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1、第四章第四章 原子核原子核第二节第二节 放射性元素的衰变放射性元素的衰变第1页，共27页。射线射线射线射线高速氦核流高速氦核流(24He)高速电子流高速电子流(0-1e)射线射线 高频电磁波高频电磁波（高能光子流）（高能光子流）第2页，共27页。三种射线的特性：三种射线的特性：思考：思考： ？电离能力：电离能力：贯穿本领：贯穿本领：第3页，共27页。三种射线的特性三种射线的特性最强最强 较弱较弱 最弱最弱 最弱最弱较强较强最强最强三种射线的贯穿本领三种射线的贯穿本领第4页，共27页。 氦核流氦核流 电子流电子流高高 频频 电电 磁磁 波波 (光子流）光子流） +2e -e不带电不带电 最强最强
2、 较强较强 最弱最弱 0.1c 0.9c c 最弱最弱 较强较强 最强最强三种射线性质比较三种射线性质比较第5页，共27页。 思考：思考： 除了利用电场，我们还可以利用什么方法将除了利用电场，我们还可以利用什么方法将三种射线分开，并加以鉴别？三种射线分开，并加以鉴别？第6页，共27页。氦核流电子流光子流 法一：利用电场 法二：利用磁场第7页，共27页。视频：视频： 射线在云室中的轨迹射线在云室中的轨迹第8页，共27页。思考：思考： 为什么有的射线轨迹粗而直，有的却为什么有的射线轨迹粗而直，有的却细而弯呢？细而弯呢？ 第9页，共27页。衰变：衰变：一种元素一种元素经放射过程经放射过程变成另一种元
3、素变成另一种元素的现象，称的现象，称为原子核的衰变。为原子核的衰变。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；放出衰变；放出粒子的衰变粒子的衰变叫做叫做衰变衰变 ；射线是伴随着这两种衰变而产生的。射线是伴随着这两种衰变而产生的。第10页，共27页。衰变：衰变：一种元素一种元素经放射过程经放射过程变成另一种元素变成另一种元素的现象，称的现象，称为原子核的衰变。为原子核的衰变。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；放出衰变；放出粒子的衰变粒子的衰变叫做叫做衰变衰变 ；射线是伴随着这两种衰变而产生的。射线是伴随着这两种衰变而产生的。铀铀238238的的衰变方程：衰变方程：
4、钍钍234234的的衰变方程：衰变方程：原子核的衰变过程，可以用原子核的衰变过程，可以用衰变方程衰变方程来表示。来表示。 第11页，共27页。原子核发生衰变时，衰变前后的原子核发生衰变时，衰变前后的电荷电荷数和质量数数和质量数都守恒都守恒 规律：规律：第12页，共27页。原子核发生衰变时，衰变前后的原子核发生衰变时，衰变前后的电荷电荷数和质量数数和质量数都守恒都守恒 衰变：衰变： 衰变：衰变： 注意：注意：1. 1. 中间用单箭头，不用等号；中间用单箭头，不用等号；2. 2. 是质量数守恒，不是质量守恒是质量数守恒，不是质量守恒; ;3. 3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰方程及生成物
5、要以实验为基础，不能杜撰; ;4.4.衰变是自发进行的。衰变是自发进行的。规律：规律：衰衰变变方方程程衰衰变变方方程程第13页，共27页。讨论：讨论： 发生发生衰变或衰变或衰变时，原子核会发出衰变时，原子核会发出粒子或粒子或粒子，这是否代表原子核内有粒子，这是否代表原子核内有粒粒子或子或粒子呢？粒子呢？ 第14页，共27页。 半衰期：半衰期：原子核数目因衰变减少到原来一半所经原子核数目因衰变减少到原来一半所经过的时间，叫做半衰期过的时间，叫做半衰期 。 衰变规律：衰变规律： 第15页，共27页。衰变曲线衰变曲线第16页，共27页。练习：练习： 一块氡一块氡222放在天平的左盘时，需在天放在天平
6、的左盘时，需在天平的右盘加平的右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，砝码，天平才能处于平衡，氡氡222发生发生衰变，经过一个半衰期以后，衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为（码为（ ） A222g B8g C2g D4g第17页，共27页。 半衰期：半衰期：原子核数目因衰变减少到原来一半所经过原子核数目因衰变减少到原来一半所经过的时间，叫做半衰期的时间，叫做半衰期 。 衰变规律：衰变规律： 衰变后尚未发生衰变尚未发生衰变的放射性元素质量衰变后尚未发生衰变尚未发生衰变的放射性元素原子数第18页，共27页。练习：练习： 一块氡一块氡
7、222放在天平的左盘时，需在天放在天平的左盘时，需在天平的右盘加平的右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，砝码，天平才能处于平衡，氡氡222发生发生衰变，经过一个半衰期以后，衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为（码为（ D ） A222g B8g C2g D4g第19页，共27页。 平均寿命：平均寿命：放射性元素的平均存活时间叫做放射性元素的平均存活时间叫做平均寿命，用符号平均寿命，用符号 表示。表示。 半衰期与平均寿命的关系：半衰期与平均寿命的关系：第20页，共27页。 讨论与交流：讨论与交流： 对某一个确定的铀对某一个确定的
8、铀238原子核，我们能够原子核，我们能够准确预言它会在什么时候衰变吗？为什么？准确预言它会在什么时候衰变吗？为什么？ 半衰期的适用条件：半衰期的适用条件：只适用于大量的原子核只适用于大量的原子核，对个别或少数原子核半衰期是没有意义的。对个别或少数原子核半衰期是没有意义的。 第21页，共27页。思考：思考： 放射性元素衰变的快慢与原子所处的物理放射性元素衰变的快慢与原子所处的物理状态或化学状态有关吗？为什么？状态或化学状态有关吗？为什么？放射性元素的半衰期只由原子核本身放射性元素的半衰期只由原子核本身的因素决定，与原子所处的物理状态的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关。或化学状态无关。
9、 第22页，共27页。练习：练习：yxABD第23页，共27页。2.2.在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止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，放出的带电粒子和反的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（ ）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、磁场方向一定垂直于纸面向里面向里D D、不能判定磁场方向向里还、不能判定磁场方向向里还是向外是向外abBD第24页，共27页。 3.3.静止在匀强磁场中的某放射性元素的原静止在匀
10、强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个子核，当它放出一个粒子后，其速度方向粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道粒子和反冲核轨道半径之比为半径之比为4444：1 1，如图所示：则（，如图所示：则（ ）A A、 粒子与反冲粒子的动量大粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反小相等，方向相反B B、原来放射性元素的原子核电、原来放射性元素的原子核电荷数为荷数为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比粒子与反冲核的速度之比为为1 1：8888R1R2ABC第25页，共27页。静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后1 1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等，、放出的粒子与反冲核的动量大小相等， 方向相反方向相反; ;2 2、粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆, , 粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆; ;3 3、大圆轨道一定是带电粒子（、大圆轨道一定是带电粒子（粒子或粒子或粒子）粒子）的，小圆轨道一定是反冲核的。的，小圆轨道一定是反冲核的。 小结：小结：第26页，共27页。谢谢！谢谢！第27页，共27页。
