高三物理一輪復(fù)習(xí)課件【知識導(dǎo)圖+拓展訓(xùn)練】原子核和元素衰變

原子核的組成和元素衰變1.知道什么是放射性及放射性元素.2.知道三種射線的特征以及原子核的組成3.會正確書寫原子核符號學(xué)習(xí)目標(biāo)人們認(rèn)識原子核的結(jié)構(gòu)就是從天然放射性開始的。

人們通過什么現(xiàn)象或?qū)嶒灠l(fā)現(xiàn)原子核是由更小的微粒構(gòu)成的？

1896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。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．放射性元素：具有放射性的元素稱為放射性元素放射性：物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性．人們認(rèn)識原子核的結(jié)構(gòu)就是從天然放射性開始的。鋇鈾云母翠砷銅鈾礦斜水鉬鈾礦鈾鈣石礦

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)大于或等于83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．一天然放射現(xiàn)象放大了1000倍的鈾礦石在放射性現(xiàn)象中放出的射線是什么呢？它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性質(zhì)以外，還有些什么性質(zhì)呢？這些射線帶不帶電呢？二、射線到底是什么1.研究方法：讓射線通過電場和磁場來研究其性質(zhì)。三種射線在電場中的運(yùn)動軌跡不同三種射線在磁場中的運(yùn)動軌跡不同射線射線射線電離能力貫穿能力速度成分氦原子核高速電子流高能量電磁波1/10光速99%光速光速弱紙能檔住較強(qiáng)，幾毫米鋁板很強(qiáng)幾厘米鉛板幾十厘米混凝土很容易較弱更小帶電量2e-e0二、射線到底是什么2、各種射線的性質(zhì)和特性。本質(zhì)上α、β是實物粒子，γ射線是光子【深度思考】三種射線組成和性質(zhì)不同，若將放射源置于如圖所示的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場中，請根據(jù)三種射線的特點，畫出它們的大致軌跡.(1)在勻強(qiáng)電場中，γ射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運(yùn)動，α粒子和β粒子沿相反方向做類平拋運(yùn)動，在同樣的條件下，β粒子的偏移大，如圖所示.所以，在同樣條件下β粒子與α粒子偏移之比為(2)在勻強(qiáng)磁場中：γ射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，仍做勻速直線運(yùn)動，α粒子和β粒子沿相反方向做勻速圓周運(yùn)動，且在同樣條件下，β粒子的軌道半徑小，如圖所示.所以，在同樣條件下β粒子與α粒子的軌道半徑之比為元素的放射性如果一種元素具有放射性，那么不論它是以單質(zhì)，還是以某種化合物的形式存在，它放射性的強(qiáng)度不受影響.也就是說，射線來自

.這說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的.原子核三、原子核的組成1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核，得到了質(zhì)子。經(jīng)過研究證明，質(zhì)子帶正電荷，其電量和一個電子的電量相同，它的質(zhì)量等于一個電子質(zhì)量的1836倍.進(jìn)一步研究表明，質(zhì)子的性質(zhì)和氫原子核的性質(zhì)完全相同，所以質(zhì)子就是氫原子核.α粒子轟擊氮核

同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質(zhì)子。------質(zhì)子是原子核的組成部分。原子核是否只由質(zhì)子組成呢？核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量？

盧瑟福進(jìn)而猜想原子核內(nèi)存在不帶電的中子，這一猜想被他的學(xué)生查德威克用實驗證實，并得到公認(rèn)．核的質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量核的電量質(zhì)子電量>1932年英國物理學(xué)家查德威克又發(fā)現(xiàn)了中子，通過研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量基本相同，但是不帶電.是中性粒子.在對各種原子核進(jìn)行的實驗中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和電子是組成原子核的兩種基本粒子.

2.中子的發(fā)現(xiàn)3.原子核的表示:X表示

元素符號Z表示

質(zhì)子數(shù)A表示

質(zhì)量數(shù)有92個質(zhì)子,電荷數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為235，即有143個中子。表示鈾原子核有2個質(zhì)子,電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4,即有2個中子.表示氦原子核

如質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，（質(zhì)量數(shù)當(dāng)然不同），則互為同位素。（氕）（氘）（氚）核外電子數(shù)也相同；化學(xué)性質(zhì)相同，物理性質(zhì)不同?！旧疃人伎肌吭雍说碾姾蓴?shù)與它所帶電荷量，質(zhì)量數(shù)與它的質(zhì)量分別有什么關(guān)系？原子核所帶的電荷等于核內(nèi)質(zhì)子電荷的總和，所以，原子核所帶電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，用這個倍數(shù)表示原子核的電荷量；原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量總和，而質(zhì)子和中子質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個倍數(shù)稱為原子核的質(zhì)量數(shù).可見，電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)是一個純數(shù)字，與電荷量和質(zhì)量是不同的.已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核的質(zhì)量數(shù)是226.試問：(1)鐳核中有幾個質(zhì)子？幾個中子？(2)鐳核所帶電荷量是多少？(3)若鐳原子呈電中性，它核外有幾個電子？(1)88

138

(2)1.41×10－17C

(3)88

(4)113∶114總結(jié)提升電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝元素的原子序數(shù)＝中性原子核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)＝核子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù).原子核的衰變1.定義：原子核放出α粒子或β粒子，由于核電荷數(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.原子核衰變時電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒減少4減少2不變增加13.衰變規(guī)律：

守恒，

守恒.電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)衰變次數(shù)的分析計算方法：(1)依據(jù)：電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒.(2)方法：根據(jù)β衰變不改變質(zhì)量數(shù)的特點，可根據(jù)反應(yīng)先后質(zhì)量數(shù)的變化先確定α衰變的次數(shù)，然后計算出電荷數(shù)的改變，由其差值可確定β衰變的次數(shù).半衰期1.放射性元素的原子核有

發(fā)生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期.2.放射性元素衰變的快慢是由

的因素決定的，跟原子所處的

和

沒有關(guān)系.3.半衰期是一個

概念，是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對于一個特定的原子核，無法確定其何時發(fā)生衰變，但可以確定各個時刻發(fā)生衰變的概率，即某時刻衰變的可能性，因此，半衰期只適用于

原子核.半數(shù)核內(nèi)部自身化學(xué)狀態(tài)外部條件統(tǒng)計大量的經(jīng)過n個半衰期(T)其剩余的質(zhì)量為：

質(zhì)量與原子個數(shù)相對應(yīng)，故經(jīng)過n個半衰期后剩余的粒子數(shù)為：

(多選)14C發(fā)生放射性衰變?yōu)?4N，半衰期約5700年.已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少.現(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中1