱要牢记。另外，P射线是电子流，a粒子是氨 核。从口，P,尸三者的穿透本领而言：射线最强，0t射线最弱，这 些知识要牢记。3、原子核的衰变(1)原子核的衰变原子核放出口或(3粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位 置就变了，

7、变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。 一种物质变成另一种物质。(2) %衰变铀238核放出一个口粒子后，核的质量数减少4,核电荷数减少 2,变成新核-牡234核。那这种放出口粒子的衰变叫做衰变。这 个过程可以用衰变方程式来表示：23892LH 23490Th+42He(3)衰变方程式遵守的规律第一、质量数守恒第二、核电荷数守恒a 衰变规律：Ax A4z-2Y+42HeB衰变包234核也具有放射性，它能放出一个(3粒子而变成，iPa(镁), 那它进行的是(3衰变，请同学们写出牡234核的衰变方程式？ (3粒子 用0-ie表示。社234核的衰变方程式：23490Th2349iPa+-

8、i e衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核 电荷数应加1B 衰变规律：AzX- A+iY+0-ie提问：B衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题， 但并 不象衰变那样容易理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会 增加？哪来的电子？原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化 的。当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子：In *H+ 0-ie这个电子从核内释放出来，就形成了（3衰变。可以看出新核少了一个 中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。丫射线是由于原子核在发生口衰变和（3衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随射线和（3射线而产生

9、。丫射线的本质 是能量。理解丫射线的本质，不能单独发生。4、半衰期提问：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量描述？这种描述的对象是谁？3.曰天T.8天11.4天n氢的衰变图的投影：M m= (1/2) 学生交流阅读体会：(1)氯每隔3.8天质量就减少一半。(2)用半衰期来表示。(3)大量的氢核。总结：半衰期表示放射性元素的衰变的快慢；放射性元素的原子核， 有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期；半衰期描述的 对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。例如：数学上的概率问题(抛硬币)将1万枚硬币抛在地上,.那正反两面的个数大概为 5000对5000,但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事 实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。元素的半衰期反映的是原子核内部的性质， 与原子所处的化学状 态和外部条件无关。简单介绍：镭2267氮222的半衰期为1620年铀2387包234的半衰期为4.5亿年说明：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式 存在，或者加压，增温均不会改变。教师给出课堂巩固练习题例1:配平下列衰变方程234 921H 23090Th+( 42He )234 901H 23491Pa+( 0-1e )例2:牡232 -Th)经过次0c衰变和次