高中二年级下学期物理《原子核的衰变》教学设计

原子核的衰变教学设计教材分析本节教学内容的基本转点础识从内容上来非常推象，从掌握知识的角度理野，记忆的成分较多。涉及较多的物理概念和物理思想，可以多方面培养学生思辨能力，提高学生科学素养。本节内容在章中的地位。本节课是这一章的重点内容，是第1节的内容延续和拓展。是高考中是热点问题之一。本节课主要分为两大部分:一是引导理解衰变规律和衰变实质。通过阅读教材、问题引领、等手段完成。另外，通过讨论辨析了电荷数守恒和质子数守恒、质量数守恒和质量守恒。学科核心素养物理观念：知道衰变、半衰期及原子核衰变的规律，了解核反应及放射性同位素应用的基本观念和相关实验证据。科学思维：理解原子核的衰变规律及半衰期的计算方法，掌握核反应方程的写法与放射性同位素的应用，培养分析、推理能力。科学探究：通过学习科学家对放射性元素衰变的探究，学会观察和思考，提升科学探究的能力。科学态度与责任：学会坚持实事求是的科学态度，体验科学家探索科学规律的艰辛和科学研究的价值，激发学习兴趣。教学重难点理解原子核的衰变规律及半衰期的计算方法，掌握核反应方程的写法与放射性同位素的应用，培养分析、推理能力。教学过程（一）衰变1.定义：原子核放出α粒子或β粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变。2.种类：(1)α衰变：放出α粒子的衰变，如(2)β衰变：放出β粒子的衰变，如思考讨论1：在a衰变中，新核的质量数与原来的核的质量数有什么关系?相对于原来的核在元素周期表中的位置，新核在元素周期表中的位置应当向前移还是向后移?要移动几位?你能概括出a衰变的质量数、核电荷数变化的一般规律吗?思考讨论2：在β衰变中,质量数、核电荷数有什么变化规律?原子核里没有电子，β衰变中的电子来自哪里?3．规律：原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒。衰变方程：α衰变：β衰变：说明：1.中间用单箭头，不用等号；2.是质量数守恒，不是质量守恒;3.方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。α衰变的实质：核内两个质子和两个中子紧密结合，作为一个整体，从核内抛射出来。β衰变的实质：核内的中子转变成了质子和电子4．γ辐射原子核的能量也是量子化的，其变化是不连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在着能级，且能级越低越稳定。放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，蕴藏在核内的能量往往会释放出来，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来。因此，γ射线经常是伴随α射线和β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α衰变，有的发生β衰变，同时就会伴随着γ辐射（注意：没有γ衰变）。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。注意：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α、β和γ三种射线。（二）、半衰期(T)1.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。2.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量。衰变定律和半衰期这叫衰变定律。式中N0是t=0时的原子核数目，N（t）是经时间t后还没有衰变的原子核的数目，λ叫衰变常数，对于不同的核素衰变常数λ不同。由此可知：不同的放射性元素其半衰期不同。如：氡222变成钋218的半衰期3.8天，镭226变成氡222的半衰期1620年，铀238变成钍234的半衰期4.5×109年！3.公式：经过n个半衰期(T)，其剩余的质量为：质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后剩余的粒子数为：注意：(1)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