高三物理教案 原子核衰變及半衰期

1、高三物理教案 原子核衰變及半衰期原子核衰變及半衰期新課標(biāo)要求1、知識(shí)與技能1理解天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律;2知道三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場(chǎng)區(qū)分它們;3知道放射現(xiàn)象的本質(zhì)是原子核的衰變;4知道兩種衰變的根本性質(zhì)，并掌握原子核的衰變規(guī)律;5理解半衰期的概念。2、過(guò)程與方法1可以純熟運(yùn)用核衰變的規(guī)律寫出核的衰變方程式;2可以利用半衰期來(lái)進(jìn)展簡(jiǎn)單計(jì)算課后自學(xué)。3通過(guò)觀察，考慮，討論，初步學(xué)會(huì)探究的方法;4通過(guò)對(duì)知識(shí)的理解，培養(yǎng)自學(xué)和歸納才能。3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀1樹立正確的，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度;2樹立辨證唯物主義的科學(xué)觀和世界觀。教學(xué)重點(diǎn)：天然放射現(xiàn)象及其規(guī)律，原子核的衰變規(guī)律及半衰期。教學(xué)難點(diǎn)：

2、知道三種射線的本質(zhì)，以及如何利用磁場(chǎng)區(qū)分它們及半衰期描繪的對(duì)象。教學(xué)方法：老師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備一引入新課本節(jié)課我們來(lái)學(xué)習(xí)新的一章：原子核。本章主要介紹了核物理的一些初步知識(shí)，核物理研究的是原子核的組成及其變化規(guī)律，是微觀世界的現(xiàn)象。讓我們走進(jìn)微觀世界，一起探究其中的奧秘!我們已經(jīng)知道原子由原子核與核外電子組成。那原子核內(nèi)部又是什么構(gòu)造呢?原子核是否可以再分呢?它是由什么微粒組成?用什么方法來(lái)研究原子核呢?人類認(rèn)識(shí)原子核的復(fù)雜構(gòu)造和它的變化規(guī)律，是從發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開場(chǎng)的，1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物可以發(fā)出看不見的射線，這

3、種射線可以穿透黑紙使照相底片感光。居里和居里夫人在貝克勒爾的建議下，對(duì)鈾和鈾的各種礦石進(jìn)展了深化研究，又發(fā)現(xiàn)了發(fā)射性更強(qiáng)的新元素。其中一種，為了紀(jì)念她的祖國(guó)波蘭而命名為釙Po，另一種命名為鐳Ra。二進(jìn)展新課1、天然放射現(xiàn)象1物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性radioactivity。元素這種自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象，具有放射性的元素稱為放射性元素。2放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于82的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性。2、射線到底是什么那這些射線到底是什么呢?把放射源放入由鉛做成的容器中，射線只能沉著器的小孔射出，成為細(xì)細(xì)的一

4、束。在射線經(jīng)過(guò)的空間施加磁場(chǎng)，發(fā)現(xiàn)射線如下圖：投影考慮與討論：你觀察到了什么現(xiàn)象?為什么會(huì)有這樣的現(xiàn)象?假如 射線， 射線都是帶電粒子流的話，根據(jù)圖判斷，他們分別帶什么電荷。假如不用磁場(chǎng)判斷，還可以用什么方法判斷三種射線的帶電性質(zhì)?射線分成三束，射線在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)，是受到力的作用。這個(gè)力是洛倫茲力，說(shuō)明其中的兩束射線是帶電粒子。根據(jù)左手定那么，可以判斷 射線都是正電荷， 射線是負(fù)電荷。帶電粒子在電場(chǎng)中要受電場(chǎng)力作用，可以加一偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，也能判斷三種射線的帶電性質(zhì)，如圖：我們已經(jīng)研究了這三種射線的帶電性質(zhì)，那么這些射線還有哪些性質(zhì)呢?請(qǐng)同學(xué)們閱讀課文后填寫表格?？磿偨Y(jié)。小結(jié)：實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：元素具有

