第1、2節(jié)走進原子核放射性元素的衰變

1、第四章 原子核閱讀教材閱讀教材68-7468-74頁，獨立、快速完成回答以下問題，頁，獨立、快速完成回答以下問題，1212分鐘。分鐘。一一. .放射性的發(fā)現(xiàn)放射性的發(fā)現(xiàn) 1.1.放射性、放射性元素？放射性、放射性元素？ 2.2.天然放射性元素？天然放射性元素？二二. .原子核的組成原子核的組成 1.1.原子核的組成原子核的組成? ? 2. 2.原子核的表示方法？原子核的表示方法？三三. .原子核的衰變原子核的衰變 1. 1. 、 、 三種射線的特點是什么？三種射線的特點是什么？ 2. 2. 衰變？衰變時放射的射線來自哪里？衰變？衰變時放射的射線來自哪里？ 3. 3. 原子核在發(fā)生衰變時，遵循什

2、么規(guī)律？原子核在發(fā)生衰變時，遵循什么規(guī)律？四四. .半衰期半衰期 1. 1. 半衰期？衰變規(guī)律的數(shù)學(xué)表達式？半衰期？衰變規(guī)律的數(shù)學(xué)表達式？ 2. 2. 放射性元素的半衰期由什么決定放射性元素的半衰期由什么決定? ? 18961896年，法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能年，法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光，夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光，物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性放射性具有放射性的元素稱為具有放射性的元素稱為放射放射性元素性元素元素這種自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象叫做元素這種自發(fā)的放

3、出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象天然放射現(xiàn)象一一. .放射性的發(fā)現(xiàn)放射性的發(fā)現(xiàn) 放射性不是少數(shù)幾種放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)子序數(shù)大于大于8383的所有元素，的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于序數(shù)小于8383的元素，有的也的元素，有的也具有放射性具有放射性放大了放大了10001000倍的鈾礦石倍的鈾礦石中子（中子（ 不帶電，質(zhì)量與質(zhì)不帶電，質(zhì)量與質(zhì)子的幾乎相等）子的幾乎相等）質(zhì)子質(zhì)子( ( 帶正電，電荷量與電子帶正電，電荷量與電子的電荷量的絕對值相等）的電荷量的絕對值相等） 統(tǒng)稱統(tǒng)稱核子核子 二二. .原原 子子 核核

4、 的的 組組 成成 原子核原子核質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)核外電子數(shù)原子序數(shù)原子序數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)核子數(shù)核子數(shù)中子數(shù)中子數(shù)+ +質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)X表示元素符號表示元素符號Z表示電荷數(shù)表示電荷數(shù)A表示質(zhì)量數(shù)表示質(zhì)量數(shù)XAz表示氦原子核有表示氦原子核有2 2個質(zhì)個質(zhì)子子, ,質(zhì)量數(shù)為質(zhì)量數(shù)為4,4,即有即有2 2個中子個中子42He表示鈾原子核有表示鈾原子核有9292個質(zhì)個質(zhì)子子, ,質(zhì)量數(shù)為質(zhì)量數(shù)為235,235,即有即有143143個中子個中子. .23592U原子核的表示方法原子核的表示方法幾種常用的原子核的表示幾種常用的原子核的表示 粒子粒子質(zhì)子質(zhì)子中子中子42He11H10n01e電子 具有相同質(zhì)

5、子數(shù)而中子數(shù)不同的原子互稱為具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子互稱為同位素同位素氫的三種同位素：氫的三種同位素：氧的二種同位素：氧的二種同位素：11H21H31H168O178O同種元素的同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。同種元素的同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)。同位素同位素三種射線 、三種射線的性質(zhì)：最弱最弱最強最強c c 光子光子較弱較弱較弱較弱接近接近c c電離本領(lǐng)電離本領(lǐng)貫穿本領(lǐng)貫穿本領(lǐng)速率速率組成物質(zhì)組成物質(zhì) 射線射線射線種類射線種類氦核氦核He42電子電子e01最強最強最弱最弱c101三種放射性射線三種放射性射線氦核氦核電子電子電磁波電磁波 利用磁場將天然放射線分離開來并加以鑒別利用磁場將天然放射

6、線分離開來并加以鑒別 檢驗檢驗放射性射線的電性放射性射線的電性電電+不帶電的是不帶電的是射線射線帶正電是帶正電是 a a射線射線帶負(fù)電是帶負(fù)電是 射線射線射線射線a a射線射線 射線射線利用電場將天然放射線分離開來并加以鑒別利用電場將天然放射線分離開來并加以鑒別原子核的衰變原子核的衰變3.3.衰變遵循的原則：衰變遵循的原則：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。1.1.原子核的衰變：原子核的衰變：我們把原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ兾覀儼言雍擞捎诜懦瞿撤N粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儯╠ecaydecay）衰變時放射的射線來自原子核。衰變時放射的射

7、線來自原子核。2.2.衰變的分類：衰變的分類：（1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做 衰變衰變（2 2）衰變衰變: :原子核放出原子核放出粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做衰變衰變（3 3）衰變衰變: :伴隨伴隨 射線或射線或 射線產(chǎn)生射線產(chǎn)生. .HeRnRa422228622688 eMgNa0124122411 4.4.注意：注意：1 1、 放射性元素衰變不可能有單獨的放射性元素衰變不可能有單獨的衰變！衰變！2 2、衰變后元素的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，即：生成了新的原子核！、衰變后元素的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，即：生成了新的原子核！Tt210NtN Tttmm 2

