《高中物理 第4章 第2节 放射性元素的衰变课件 粤教版选修3-5.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理 第4章 第2节 放射性元素的衰变课件 粤教版选修3-5.ppt（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二节放射性元素的衰变第二节放射性元素的衰变第四章第四章 原子核原子核 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接学学 习习目目 标标1知道原子核的衰变知道原子核的衰变2会会用用半半衰衰期期描描述述衰衰变变的的快快慢慢，知知道道半半衰衰期期的的统统计意义计意义3知知道道两两种种衰衰变变的的规规律律，能能够够熟熟练练写写出出衰衰变变方方程程 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接认识三种射线认识三种射线如图所示，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有如图所示，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有垂垂直直于于纸纸面面向向外外的的匀匀强强磁磁场场其其放放出出的的射射线线在在磁磁场场
2、的的作作用用下下分分成成a、b、c三三束束a、b、c三三条条射射线线哪哪个个是是射射线线、哪哪个个是是射线、哪个是射线、哪个是射线？射线？ 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接提提示示：由由左左手手定定则则知知a带带负负电电，应应为为射射线线；c带带正正电电，应应为为射线；射线；b不偏转不偏转，说明不带电说明不带电，应为应为射线射线1三种射线的比较三种射线的比较. 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接 (1)用用匀匀强强电电场场分分离离时时，带带正正电电的的射射线线沿沿电电场场方方向向偏偏转转，带带负负电电的的射射线线沿沿电
3、电场场的的反反方方向向偏偏转转，且且射射线线偏偏转转小小，射射线偏转大，而线偏转大，而射线不偏转如图所示射线不偏转如图所示(2)用用匀匀强强磁磁场场分分离离时时，射射线线和和射射线线沿沿相相反反的的方方向向做做匀匀速速圆圆周周运运动动，且且在在同同样样的的条条件件下下射射线线的的轨轨道道半半径径大大，射射线线的轨道半径小；的轨道半径小；射线不偏转如图所示射线不偏转如图所示 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接 人人类类认认识识原原子子结结构构和和开开发发利利用用原原子子能能经经历历了了十十分分曲曲折折的过程请按要求回答下列问题的过程请按要求回答下列问题(1)卢卢瑟瑟福福、玻玻尔尔
4、、查查德德威威克克等等科科学学家家在在原原子子结结构构或或原原子子核核的的研研究究方方面面做做出出了了卓卓越越的的贡贡献献请请选选择择其其中中的的两两位位，指指出出他他们们的主要成绩的主要成绩 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接 (2)在在贝贝可可勒勒尔尔发发现现天天然然放放射射现现象象后后，人人们们对对放放射射线线的的性性质质进进行行了了深深入入研研究究，如如图图所所示示为为三三种种射射线线在在同同一一磁磁场场中中的的运运动动轨轨迹迹，请请从从三三种种射射线线中中任任选选一一种种，写写出出它它的的名名称称和和一一种用途种用途 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接
5、解解析析：(1)卢卢瑟瑟福福提提出出了了原原子子的的核核式式结结构构模模型型；玻玻尔尔把把量量子子理理论论引引入入原原子子模模型型，并并成成功功解解释释了了氢氢原原子子光光谱谱；查查德德威威克克发发现现了了中中子子(选选两两个个即即可可)；(2)1为为射射线线，科科学学实实验验中中常常用用它它来来轰轰击击原原子子核核；2为为射射线线，照照射射种种子子，培培育育新新的的优优良良品品种种(任任选选一一个个)答案：答案：见解析见解析方方法法总总结结：熟熟记记物物理理学学史史上上的的一一些些重重大大发发现现，了了解解三三种种射射线的电性、用途等线的电性、用途等，是解好此题的前提是解好此题的前提 课堂训
