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1、一、天然放射现象一、天然放射现象1.1.放射性：物质发射射线的性质放射性：物质发射射线的性质2.2.放射性元素放射性元素 原子序数原子序数8383（包括（包括8383）以后的）以后的所有元素都具有天然放射性所有元素都具有天然放射性二、放射性射线的性质二、放射性射线的性质1.1.三种射线三种射线 、 、 2.2.三种射线的性质：三种射线的性质：最弱最弱最强最强c 光子光子较弱较弱较弱较弱接近接近c电离本领电离本领贯穿本领贯穿本领速率速率组成物质组成物质 射线射线射线种类射线种类氦核氦核电子电子最强最强最弱最弱类型二类型二类型二类型二原子核的组成原子核的组成例例例例2 2答案：答案：1） 88、1
2、38 2）Q=88e=1.41x10 c3)88-19第二节第二节 放射性元素的衰变放射性元素的衰变第十九章第十九章 原子核原子核一、衰变一、衰变 原子核放出原子核放出 粒子或粒子或 粒子粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变转变为新核的变化叫做原子核的衰变 衰变：放出衰变：放出粒子的衰变，如粒子的衰变，如 1.1.定义定义：2.2.种类：种类：衰变：衰变： 1. 1. 中间用单箭头，不用等号；中间用单箭头，不用等号；2.2.原子核发生衰变时，衰变前后的原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数电荷数和质量数都守都守恒恒 衰变：放出衰变：放出粒子的衰变，如粒子的衰变，如 衰变：衰变： 说明：说明
3、：1. 1. 中间用单箭头，不用等号；中间用单箭头，不用等号；2.2.原子核发生衰变时，衰变前后的原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数电荷数和质量数和质量数都守恒都守恒 3.电荷数、质量数守恒运用：电荷数、质量数守恒运用： 设一放射性元素设一放射性元素 经过经过n次次衰变后，再经衰变后，再经m次次衰变后变成变成稳定的新元素衰变后变成变成稳定的新元素 ,则该核反应则该核反应方程式为：方程式为：质量数守恒：质量数守恒：A=A +4n电荷数守恒：电荷数守恒：Z=Z + 2n - m以上两式联立得：以上两式联立得：n= m=思考：思考： 2382389292U (U (铀铀) )要经过几次要经过几次衰变
4、和衰变和衰变，才衰变，才能变为能变为 206206 8282Pb(Pb(铅铅) )？它的中子数减少了多少？它的中子数减少了多少？8 8次次 衰变，衰变，6 6次次 衰变，中子数减少衰变，中子数减少 22.22.求衰变次数求衰变次数 辐射辐射:衰变或衰变或衰变产生的新核往往处于高能级，衰变产生的新核往往处于高能级，不稳定状态。要向低能级跃迁，放出不稳定状态。要向低能级跃迁，放出光光子子射线经常是伴随射线经常是伴随射线和射线和 射线产生的，射线产生的，当放射性物质连续发生衰变时，原子核中当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生有的发生衰变，有的发生衰变，有的发生衰变，同时就衰变，同时就会伴随着
5、会伴随着辐射（辐射（没有没有衰变）。衰变）。这时，放这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有射性物质发出的射线中就会同时具有、和和三种射线。三种射线。元素的放射性与元素存在的状态无关，元素的放射性与元素存在的状态无关，放射性表明原子核是有内部结构的。放射性表明原子核是有内部结构的。说明：说明：二、半衰期(T) 1.1.意义：意义： 表示放射性元素衰变快慢的物理量表示放射性元素衰变快慢的物理量 2.2.定定义义：放放射射性性元元素素的的原原子子核核有有半半数数发发生生衰衰变所需的时间变所需的时间不同的放射性元素其半衰期不同不同的放射性元素其半衰期不同书第书第7171页页经过经过n个半衰期个半衰期
6、(T)其剩余的质量为：其剩余的质量为： 质量与原子个数相对应，故经过质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后个半衰期后剩余的粒子数为：剩余的粒子数为： 3.公式： 注意：注意：(1)(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关状态无关 (2)(2)半半衰衰期期是是一一个个统统计计规规律律，只只对对大大量量的的原原子子核核才才适适用用，对对少少数数原原子子核核是是不不适适用的用的课堂训练课堂训练：完成下列衰变方程，并注意它属：完成下列衰变方程，并注意它属于何种反应：于何种反应： (1) (1)
