高中物第4章 第2節(jié) 放射性元素的衰變 ppt課件

1、第二節(jié)放射性元素的衰變第二節(jié)放射性元素的衰變第四章第四章 原子核原子核 欄目鏈接學(xué)學(xué) 習(xí)習(xí)目目 標(biāo)標(biāo)1知道原子核的衰變知道原子核的衰變2會(huì)用半衰期描畫(huà)衰變的快慢，知道半衰期的統(tǒng)會(huì)用半衰期描畫(huà)衰變的快慢，知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義計(jì)意義3知道兩種衰變的規(guī)律，可以熟練寫(xiě)出衰變方知道兩種衰變的規(guī)律，可以熟練寫(xiě)出衰變方程程 欄目鏈接認(rèn)識(shí)三種射線認(rèn)識(shí)三種射線如下圖，放射源放在鉛塊上的細(xì)孔中，鉛塊上方有如下圖，放射源放在鉛塊上的細(xì)孔中，鉛塊上方有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)其放出的射線在磁場(chǎng)的作用下垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)其放出的射線在磁場(chǎng)的作用下分成分成a、b、c三束三束a、b、c三條射線哪個(gè)是三條射線哪個(gè)是射線

2、、哪個(gè)是射線、哪個(gè)是射線、哪個(gè)是射線、哪個(gè)是射線？射線？ 欄目鏈接提示：由左手定那么知提示：由左手定那么知a帶負(fù)電，應(yīng)為帶負(fù)電，應(yīng)為射線；射線；c帶正電，應(yīng)帶正電，應(yīng)為為射線；射線；b不偏轉(zhuǎn)，闡明不帶電，應(yīng)為不偏轉(zhuǎn)，闡明不帶電，應(yīng)為射線射線1三種射線的比較三種射線的比較. 欄目鏈接 (1)用勻強(qiáng)電場(chǎng)分別時(shí)，帶正電的用勻強(qiáng)電場(chǎng)分別時(shí)，帶正電的射線沿電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn)，射線沿電場(chǎng)方向偏轉(zhuǎn)，帶負(fù)電的帶負(fù)電的射線沿電場(chǎng)的反方向偏轉(zhuǎn)，且射線沿電場(chǎng)的反方向偏轉(zhuǎn)，且射線偏轉(zhuǎn)小，射線偏轉(zhuǎn)小，射線偏轉(zhuǎn)大，而射線偏轉(zhuǎn)大，而射線不偏轉(zhuǎn)如下圖射線不偏轉(zhuǎn)如下圖(2)用勻強(qiáng)磁場(chǎng)分別時(shí)，用勻強(qiáng)磁場(chǎng)分別時(shí)，射線和射線和射線沿相反的

3、方向做勻速射線沿相反的方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且在同樣的條件下圓周運(yùn)動(dòng)，且在同樣的條件下射線的軌道半徑大，射線的軌道半徑大，射線射線的軌道半徑小；的軌道半徑小；射線不偏轉(zhuǎn)如下圖射線不偏轉(zhuǎn)如下圖 欄目鏈接 人類認(rèn)識(shí)原子構(gòu)造和開(kāi)發(fā)利用原子能閱歷了非常曲折人類認(rèn)識(shí)原子構(gòu)造和開(kāi)發(fā)利用原子能閱歷了非常曲折的過(guò)程請(qǐng)按要求回答以下問(wèn)題的過(guò)程請(qǐng)按要求回答以下問(wèn)題(1)盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子構(gòu)造或原子核的盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子構(gòu)造或原子核的研討方面做出了杰出的奉獻(xiàn)請(qǐng)選擇其中的兩位，指出他們研討方面做出了杰出的奉獻(xiàn)請(qǐng)選擇其中的兩位，指出他們的主要成果的主要成果 欄目鏈接 (2)在貝可勒爾發(fā)

4、現(xiàn)天然放射景象后，人們對(duì)放射線的性在貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射景象后，人們對(duì)放射線的性質(zhì)進(jìn)展了深化研討，如下圖為三種射線在同一磁場(chǎng)中的運(yùn)質(zhì)進(jìn)展了深化研討，如下圖為三種射線在同一磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，請(qǐng)從三種射線中任選一種，寫(xiě)出它的稱號(hào)和一種動(dòng)軌跡，請(qǐng)從三種射線中任選一種，寫(xiě)出它的稱號(hào)和一種用途用途 欄目鏈接解析：解析：(1)盧瑟福提出了原子的核式構(gòu)造模型；玻爾把量子實(shí)盧瑟福提出了原子的核式構(gòu)造模型；玻爾把量子實(shí)際引入原子模型，并勝利解釋了氫原子光譜；查德威克發(fā)現(xiàn)際引入原子模型，并勝利解釋了氫原子光譜；查德威克發(fā)現(xiàn)了中子了中子(選兩個(gè)即可選兩個(gè)即可)；(2)1為為射線，科學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用它來(lái)轟射線，科學(xué)實(shí)驗(yàn)中