6、练课堂训练1在在轧轧制制钢钢板板时时需需要要动动态态地地监监测测钢钢板板厚厚度度，其其检检测测装装置置由由放放射射源源、探探测测器器等等构构成成，如如下下图图所所示示该该装装置置中中探探测测器器接接收收到到的的是是(D)AX射线射线 B射线射线C射线射线 D射线射线解解析析：首首先先，放放射射源源放放出出的的是是射射线线、射射线线、射射线线，无无X射射线线，A项项错错误误；另另外外射射线线穿穿透透本本领领最最弱弱，一一张张纸纸就就能能挡挡住住，而而射射线线穿穿透透本本领领较较强强能能穿穿透透几几毫毫米米厚厚的的铝铝板板，射射线线穿穿透透本本领领最最强强，可可以以穿穿透透几几厘厘米米厚厚的的铅铅
7、板板，而而要要穿穿过过轧轧制制钢钢板板只只能能是是射线射线，因此因此D项正确项正确原子核的衰变原子核的衰变如如图图所所示示P为为放放在在匀匀强强电电场场中中的的天天然然放放射射源源，其其放放出出的的射射线线在在电电场场的的作作用用下下分分成成a、b、c三三束束则则a、b、c三三束束中中哪哪个个是是射射线、哪个是线、哪个是射线、哪个是射线、哪个是射线？射线？提提示示：a带带负负电电，应应为为射射线线；c带带正正电电，应应为为射射线线；b不带电不带电，应为应为射线射线 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接1定义定义一一种种元元素素经经放放射射过过程程变变成成另另一一种种元元素素的的现
8、现象象，称称为为原原子子核核的的衰变衰变2衰变规律衰变规律原子核衰变时，电荷数和质量数都守恒原子核衰变时，电荷数和质量数都守恒3衰变方程衰变方程(1)衰变：原子核放出一个衰变：原子核放出一个粒子，衰变方程为：粒子，衰变方程为：(2)衰变：原子核放出一个衰变：原子核放出一个粒子，衰变方程为：粒子，衰变方程为： 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接(3)射射线线经经常常是是伴伴随随衰衰变变或或衰衰变变而而产产生生，往往往往是是由由于于衰衰变变后后的的新新核核向向低低能能级级跃跃迁迁时时辐辐射射出出来来的的一一份份能能量量，原原子子核核释释放放出出一个一个光子不会改变它的质量数和核电荷
9、数光子不会改变它的质量数和核电荷数4衰变和衰变和衰变的实质衰变的实质(1)衰衰变变：粒粒子子实实质质就就是是氦氦核核，它它是是由由两两个个质质子子和和两两个个中中子子组组成成的的在在放放射射性性元元素素的的原原子子核核中中，两两个个质质子子和和两两个个中中子子结结合合得得比比较较紧紧密密，有有时时会会作作为为一一个个整整体体从从较较大大的的原原子子核核中中抛抛射射出来，这就是放射性元素发生的出来，这就是放射性元素发生的衰变现象，即衰变现象，即 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接(2)衰衰变变：原原子子核核里里虽虽然然没没有有电电子子，但但是是核核内内的的中中子子可可以以转转化化
10、成成质质子子和和电电子子，产产生生的的电电子子从从核核内内发发射射出出来来，这这就就是是衰衰变变衰衰变变是是原原子子核核中中的的一一个个中中子子转转化化成成一一个个电电子子和和一一个个质质子子，即即5衰变方程的书写衰变方程的书写(1)衰衰变变过过程程一一般般都都不不是是可可逆逆的的，所所以以衰衰变变方方程程只只能能用用单单向向箭箭头头表表示示反反应应方方向向，不不能能用用等等号号连连接接(2)衰衰变变的的生生成成物物一一定定要要以以实实验验为为基基础础，不不能能凭凭空空只只依依据据两两个个守守恒恒杜杜撰撰出出生生成成物物来来写写衰衰变变方方程程(3)当当放放射射性性物物质质发发生生连连续续衰衰
11、变变时时，原原子子核核中中有有的的发发生生衰衰变变，有有的的发发生生衰衰变变，同同时时伴伴随随着着辐辐射射这这时时可可连连续续放出三种射线放出三种射线 目标篇目标篇 预习篇预习篇 考点篇考点篇 栏目链接 核经一系列的衰变后变为核经一系列的衰变后变为 核，问：核，问：(1)一共经过几次一共经过几次衰变和几次衰变和几次衰变？衰变？(2) 与与 相比，质子数和中子数各少了多少？相比，质子数和中子数各少了多少？(3)综合写出这一衰变过程的方程综合写出这一衰变过程的方程解解析析：(1)设设U衰衰变变为为Pb经经过过x次次衰衰变变和和y次次衰衰变变，由由质质量量数数守恒和电荷数守恒可得：守恒和电荷数守恒可
12、得：2382064x 92822xy联立联立解得解得x8，y6.即一共经过即一共经过8次次衰变和衰变和6次次衰变衰变(2)由由于于每每发发生生一一次次衰衰变变质质子子数数和和中中子子数数均均减减少少2，每每发发生生一一次次衰衰变变中中子子数数少少1，而而质质子子数数增增1，故故 较较 质质子子数数少少10，中子数少中子数少22. (3)核反应方程为核反应方程为 . 答案：答案：(1)8次次衰变，衰变，6次次衰变衰变(2)10个；个；22个个(3)见解析见解析方法总结：方法总结：衰变次数的判断方法衰变次数的判断方法(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒(2)每