7、，属于，属于衰变；衰变；(3) (3) ；属于；属于衰变。衰变。(2) (2) ，属于，属于衰变；衰变； 练练习习1:1:关关于于、三三种种射射线线，下下列列说说法法中中正正确确的的是是（ ）A A、射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱B B、射射线线是是原原子子核核外外电电子子电电离离形形成成的的电电子子流流，它它具具有有中中等等的的贯贯穿能力穿能力C C、射线一般伴随着射线一般伴随着或或射线产生，它的贯穿能力最强射线产生，它的贯穿能力最强D D、射线是电磁波，它的电离作用最强射线是电磁波，它的电离作用最强C C题号题号分析分析结果结果A射
8、线射线:电离能力最强、穿透力最弱电离能力最强、穿透力最弱错错B射线：电离能力较弱、穿透力较强。射线：电离能力较弱、穿透力较强。实质：原子核内部中子转化为一个质子和一个实质：原子核内部中子转化为一个质子和一个电子，电子释放出去。电子，电子释放出去。01n 11H+-10e错错C射线：是伴随着射线：是伴随着或或射线产生的，原子由高射线产生的，原子由高激发态跃迁到较低能级释放出的能量，是电磁激发态跃迁到较低能级释放出的能量，是电磁波、电离能力最弱、穿透力最强。不带电。波、电离能力最弱、穿透力最强。不带电。对对D错错练习练习3 3：由原子核的衰变规律可知：由原子核的衰变规律可知 ( )( )CA A放
9、射性元素一次衰变可同时产生放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线和射线射线B B放射性元素发生放射性元素发生衰变时，新核的化学性质不变衰变时，新核的化学性质不变C C放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D D放放射射性性元元素素发发生生正正电电子子衰衰变变时时，新新核核质质量量数数不不变变，核核电电荷荷数数增增加加1 1题号题号分析分析结果结果A放射性元素一次衰变可产生放射性元素一次衰变可产生射线或射线或射线。射线。错错B发生发生衰变时，变成质子数增加衰变时，变成质子数增加1的新原子。的新原子。错错C衰变的快慢由原子核因素决定，跟原子所处物衰变的快慢由原子核
10、因素决定，跟原子所处物理状态（温度、压强等）和化学状态理状态（温度、压强等）和化学状态(单质、化单质、化合物等）无关合物等）无关对对D放放射射性性元元素素发发生生正正电电子子衰衰变变时时，新新核核质质量量数数不不变，核电荷数减小变，核电荷数减小1错错衰衰变变的的理理解解2钋钋210经经衰变成稳定的铅，其半衰期为衰变成稳定的铅，其半衰期为138天，质量为天，质量为64g的钋的钋210，经，经276天，求钋天，求钋的质量。的质量。 3放射性元素发生衰变时，可放出光子，这放射性元素发生衰变时，可放出光子，这光子是：光子是：A原子核外层电子受激发后产生的原子核外层电子受激发后产生的B原子核内层电子受激
11、后产生的原子核内层电子受激后产生的C产生衰变的这个原子核产生的产生衰变的这个原子核产生的D衰变后产生的新核产生的。衰变后产生的新核产生的。D类型三类型三类型三类型三半衰期的应用半衰期的应用例例例例3 3谢谢大家谢谢大家4氡氡222衰变为钋衰变为钋218的半衰期是的半衰期是3.8天，纯天，纯净的氡经过净的氡经过7.6天后，求氡与钋的原子数之比和天后，求氡与钋的原子数之比和氡与钋的质量之比。氡与钋的质量之比。1 31如图所示，如图所示，x为未知的放射源，为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源为薄铝片，若在放射源和计数器之间和计数器之间加上加上L后后，计数器的计数器的计数率大幅度减小计数率大幅度减小
12、，在在L和和计数器之间计数器之间再加竖直向下的匀强磁场再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数器的计数率不变计数率不变，则则x可能是可能是()A和和的混合放射源的混合放射源 B纯纯放射源放射源C和和的混合放射源的混合放射源 D纯纯放射源放射源变式训练变式训练变式训练变式训练分析：分析：1.加加L后，计数率大幅度减小说后，计数率大幅度减小说明，含有穿透力很弱的粒子，明，含有穿透力很弱的粒子，粒子。粒子。2.再加竖直向下的匀强磁场，计数器的再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明含有不带电的粒子即计数率不变，说明含有不带电的粒子即射线射线C练习练习5 5：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止