5、常用它來(lái)轟擊原子核；擊原子核；2為為射線，照射種子，培育新的優(yōu)良種類射線，照射種子，培育新的優(yōu)良種類(任選任選一個(gè)一個(gè))答案：見(jiàn)解析答案：見(jiàn)解析方法總結(jié)：熟記物理學(xué)史上的一些艱苦發(fā)現(xiàn)，了解三種射方法總結(jié)：熟記物理學(xué)史上的一些艱苦發(fā)現(xiàn)，了解三種射線的電性、用途等，是解好此題的前提線的電性、用途等，是解好此題的前提 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練1在軋制鋼板時(shí)需求動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)鋼板厚度，其檢測(cè)安裝由放在軋制鋼板時(shí)需求動(dòng)態(tài)地監(jiān)測(cè)鋼板厚度，其檢測(cè)安裝由放射源、探測(cè)器等構(gòu)成，如以下圖所示該安裝中探測(cè)器接納到射源、探測(cè)器等構(gòu)成，如以下圖所示該安裝中探測(cè)器接納到的是的是(D)AX射線射線 B射線射線C射線射線 D射線射線解析

6、：首先，放射源放出的是解析：首先，放射源放出的是射線、射線、射線、射線、射線，無(wú)射線，無(wú)X射射線，線，A項(xiàng)錯(cuò)誤；另外項(xiàng)錯(cuò)誤；另外射線穿透身手最弱，一張紙就能擋住，射線穿透身手最弱，一張紙就能擋住，而而射線穿透身手較強(qiáng)能穿透幾毫米厚的鋁板，射線穿透身手較強(qiáng)能穿透幾毫米厚的鋁板，射線穿透身射線穿透身手最強(qiáng)，可以穿透幾厘米厚的鉛板，而要穿過(guò)軋制鋼板只能手最強(qiáng)，可以穿透幾厘米厚的鉛板，而要穿過(guò)軋制鋼板只能是是射線，因此射線，因此D項(xiàng)正確項(xiàng)正確原子核的衰變?cè)雍说乃プ內(nèi)缦聢D如下圖P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，其放出的射線在電為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，其放出的射線在電場(chǎng)的作用下分成場(chǎng)的作用下分成a、

7、b、c三束那么三束那么a、b、c三束中哪個(gè)是三束中哪個(gè)是射射線、哪個(gè)是線、哪個(gè)是射線、哪個(gè)是射線、哪個(gè)是射線？射線？提示：提示：a帶負(fù)電，應(yīng)為帶負(fù)電，應(yīng)為射線；射線；c帶正電，應(yīng)為帶正電，應(yīng)為射線；射線；b不帶電，應(yīng)為不帶電，應(yīng)為射線射線 欄目鏈接1定義定義一種元素經(jīng)放射過(guò)程變成另一種元素的景象，稱為原子核的一種元素經(jīng)放射過(guò)程變成另一種元素的景象，稱為原子核的衰變衰變2衰變規(guī)律衰變規(guī)律原子核衰變時(shí)，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒原子核衰變時(shí)，電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒3衰變方程衰變方程(1)衰變：原子核放出一個(gè)衰變：原子核放出一個(gè)粒子，衰變方程為：粒子，衰變方程為：(2)衰變：原子核放出一個(gè)衰變：原子核放出一

8、個(gè)粒子，衰變方程為：粒子，衰變方程為： 欄目鏈接(3)射線經(jīng)常是伴隨射線經(jīng)常是伴隨衰變或衰變或衰變而產(chǎn)生，往往是由于衰變后衰變而產(chǎn)生，往往是由于衰變后的新核向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出來(lái)的一份能量，原子核釋放出的新核向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出來(lái)的一份能量，原子核釋放出一個(gè)一個(gè)光子不會(huì)改動(dòng)它的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)光子不會(huì)改動(dòng)它的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)4衰變和衰變和衰變的本質(zhì)衰變的本質(zhì)(1)衰變：衰變：粒子本質(zhì)就是氦核，它是由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子粒子本質(zhì)就是氦核，它是由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成的在放射性元素的原子核中，兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)組成的在放射性元素的原子核中，兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合得比較嚴(yán)密，有時(shí)會(huì)作為一個(gè)整體從較大

