新教材同步系列2024春高中物理第五章原子核2放射性元素的衰变课件新人教版选择性必修第三册

第五章原子核2放射性元素的衰变学习目标学法与考法1．知道放射现象的实质是原子核的衰变2．知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律(重难点)3．理解半衰期的概念，知道半衰期的统计意义，会应用半衰期解决有关问题(重点)学法：①通过α衰变、β衰变学习，能够熟练运用核衰变的规律写出核衰变的方程式．②通过半衰期的学习，正确理解半衰期并能够利用半衰期来进行简单计算考法：①对衰变实质的考查．②对衰变规律和书写核的衰变方程的考查．③对半衰期的理解和计算的考查知识导图

课前•自主预习原子核的衰变1．定义：原子核放出________或________，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变．原子核衰变时电荷数和质量数都_______．α粒子β粒子守恒2．衰变类型(1)α衰变：减少4

减少2

不变增加1

3．衰变规律：________守恒，_________守恒．电荷数质量数当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？当发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？【答案】原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数各减少2个．当发生β衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1．新核在元素周期表中的位置较旧核后移一位．【答案】C半衰期1．定义：放射性元素的原子核有_______发生衰变所需的时间．2．特点(1)不同的放射性元素，半衰期________，甚至差别非常大．(2)放射性元素衰变的快慢是由___________________决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件________．3．适用条件：半衰期描述的是___________，不适用于少数原子核的衰变．半数不同核内部自身的因素无关统计规律在生产和科研中凡用到射线时，绝大多数是用人工放射性同位素，而不用天然放射性物质，人工放射性同位素与天然放射性物质相比，有哪些优点？【答案】种类多、放射强度容易控制、可以按需制定、半衰期短(废料易处理)等．C．由于衰变时释放巨大能量，衰变过程质量数不再守恒D．衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力【答案】AD【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒可知，质量数等于质子数和中子数之和，X的电荷数为92，质量数为235，质子数是92，中子数为143，A正确；半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，对个别的原子核没有意义，B错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减小，但质量数仍然守恒，C错误；衰变发出的γ射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，D正确．课堂•重难探究－探究原子核的衰变1．衰变规律：原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．2．衰变实质4．衰变方程的书写(1)核反应过程一般是不可逆的，所以核反应只能用单向箭头，不能用等号．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律而杜撰出不符合实际的生成物来书写核反应方程．(3)核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)而释放出核能．(4)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．对衰变的实质的理解例1关于天然放射现象，下列说法正确的是 (

)A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性【答案】D【解析】α、β射线是天然放射性元素原子核衰变时产生的．γ射线是核反应过程中发生质量亏损时释放出来的，故A、B、C错误．放射性是核本身的一种性质，故D正确．变式1下列说法中正确的是

(

)A．β衰变放出的电子来自组成原子核的电子B．β衰变放出的电子来自原子核外的电子C．α衰变说明原子核中含有α粒子D．γ射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波【答案】D【解析】原子核发生β衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子，A、B错误；α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起从原子核中释放出来，γ射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波，故D正确．衰变规律的应用A．X为质子B．该过程发生了一次α衰变C．该过程发生了两次β衰变【答案】C【答案】C确定原子核衰变次数的方法与技巧2．技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数．－探究半衰期的理解及应用1．半衰期公式式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，T半表示半衰期．2．对半衰期的理解(1)不同元素的半衰期不同，半衰期越长衰变越慢；半衰期越短，衰变越快．(2)半衰期是一个具有统计意义的物理量，一定量的放射性物质中的某一个具有放射性的原子核，经过多长时间发生衰变是偶然的，但数目巨大的放射性物质中，有一半原子核发生衰变的时间是稳定不变的，这就是半衰期的统计意义．因此半衰期是指放射性元素的大量原子核半数发生衰变所需要的时间，表示大量原子核衰变的快慢程度，因此半衰期的统计规律只适用于含有大量原子核的样品．(3)半衰期是放射性元素的性质，只与原子核本身的性质有关，与物理或化学状态无关，即一种放射性元素，不管它以单质存在还是以化合物的形式存在，或者对它加压，或者提高它的温度，都不能改变其半衰期．对半衰期的理解例3

(多选)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是 (

)A．原子核全部衰变所需要的时间的一半B．原子核有半数发生衰变所需要的时间C．相对原子质量减少一半所需要的时间D．元素原子核总质量减半所需要的时间【答案】BD【解析】放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫作这种元素的半衰期，它与原子核全部衰变所需要时间的一半不同．放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核，原来的放射性元素原子核的个数不断减少；当原子核的个数减半时，该放射性元素的原子核的总质量也减半，B、D正确．变式3下列有关半衰期的说法，正确的是 (

)A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素半衰期也变长C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度【答案】A【解析】放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，它反映了放射性元素衰变速度的快慢，半衰期越短，则衰变越快；某种元素的半衰期长短由其本身因素决定，与它所处的物理、化学状态无关，故A正确，B、C、D错误．半衰期公式的应用例4放射性同位素14C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．A．11.4天 B．7.6天C．5.7天 D．3.8天【答案】D理解半衰期应抓住两点1．半衰期由原子核内部自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件均无关．2．半衰期是一个统计规律，适用于对大量原子核衰变的计算，对于少量原子核不适用．小练•随堂巩固1．(2023年武汉阶段检测)下列哪些物理现象或物理实验能说明原子核内部有结构 (

)A．α粒子散射实验 B．天然放射性现象C．氢原子光谱 D．光电效应【答案】B【解析】天然放射现象是原子核发生衰变而产生的，说明原子核内部是有结构的，B正确，A、C、D错误．2．(2023年海南卷)钍元素衰变时会放出β粒子，其中β粒子是

(

)A．中子 B．质子C．电子 D．光子【答案】C【解析】放射性元素衰变时放出的三种射线α、β、γ分别是氦核流、电子流和光子流，C正确．3．(2023年淮安期末)14C可发生β衰变，2023年6月9日考古学家利用14C衰变的测年技术，分析三星堆的遗存年代，则14C (

)A．衰变过程中吸收能量B．衰变产