13、发生一次每发生一次衰变质子数、中子数均减少衰变质子数、中子数均减少2.(3)每发生一次每发生一次衰变中子数减少衰变中子数减少1，质子数增加质子数增加1. 课堂训练课堂训练2原原子子核核 经经放放射射性性衰衰变变变变为为原原子子核核 ，继继而而经经放放射射性性衰衰变变变变为为原原子子核核 ，再再经经放放射射性性衰衰变变变变为为原原子核子核 .放射性衰变放射性衰变、和和依次为依次为(A)A衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变B衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变C衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变D衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变解析：解析：根据衰变反应前后的质量数守恒和电荷数守恒特点根据衰变反应前后的质量
14、数守恒和电荷数守恒特点， 核核与与 核核比比较较可可知知，衰衰变变的的另另一一产产物物为为 ，所所以衰变以衰变为为衰变衰变，选项选项B、C错误；错误； 核核比比较较可可知知，衰衰变变的的另另一一产产物物为为01e，所所以以衰衰变变为为衰衰变变，选项选项A正确、正确、D错误错误 半衰期半衰期对于同一种元素，其半衰期是否变化？对于同一种元素，其半衰期是否变化？提示：提示：对于同一种元素对于同一种元素，其半衰期是不变的其半衰期是不变的1定义定义放放射射性性元元素素的的原原子子核核数数目目因因衰衰变变减减少少到到原原来来的的一一半半所所经过的时间，叫做半衰期，用符号经过的时间，叫做半衰期，用符号 表示
15、表示2物理意义物理意义半半衰衰期期是是描描述述放放射射性性元元素素衰衰变变快快慢慢的的物物理理量量；不不同同的的放放射射性性元元素素，其其半半衰衰期期不不同同，有有的的差差别别很很大大半半衰衰期期越越大大，表表明明放放射性元素衰变得越慢射性元素衰变得越慢3公式公式式式中中N0、m0表表示示衰衰变变前前的的原原子子数数和和质质量量，N、m表表示示衰衰变变后后的的尚尚未未发发生生衰衰变变的的原原子子数数和和质质量量，t表表示示衰衰变变时时间间， 表表示示半半衰期衰期4影响因素影响因素放放射射性性元元素素衰衰变变的的快快慢慢是是由由原原子子核核内内部部因因素素决决定定的的，跟跟原原子子所所处处的的物
16、物理理状状态态(如如温温度度、压压强强)或或化化学学状状态态(如如单单质质、化化合合物物)无无关关即即一一种种放放射射性性元元素素，不不管管它它以以单单质质存存在在还还是是以以化化合合物物的的形形式式存存在在，或或者者对对它它加加压压，或或者者增增高高它它的的温温度度，它它的的半半衰衰期是固定不变的期是固定不变的5适用条件适用条件半半衰衰期期是是大大量量原原子子核核衰衰变变的的统统计计规规律律，只只对对大大量量原原子子核核才才有有意意义义，个个别别原原子子核核经经过过多多长长时时间间发发生生衰衰变变是是偶偶然然的的，是是无无法法预测的，故对个别或极少数的原子核，无半衰期而言预测的，故对个别或极
17、少数的原子核，无半衰期而言 碘碘131核不稳定，会发生核不稳定，会发生衰变，其半衰期为衰变，其半衰期为8天天(1)碘碘131核核的的衰衰变变方方程程： _(衰衰变变后后的的元元素素用用X表表示示)(2)经过经过_天有天有75%的碘的碘131核发生了衰变核发生了衰变解析：解析：(1)根据质量数、电荷数守恒根据质量数、电荷数守恒， (2)根据根据mm0 得得，0.25 m0m0 ，解得解得t16天天答案：答案：(1) (2)16 课堂训练课堂训练3放放射射性性同同位位素素 的的样样品品经经过过6小小时时还还剩剩下下 没没有有衰衰变变，它的半衰期是它的半衰期是(A)A2小时小时 B1.5小时小时C1.17小时小时 D0.75小时小时解解析析：我我们们知知道道，放放射射性性元元素素衰衰变变一一半半所所用用的的时时间间是是一一个个半半衰衰期期，剩剩下下的的元元素素再再经经一一个个半半衰衰期期只只剩剩下下 ，再再经经一一个个半半衰衰期期这这 又又会会衰衰变变一一半半，只只剩剩 ，所所以以题题中中所所给给的的6小小时时为为三三个个半半衰衰期期的的时时间间，因因而而该该放放射射性性同同位位素素的的半半衰衰期期应应是是2小小时时，也也可可根根据据m余余m原原 ，即即 ，得得 2小时小时