9、的原子核中拋射合得比較嚴(yán)密，有時(shí)會(huì)作為一個(gè)整體從較大的原子核中拋射出來(lái)，這就是放射性元素發(fā)生的出來(lái)，這就是放射性元素發(fā)生的衰變景象，即衰變景象，即 欄目鏈接(2)衰變：原子核里雖然沒(méi)有電子，但是核內(nèi)的中子可以轉(zhuǎn)衰變：原子核里雖然沒(méi)有電子，但是核內(nèi)的中子可以轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子，產(chǎn)生的電子從核內(nèi)發(fā)射出來(lái)，這就是化成質(zhì)子和電子，產(chǎn)生的電子從核內(nèi)發(fā)射出來(lái)，這就是衰衰變變衰變是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子，衰變是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子，即即5衰變方程的書(shū)寫(xiě)衰變方程的書(shū)寫(xiě)(1)衰變過(guò)程普通都不是可逆的，所以衰變方程只能用單向箭衰變過(guò)程普通都不是可逆的，所以衰變方程只能用單向

10、箭頭表示反響方向，不能用等號(hào)銜接頭表示反響方向，不能用等號(hào)銜接(2)衰變的生成物一定要衰變的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為根底，不能憑空只根據(jù)兩個(gè)守恒杜撰出生成物來(lái)寫(xiě)以實(shí)驗(yàn)為根底，不能憑空只根據(jù)兩個(gè)守恒杜撰出生成物來(lái)寫(xiě)衰變方程衰變方程(3)當(dāng)放射性物質(zhì)發(fā)生延續(xù)衰變時(shí)，原子核中有的當(dāng)放射性物質(zhì)發(fā)生延續(xù)衰變時(shí)，原子核中有的發(fā)生發(fā)生衰變，有的發(fā)生衰變，有的發(fā)生衰變，同時(shí)伴隨著衰變，同時(shí)伴隨著輻射這時(shí)可延輻射這時(shí)可延續(xù)放出三種射線續(xù)放出三種射線 欄目鏈接 核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)楹私?jīng)一系列的衰變后變?yōu)?核，問(wèn)：核，問(wèn)：(1)一共經(jīng)過(guò)幾次一共經(jīng)過(guò)幾次衰變和幾次衰變和幾次衰變？衰變？(2) 與與 相比，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)

11、各少了多少？相比，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少了多少？(3)綜合寫(xiě)出這一衰變過(guò)程的方程綜合寫(xiě)出這一衰變過(guò)程的方程解析：解析：(1)設(shè)設(shè)U衰變?yōu)樗プ優(yōu)镻b經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)x次次衰變和衰變和y次次衰變，由質(zhì)量數(shù)衰變，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得：守恒和電荷數(shù)守恒可得：2382064x 92822xy聯(lián)立解得聯(lián)立解得x8，y6.即一共經(jīng)過(guò)即一共經(jīng)過(guò)8次次衰變和衰變和6次次衰變衰變(2)由于每發(fā)生一次由于每發(fā)生一次衰蛻變子數(shù)和中子數(shù)均減少衰蛻變子數(shù)和中子數(shù)均減少2，每發(fā)生一，每發(fā)生一次次衰變中子數(shù)少衰變中子數(shù)少1，而質(zhì)子數(shù)增，而質(zhì)子數(shù)增1，故，故 較較 質(zhì)子數(shù)少質(zhì)子數(shù)少10，中子數(shù)少，中子數(shù)少22. (3)核反響方程為

12、核反響方程為 . 答案：答案：(1)8次次衰變，衰變，6次次衰變衰變(2)10個(gè)；個(gè)；22個(gè)個(gè)(3)見(jiàn)解析見(jiàn)解析方法總結(jié)：衰變次數(shù)的判別方法方法總結(jié)：衰變次數(shù)的判別方法(1)衰變過(guò)程遵照質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒衰變過(guò)程遵照質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒(2)每發(fā)生一次每發(fā)生一次衰蛻變子數(shù)、中子數(shù)均減少衰蛻變子數(shù)、中子數(shù)均減少2.(3)每發(fā)生一次每發(fā)生一次衰變中子數(shù)減少衰變中子數(shù)減少1，質(zhì)子數(shù)添加，質(zhì)子數(shù)添加1. 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練2 2 原 子 核 原 子 核 經(jīng) 放 射 性 衰 變 變 為 原 子經(jīng) 放 射 性 衰 變 變 為 原 子核核 ， 繼 而 經(jīng) 放 射 性 衰 變 變 為 原 子， 繼 而 經(jīng)

