核衰变与核反应方程

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1、第二节第二节 核衰变与核反应方程核衰变与核反应方程一、教学目标 1在物理知识方面要求 （1）了解天然放射现象，知道天然放射现象的实质是核的衰变 （2）知道三种射线的特性，了解如何判断三种射线所带电性 （3）知道衰变和衰变（4）了解半衰期的概念2掌握衰变和衰变的规律，引导学生运用质量数守恒和电荷数守恒的规律正确地写出核反应方程式 3使学生了解天然放射现象说明原子核还有进一步的结构，它打开了人们认识 原子核内部世界的大门，揭开了原子核物理的新篇章 二、重点、难点分析 1重点是使学生了解天然放射现象和它的实质，知道天然放射现象中放射出三 种射线的特性 2正确了解半衰期的概念是本节的难点 三、教具 1

2、分析判断三种射线带电性的实验 2列表总结三种射性的特性 投影幻灯、投影片 四、主要教学过程 （一）引入新课 复习提问： 1上章原子结构中，主要知识有哪些？ 2卢瑟福的原子核式结构模型的内容是什么？ 从原子结构的学习我们已明确原子不是不可再分的，它是由原子核和电子组成 的 通过卢瑟福的粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型 学习玻尔原子理论，我们知道了原子处于一系列可能的能量状态 而原子核是否可以再分，其内部结构如何是本章要学习的问题在 20 世纪头 10 年卢瑟福提出原子核式模型时，人们很快意识到 19 世纪末科学家们发现的 天然放射现象已经为人们打开了认识原子核内部世界的大门 （二）教学

3、过程设计 一 原子核的衰变 1天然放射现象 1895 年发现 X 射线后，法国科学家贝克勒耳在研究 X 射线与可见光的联系时， 将硫酸铀钾晶体与照相底片放在一起，他惊奇的发现：未经阳光照射的铀盐也 能使底片感光后来他又做了一系列有关实验，1896 年贝克勒耳宣布，铀和含 铀的矿物能发出某种看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光 物质发射这种射线的性质，叫做放射性具有放射性的元素，叫做放射性元 素在贝克勒耳的建议下，居里夫妇对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，并发现 了两种放射性更强的新元素，即钋（Po）和镭（Ra）其中“钋”是居里夫人 为了纪念她的祖国波兰而命名的 许多元素都有放射性，

4、原子序数大于 83 的所有天然存在的元素都具有放射 性这种能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象 由于发现放射性现象和对放射现象的研究，1903 年贝克勒耳和居里夫妇一起获 得诺贝尔物理学奖 2三种射线 放射线元素放出的射线到底是什么呢？科学家在铅块窄孔的底上，放有放射性 样品，孔的对面放着照相底片，没有电场时，底片显影后，正对窄孔有一个暗 斑在底片与铅块间加一电场，显影后底片上出现三个暗斑，带有正电的射线偏转较小，称为射线，带负电的射线偏转较大，称为射线，不发生偏转的射线不带电，称为射线 科学家进一步研究了三种射线的成分和性质，如图中表格所列（用投影幻灯打 出） 成分氦原子核（He）2 4电

5、子流电磁波很短速度1/10c接近c光速c贯穿本领很小很大最强电离能力很强很小最小 三种射线的性质：射线是由氦核构成，速度可达光速的 10 分之一，穿透能力 很弱，一张薄铝箔或一张薄纸就能将它挡住，但有很强的电离作用，很容易使空气电离射线是高速电子流，速度可达 0.9 倍光速，贯穿本领很大，能穿透几毫米厚的铝板，但电离能力较弱射线是波长极短的电磁波，贯穿本领 最强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离能力最小三种射线都是从原子核中放射出来的，当放射性物质衰变时，有时放射射线，有时放射射线，同时伴有射线，因此在射线中同时有、三种射线放射线的发现揭示了原子核结构的复杂性，促使人们对它做进一步的研究 二核反应

6、方程 衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰 变衰变过程遵守的原则：电荷数和质量数都守恒原子核符号：代表一个原XM Z子核符号，其中 X 为元素符号，如铀是 U，氧为 O；下标 Z 为电荷数，即核带 的电量数，也是此元素的原子序数，如 U 为 92，氧为 8；上标 M 为质量数如 U238 为 238，氧 16 为 O16即可用：U 和O 来表示。有时也可以简写成U 和O 或 U238 和 O16 来表示238 9216 823816衰变：原子核放出粒子的衰变叫做衰变 讨论提问： 写出 U238衰变的核反应方程式：新生成的核可以通过查元素周期表得出 归纳得到：衰变后

7、，新生成的核比原来的核质量数减少 4，电荷数减少 2，即 新核在元素周期表中位置比原来核的位置向前移两位其规律可以用通式表示：其中 X 表示原来的原子核，Y 为新生成的原子核衰变：原子核放出粒子的衰变叫做衰变讨论提问： 写出 Th234（钍）衰变的核反应方程式：PaeTh234 910 1234 90新生成的元素 Pa 是镤归纳得到：衰变后，新生成的核与原来的核质量数相同，电荷数增加 1，即新核在元素周期表中位置比原来核的位置向后移了一位其规律可以用通式表 示：射线：在原子核衰变过程中有过多的能量时，就会以光子的形式辐射出来，所以射线会伴随、射线同时产生，因此放射性物质发生衰变时，往往三种射线

8、同时产生 三半衰期 放射性元素衰变有一定的速率如氧 222 经衰变变为钋 218，每经过 3.8 天就 有一半的氡发生衰变，即经过 3.8 天后剩下一半的氡，再经过 3.8 天，剩下的氡 又有一半发生衰变，只剩下四分之一氡，再经 3.8 天剩下八分之一氡，再经 3.8 天剩下十六分之一氡， 半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间 半衰期反映放射性元素衰变的速率，每种放射性元素都有一定的半衰期，如镭 226 变为氡 222 的半衰期为 1620 年；铀 238 变为钍 234 的半衰期为 4.5109 年半衰期只与元素本身有关，与元素所处的物理、化学状态及周围环境、温 度都无关 思考

9、讨论： 10 克镭 226 变为氡 222 的半衰期为 1620 年，有人说：经过 1620 年有一半镭发 生衰变，还有镭 2265 克，再经过 1620 年另一半镭也发生了衰变，镭 226 就没 有了，对吗？为什么？ 归纳得到：不对，经过第二个 1620 年镭还剩 2.5 克，要正确理解半衰期的意 义（三）课堂小结1许多物质都有放出、射线的性质，称为放射性具有放射性的元素叫做放射性元素天然放射现象的发现为我们打开了认识原子核内部世界的大 门2三种放射线中，粒子为氦核；粒子为高速电子；粒子为波长很短的光子了解它们各自的特点 3了解衰变衰变、 衰变的物理意义，会写相应的核反应方程式 4半衰期是反映放射性元素本身衰变快慢的物理量，要正确理解它的物理意 义 （四）课堂练习 1写出以下元素进行一次衰变的核反应方程式：2写出以下元素进行一次衰变的核反应方程式：（五）作业