5、放射性是由原子核本身的因素決定的，跟原子所處的物理或化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。不管該元素是以單質(zhì)的形式存在，還是和其他元素形成化合物，或者對(duì)它施加壓力，或者升高它的溫度，它都具有放射性。三種射線都是高速運(yùn)動(dòng)的粒子，能量很高，都來(lái)自于原子核內(nèi)部，這也使我們認(rèn)識(shí)到原子核蘊(yùn)藏有宏大的核能，原子核內(nèi)也有其復(fù)雜的構(gòu)造。例題：以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是 A. 射線粒子和電子是兩種不同的粒子 B.紅外線的波長(zhǎng)比X射線的波長(zhǎng)長(zhǎng)3、原子核的衰變1原子核的衰變?cè)雍朔懦龌蛄Ｗ?，由于核電荷?shù)變了，它在周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變。一種物質(zhì)變成另一種物質(zhì)。2衰變鈾238核放出一個(gè)粒子后，核的質(zhì)

6、量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2，變成新核-釷234核。那這種放出粒子的衰變叫做衰變。這個(gè)過(guò)程可以用衰變方程式來(lái)表示：23892U23490Th+42He3衰變方程式遵守的規(guī)律第一、質(zhì)量數(shù)守恒第二、核電荷數(shù)守恒衰變規(guī)律：AZXA-4Z-2Y+42He4衰變釷234核也具有放射性，它能放出一個(gè)粒子而變成23491Pa鏷，那它進(jìn)展的是衰變，請(qǐng)同學(xué)們寫出釷234核的衰變方程式?粒子用0-1e表示。釷234核的衰變方程式： 23490Th23491Pa+0-1e衰變前后核電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)都守恒，新核的質(zhì)量數(shù)不會(huì)改變但核電荷數(shù)應(yīng)加1衰變規(guī)律：AZXAZ+1Y+0-1e提問(wèn)：衰變假如按衰變方程式的規(guī)律來(lái)寫的話應(yīng)該

7、沒有問(wèn)題，但并不象衰變那樣容易理解，因?yàn)楹穗姾蓴?shù)要增加，學(xué)生會(huì)問(wèn)為什么會(huì)增加?哪來(lái)的電子?原子核內(nèi)雖然沒有電子，但核內(nèi)的的質(zhì)子和中子是可以互相轉(zhuǎn)化的。當(dāng)核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)同時(shí)要產(chǎn)生一個(gè)電子：10n11H+0-1e 這個(gè)電子從核內(nèi)釋放出來(lái)，就形成了衰變?？梢钥闯鲂潞松倭艘粋€(gè)中子，卻增加了一個(gè)質(zhì)子，并放出一個(gè)電子。5射線是由于原子核在發(fā)生衰變和衰變時(shí)原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的光能量輻射，通常是伴隨射線和射線而產(chǎn)生。射線的本質(zhì)是能量。理解射線的本質(zhì)，不能單獨(dú)發(fā)生。4、半衰期提問(wèn)：閱讀教材半衰期部分放射性元素的衰變的快慢有什么規(guī)律?用什么物理量描繪?這種描繪的對(duì)象是誰(shuí)?氡的衰變圖的投影：m/m0=1/2

8、n學(xué)生交流閱讀體會(huì)：1氡每隔3.8天質(zhì)量就減少一半。2用半衰期來(lái)表示。3大量的氡核。總結(jié)：半衰期表示放射性元素的衰變的快慢;放射性元素的原子核，有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，叫做這種元素的半衰期;半衰期描繪的對(duì)象是大量的原子核，不是個(gè)別原子核，這是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。例如：物理上的概率問(wèn)題拋硬幣將1萬(wàn)枚硬幣拋在地上，那正反兩面的個(gè)數(shù)大概為5000對(duì)5000，但就某個(gè)硬幣來(lái)看要么是正面，要么是反面。這個(gè)事實(shí)告訴我們統(tǒng)計(jì)規(guī)律的對(duì)象僅僅對(duì)大量事實(shí)適用，對(duì)個(gè)別不適用。元素的半衰期反映的是原子核內(nèi)部的性質(zhì)，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān)。簡(jiǎn)單介紹：鐳226氡222的半衰期為1620年鈾238釷234的半衰期為4.5億年說(shuō)明：一種元素的半衰期與這種元素是以單質(zhì)形式還是以化合物形式存在，或者加壓，增溫均不會(huì)改變。老師給出課堂穩(wěn)固練習(xí)題例1：配平以下衰變方程23492U23090Th+ 42He 23490U23491Pa+ 0-1e 例2：釷23223290Th經(jīng)過(guò)_次