13、 放 射 性 衰 變 變 為 原 子核核 ， 再 經(jīng) 放 射 性 衰 變 變 為 原 子， 再 經(jīng) 放 射 性 衰 變 變 為 原 子核核 . .放射性衰變、和依次為放射性衰變、和依次為(A)(A)A A衰變、衰變、衰變和衰變和衰變衰變B B衰變、衰變、衰變和衰變和衰變衰變C C衰變、衰變、衰變和衰變和衰變衰變D D衰變、衰變、衰變和衰變和衰變衰變解析：根據(jù)衰變反響前后的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒特點(diǎn)，解析：根據(jù)衰變反響前后的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒特點(diǎn)， 核與核與 核比較可知，衰變的另一產(chǎn)物為核比較可知，衰變的另一產(chǎn)物為 ，所，所以衰變?yōu)橐运プ優(yōu)樗プ?，選項(xiàng)衰變，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；錯(cuò)誤； 核比較可知，

14、衰變的另一產(chǎn)物為核比較可知，衰變的另一產(chǎn)物為01e，所以衰變?yōu)?，所以衰變?yōu)樗プ?，衰變，選項(xiàng)選項(xiàng)A正確、正確、D錯(cuò)誤錯(cuò)誤 半衰期半衰期對(duì)于同一種元素，其半衰期能否變化？對(duì)于同一種元素，其半衰期能否變化？提示：對(duì)于同一種元素，其半衰期是不變的提示：對(duì)于同一種元素，其半衰期是不變的1定義定義放射性元素的原子核數(shù)目因衰變減少到原來(lái)的一半所放射性元素的原子核數(shù)目因衰變減少到原來(lái)的一半所經(jīng)過(guò)的時(shí)間，叫做半衰期，用符號(hào)經(jīng)過(guò)的時(shí)間，叫做半衰期，用符號(hào) 表示表示2物理意義物理意義半衰期是描畫(huà)放射性元素衰變快慢的物理量；不同的放射性半衰期是描畫(huà)放射性元素衰變快慢的物理量；不同的放射性元素，其半衰期不同，有的差別很

15、大半衰期越大，闡明放元素，其半衰期不同，有的差別很大半衰期越大，闡明放射性元素衰變得越慢射性元素衰變得越慢3公式公式式中式中N0、m0表示衰變前的原子數(shù)和質(zhì)量，表示衰變前的原子數(shù)和質(zhì)量，N、m表示衰變后表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子數(shù)和質(zhì)量，的尚未發(fā)生衰變的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，表示衰變時(shí)間， 表示表示半衰期半衰期4影響要素影響要素放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部要素決議的，跟原子放射性元素衰變的快慢是由原子核內(nèi)部要素決議的，跟原子所處的物理形狀所處的物理形狀(如溫度、壓強(qiáng)如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)形狀或化學(xué)形狀(如單質(zhì)、化合物如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān)即一種放射性元素，不論它以單質(zhì)存在還是以化

16、合物無(wú)關(guān)即一種放射性元素，不論它以單質(zhì)存在還是以化合物的方式存在，或者對(duì)它加壓，或者增高它的溫度，它的半衰的方式存在，或者對(duì)它加壓，或者增高它的溫度，它的半衰期是固定不變的期是固定不變的5適用條件適用條件半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對(duì)大量原子核才有半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對(duì)大量原子核才有意義，個(gè)別原子核經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生衰變是偶爾的，是無(wú)法意義，個(gè)別原子核經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生衰變是偶爾的，是無(wú)法預(yù)測(cè)的，故對(duì)個(gè)別或極少數(shù)的原子核，無(wú)半衰期而言預(yù)測(cè)的，故對(duì)個(gè)別或極少數(shù)的原子核，無(wú)半衰期而言 碘碘131核不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生核不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生衰變，其半衰期為衰變，其半衰期為8天天(1)碘碘131核的衰變方程：核的衰變方程： _(衰變后的元素用衰變后的元素用X表表示示)(2)經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)_天有天有75%的碘的碘131核發(fā)生了衰變核發(fā)生了衰變解析：解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒， (2)根據(jù)根據(jù)mm0 得，得，0.25 m0m0 ，解得解得t16天天答案：答案：(1) (2)16 課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練3 3放射性同位素放射性同位素 的樣品經(jīng)過(guò)的樣品經(jīng)過(guò)6 6小時(shí)還剩下小時(shí)還剩下 沒(méi)沒(méi)有衰變，它的半衰期是有衰變，它的半衰期是(A)(A)A A2 2小時(shí)小時(shí) B B1.51.5小時(shí)小時(shí)C C1.171.17小時(shí)小時(shí) D D0.750.75