8、10放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間叫放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間叫半衰期半衰期。半衰期越大，表明放射性元素的衰變越慢。半衰期越大，表明放射性元素的衰變越慢?；蚧蚴街惺街蠳 N表示該放射性物質(zhì)的表示該放射性物質(zhì)的原子核數(shù)，原子核數(shù)，m m表示該放射性表示該放射性物質(zhì)的質(zhì)量。以上各式左物質(zhì)的質(zhì)量。以上各式左邊的量都表示時間邊的量都表示時間t t后的后的剩剩余量余量。半衰期計算式為：計算式為：放射性元素的半衰期長短是由核內(nèi)部本身的因素決定的，原子所處的物理放射性元素的半衰期長短是由核內(nèi)部本身的因素決定的，原子所處的物理狀態(tài)狀態(tài)( (如壓強、溫度等如壓強、溫度等) )或化學(xué)狀

9、態(tài)或化學(xué)狀態(tài)( (如單質(zhì)、化合物如單質(zhì)、化合物) )無關(guān)。無關(guān)。半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，針對大量原子核，對有限數(shù)量的原子核無意義。半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，針對大量原子核，對有限數(shù)量的原子核無意義。(4)(4)不同的放射性元素，半衰期不同不同的放射性元素，半衰期不同例如：例如： 氡氡222222衰變?yōu)獒曀プ優(yōu)獒?18218的半衰期為的半衰期為3.83.8天天 鐳鐳226226衰變?yōu)殡彼プ優(yōu)殡?22222的半衰期為的半衰期為16201620年年 鈾鈾238238衰變?yōu)殁Q衰變?yōu)殁Q234234的半衰期長達的半衰期長達4.54.5109109年年(5)(5)半衰期的計算半衰期的計算例：已知釷例：已知釷234234的

10、半衰期是的半衰期是2424天，天，1g1g釷經(jīng)過釷經(jīng)過120120天后還剩多少？天后還剩多少？一、原子核的衰變一、原子核的衰變2.2.衰變原則：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。衰變原則：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。（1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做 衰變衰變（2 2）衰變衰變: :原子核放出原子核放出粒子的衰變叫做粒子的衰變叫做衰變衰變（3 3）衰變衰變: :總是伴隨總是伴隨 射線或射線或 射線產(chǎn)生射線產(chǎn)生. .1.1.原子核的衰變：我們把原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儯何覀儼言雍擞捎诜懦瞿撤N粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儯ㄔ?/p>

11、核的衰變（decaydecay） 二、半衰期二、半衰期1.1.半衰期半衰期: :放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期。放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期。2 2、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰變的快慢是核內(nèi)部自身因素、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰變的快慢是核內(nèi)部自身因素決定。放射性元素半衰變是一個統(tǒng)計規(guī)律。決定。放射性元素半衰變是一個統(tǒng)計規(guī)律。課堂總結(jié)課堂總結(jié)tmm)21(0當(dāng)堂測試當(dāng)堂測試1 1圖中圖中P P為放在勻強電場中的天然放射源，其放出的射線為放在勻強電場中的天然放射源，其放出的射線 在電在電 場的作用下

12、場的作用下分成分成a a、b b、c c三束，以下判斷正確的是三束，以下判斷正確的是A Aa a為為射線、射線、b b為為射線射線B Ba a為為射線、射線、b b為為射線射線C Cb b為為射線、射線、C C為為射線射線D Db b為為射線、射線、C C為為射線射線BC2 2完成核反應(yīng)方程：完成核反應(yīng)方程： ThTh Pa Pa 。 衰變?yōu)樗プ優(yōu)?的半衰期是的半衰期是1.21.2分鐘，則分鐘，則6464克克 經(jīng)過經(jīng)過6 6分鐘分鐘還有還有 克尚未衰變。克尚未衰變。2349023491Th23490Pa23491Th234902 e01 3.3.釷釷232232經(jīng)過經(jīng)過6 6次次 衰變和衰變和

13、4 4次次 衰變后變成一種穩(wěn)定的元素，這種元素是什么？衰變后變成一種穩(wěn)定的元素，這種元素是什么？它的質(zhì)量數(shù)是多少？它的原子序數(shù)是多少？它的質(zhì)量數(shù)是多少？它的原子序數(shù)是多少？4.4.本題中用大寫字母代表原子核，本題中用大寫字母代表原子核，E E經(jīng)經(jīng)衰變成為衰變成為F F，再經(jīng)，再經(jīng)衰變成為衰變成為G G，再經(jīng)，再經(jīng)衰變成為衰變成為H H。上述系列衰變可記為下式：。上述系列衰變可記為下式：另一系列衰變?nèi)缦拢毫硪幌盗兴プ內(nèi)缦拢阂阎阎狿 P和和F F是同位素，則（是同位素，則（ ）A.QA.Q和和G G是同位素，是同位素，R R和和H H是同位素是同位素 B.RB.R和和E E是同位素，是同位素，S S和和F F是同位素是同位素C.RC.R和和G G是同位素，是同位素，S S和和H H是同位素是同位素 D.QD.Q和和E E是同位素，是同位素，R R和和F F是同位素是同位素BHGFE SRQP 5.5.在垂直于紙面的勻強磁場中，有一原來靜止的原子核，該核衰變后，放出在垂直于紙面的勻強磁場中，有一原來靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖中的帶電粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖中a a、b b所示，由圖可知（所示，由圖可知（ ）A.A.該核發(fā)生的該核發(fā)生的衰變衰變B.B.該核發(fā)生的該核發(fā)生的衰變衰變C.C.磁場方向一定垂直紙面向里磁場方向一定垂直紙面向里D.D