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1、4.2 放射性元素的衰变,一、天然放射现象,放射性 放射性元素 原子序数83（包括83）以后的所有元素都具有天然放射性,原子核的放射性现象说明了原子核具有复杂的内部结构，要想研究原子核的结构首先要知道这些放射线到底是什么,一、探测射线的仪器和方法：,1、方法：,（1）射线使气体或液体电离，这些离子可使过饱 和汽产生云雾。,（2）使照相底片感光。,（3）使荧光物质产生荧光。,2、仪器：,（1）威尔逊云室：,构造：如图。,照相机,透明盖,饱和汽,放射源,活塞,原理：,在云室内加酒精，使室内 充满饱和气。然后使活塞 迅速下移一段距离，使酒精处于过饱和状态，这时若 有能量较高的粒子飞过，使沿途的气体分
2、子电离，过 饱和汽便以这些离子为核心凝成一条雾迹。,实验现象：,这些射线到底是什么呢？,经实验发现射线在电场中做如下偏转,实验分析表明：,射线,射线,射线一般看不到。,a射线在云室中的径迹：直而粗 原因：a粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生的粒子多,射线在云室中的径迹：比较细，而且常常弯曲 原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少,二、放射性射线的性质,三种射线 、 三种射线的性质：,氦核,电子,三、放射性元素的衰变,原子核的衰变,原子核放出粒子或粒子，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。,定义：一种元素经过放射过程变成另一种元
3、素的现象，称为原子核的衰变。,（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,2.原子核衰变的分类:,如：,（2）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,如：,通式：,通式：,这些衰变都有哪些特点？,3.衰变原则：电荷数守恒，质量数守恒,练习：写出如下元素的衰变方程,衰变:,衰变：,放射线元素的原子核在发生衰变或衰变后，产生的新核往往处于高能级，这时它要向地能级跃迁，并辐射光子。因此， 光子是伴随射线或射线产生的。,注意：,1、 放射性元素衰变不可能有单独的衰变！伴随射线或射线产生.（其原因也是能级的跃迁） 2、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！,例： 经过一系列衰变和衰变后，可以变
4、成稳定的元素铅206 ，问这一过程衰变和衰变次数？,解：设经过x次衰变，y次衰变,2382064x,92 = 82 + 2x - y,x8 y6,钍232经过6次衰变和4次衰变后变成一种稳定的元素，这种元素是什么？它的质量数是多少？它的原子序数是多少？,小练习：,问题4： 衰变、衰变表示了原子核是可以变化的，每一种元素的衰变快慢一样吗？衰变快慢有什么规律？如何描述这一变化规律？,半衰期,1、半衰期 大量的原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间，叫做半衰期。,2、不同的放射性元素，半衰期不同,例如： 氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天 镭226衰变为氡222的半衰期为1620年 铀2
5、38衰变为钍234的半衰期长达4.5109年,放射性元素经过t时间所剩余的质量：,质量与原子个数相对应,故经过t时间后剩余的粒子数为：,3.计算公式,注意,(2)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用的,(1)半衰期是由原子核内部本身的因素决定的,与原子所处的物理、化学状态无关. 不同元素半衰期不同。,小练习,铋210的半衰期是5天，经过多少天后，20g铋还剩1.25g?,走进高考：,判断古生物年代常用14C定年法。若干万年以前，始祖鸟通过摄食，吸收了植物中含有14C的营养物质，死亡后不再吸收。随着年代的推移，其体内14C的含量为现代鸟的 ，已知地表中14C的含量基
6、本不变，14C的半衰期为T年，试判断始祖鸟距今年代为： A B C D 2,C,一、原子核的衰变,2.衰变原则：,质量数守恒，电荷数守恒。,1.原子核的衰变：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（decay）,（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,（2）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,（3）衰变:总是伴随射线或射线产生.,二、半衰期,1、半衰期: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。,2、不同的放射性元素，半衰期不同,放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。,课堂总结,放射性元素半衰变是一个统计规律。,例题分析,例题：在垂直于纸面
7、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迹分别如图中a、b所示，由图可以知（ ） A.该核发生的衰变 B.该核发生的衰变 C.磁场方向一定垂直纸面向里 D.磁场方向向里还是向外不能判定,BD,a,b,高考题回顾：,1图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线 在电 场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是 Aa为射线、b为射线 Ba为射线、b为射线 Cb为射线、C为射线 Db为射线、C为射线,BC,2002年 上海,10完成核反应方程： Th Pa 。 衰变为 的半衰期是1.2分钟，则64克 经过6分钟还有 克尚未衰变。,2,高考题回顾：,例题分析,例题：本题中用大写字母代表原子核，E经衰变成为F，再经衰变成为G，再经衰变成为H。上述系列衰变可记为下式： 另一系列衰变如下： 已知P和F是同位素，则（ ） A.Q和G是同位素，R和H是同位素 B.R和E是同位素，S和F是同位素 C.R和G是同位素，S和H是同位素 D.Q和E是同位素，R和F是同位素,B,五、应用,1、 人们利用地壳岩石中存在的微量的放射性元素的衰变规律，测定地球的年龄为46亿年。地壳有一部漫长的演变历史，一部不断变化、不断发展的历史。 2、碳14测年技术，14C是具有放射性的碳的同位素，能够自发的进行 衰变，变成氮。,