13、的原子核，该在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可如图所示。由图可以判定以判定 （ ）A A、该核发生的是该核发生的是衰变衰变 B B、该核发生的是该核发生的是衰变衰变C C、磁场方向一定垂直于纸面向里磁场方向一定垂直于纸面向里D D、不能判定磁场方向向里还是向外不能判定磁场方向向里还是向外abBD分析：分析：1.放出的带电粒子和反冲核的运动方向放出的带电粒子和反冲核的运动方向相反。相反。2.原子核和反冲核系统动量守恒原子核和反冲核系统动量守恒:MV1=mv2.3.“异性内切、同性外
14、切异性内切、同性外切”：为：为粒子。粒子。4.r=mv/qB由于动量等大，则由于动量等大，则电量小，电量小，r大。大。a 为为粒子的轨迹，粒子的轨迹，b为反冲核的轨迹为反冲核的轨迹练习练习6 6：静止静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个当它放出一个粒子粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，后，其速度方向与磁场方向垂直，测得测得粒子和反冲核轨道半径之比为粒子和反冲核轨道半径之比为4444：1 1，如图所示：，如图所示：则（则（ ）A A、 粒子与反冲粒子的动粒子与反冲粒子的动 量大小相等，方向相反量大小相等，方向相反B B、原来放射性元素的原子核原
15、来放射性元素的原子核 电荷数为电荷数为9090C C、反冲核的核电荷数为反冲核的核电荷数为8888D D、粒子与反冲核的速度之粒子与反冲核的速度之 比为比为1 1：8888 R1R2ABC分析：分析：1.动量守恒动量守恒2.r=mv/qB则则44/1=q/2e所以反冲核所以反冲核q=88e。Q原原=88+2=903.不知质量比，无法确定速度比不知质量比，无法确定速度比一、原子核的衰变一、原子核的衰变2.2.衰变原则：衰变原则： 质量数质量数守恒，电荷数守恒。守恒，电荷数守恒。1.1.原子核的衰变：原子核的衰变：（1 1） 衰变衰变: :原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰
16、变 （2 2）衰变衰变: :原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变 （3 3）衰变衰变: :伴随伴随 射线或射线或 射线产生射线产生. .二、半衰期二、半衰期1 1、半衰期、半衰期: :放射性元素的原放射性元素的原子核有半数发生衰变所需子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的的时间，叫做这种元素的半衰期。半衰期。2 2、不同的放射性元素，半衰期不同、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。放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。课堂总结课堂总结放射性元素半衰变是一个统计规律放射性元素半衰变是一个统计规律。变式训练变式训练变式训练变式训练3有
17、甲、乙两种放射性元素，它的半衰期分别是有甲、乙两种放射性元素，它的半衰期分别是甲甲15天，天，乙乙30天，它们的质量分别为天，它们的质量分别为m甲甲、m乙乙，经过经过60天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之比之比M甲甲 M乙乙是是()A1 4 B4 1C2 1 D1 2M余余=M原原(1/2）n.和和n=t/T的应用的应用将将、三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图1913中表示射线偏转情况中正确的是中表示射线偏转情况中正确的是()课堂互动讲练课堂互动讲练类型一类型一类型一类型一三种射线的分析与鉴别三种射线的分析与鉴别例例例例1 1分析：分析：1.在磁场中在磁场中r=mv/qB，(求求r比值比值)或对于或对于粒子，粒子，m极小，相对说极小，相对说r小。小。A对。对。2.在电场中做类平抛运动在电场中做类平抛运动X=vt, y=at2/2=qEt2/2m=qEx2/2mv2.取一定的取一定的x值。对于值。对于粒子，粒子，m极小，极小，y值值较大。较大。D对对AD
