高中物理教科版高中選修-原子核教科物理選修-《放射性衰變》 高質(zhì)作品

課堂引入：

科學(xué)家如何測(cè)定地球的年齡呢？§3.2放射性衰變天然放射現(xiàn)象問(wèn)題1活動(dòng)一天然放射現(xiàn)象首先是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？

問(wèn)題2居里夫婦又發(fā)現(xiàn)了哪些放射性元素？

問(wèn)題3哪些元素具有天然放射性？

1986年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾化合物能放出某種射線，使密封完好的照相底片感光。這種輻射后來(lái)被人們稱為“貝克勒爾輻射”。天然放射現(xiàn)象活動(dòng)一問(wèn)題1天然放射現(xiàn)象首先是誰(shuí)發(fā)現(xiàn)的？

天然放射現(xiàn)象活動(dòng)一問(wèn)題2居里夫婦又發(fā)現(xiàn)了哪些放射性元素？

居里夫人認(rèn)為貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象具有普遍性，她首先使用了“放射性”一詞來(lái)描述物質(zhì)的這種性質(zhì)。她與丈夫皮埃爾·居里一起，經(jīng)過(guò)了艱苦的提純工作，于1898年從瀝青鈾礦鹽中分離出一種放射性比鈾強(qiáng)得多的新金屬元素——釙（Po）。1902年居里夫婦又證實(shí)了另一種放射性更強(qiáng)的金屬——鐳（Ra）的存在。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)放射性，貝克勒爾和居里夫婦分享了1903年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。天然放射現(xiàn)象活動(dòng)一問(wèn)題2居里夫婦又發(fā)現(xiàn)了哪些放射性元素？

比鉍（原子序數(shù)為83）重的元素都是具有放射性的，較輕的元素也有許多放射性同位素。例如，在碳的3種同位素中，就具有放射性，又如、、等。天然放射現(xiàn)象活動(dòng)一問(wèn)題3哪些元素具有天然放射性？

放射性元素放出的射線是什么呢？你能否想出一種方法來(lái)確定射線的帶電性質(zhì)呢？

問(wèn)題4天然放射現(xiàn)象活動(dòng)一帶正電帶負(fù)電不帶電帶正電帶負(fù)電不帶電衰變活動(dòng)二帶正電帶負(fù)電不帶電衰變活動(dòng)二α射線、β射線、γ射線的本質(zhì)是什么？分別有什么特點(diǎn)？問(wèn)題5α射線：氦原子核；穿透能力弱β射線：電子流；穿透能力強(qiáng)γ射線：電磁波；穿透能力極強(qiáng)α、β、γ三種射線的性質(zhì)、特點(diǎn)比較在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)情況的比較:在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，α射線偏轉(zhuǎn)較小，β射線偏轉(zhuǎn)較大，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖甲所示．

α射線軌跡更平緩，

β射線軌跡更彎曲！

在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，α射線偏轉(zhuǎn)半徑較大，β射線偏轉(zhuǎn)半徑較小，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖乙所示．

【例1】一置于鉛盒中的放射源發(fā)射出的α、β和γ射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)．進(jìn)入電場(chǎng)后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來(lái)方向行進(jìn)，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖所示，則圖中的射線a為_(kāi)______射線，射線b為_(kāi)_______射線．γβ

針對(duì)訓(xùn)練1天然放射性物質(zhì)的放射線包括三種成分，下列說(shuō)法正確的是

A．一張厚的黑紙能擋住α射線，但不能擋住β射線和γ射線B．某原子核在放出γ射線后會(huì)變成另一種元素的原子核C．三種射線中對(duì)氣體電離作用最強(qiáng)的是α射線D．β粒子是電子，但不是原來(lái)繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子1、定義：

原子核放出α粒子或β粒子后，變成另一種原子核，這種現(xiàn)象稱為原子核的衰變．2、分類：α衰變和β衰變

原子核進(jìn)行α衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2.α衰變的實(shí)質(zhì)：在放射性元素的原子核中，2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子結(jié)合得比較牢固，有時(shí)會(huì)作為一個(gè)整體從較大的原子核中釋放出來(lái)，其轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)為：衰變活動(dòng)二什么是放射性衰變？遵循什么規(guī)律？問(wèn)題6

原子核進(jìn)行β衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1.β衰變的實(shí)質(zhì)：原子核中的中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子且放出一個(gè)電子即β粒子，使核電荷數(shù)增加1，但β衰變不改變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)，其轉(zhuǎn)化實(shí)質(zhì)為：3、規(guī)律：衰變過(guò)程質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)、能量和動(dòng)量都守恒4、

γ輻射：（1）α或β衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能級(jí)，不穩(wěn)定，要向低能級(jí)躍遷，放出γ光子。（2）γ射線是在發(fā)生α或β衰變過(guò)程中伴隨而生，并不能獨(dú)立發(fā)生，所以只要有γ射線必有α或β衰變發(fā)生。（3）γ粒子是不帶電的粒子，因此γ射線并不影響原子核的核電荷數(shù)，故γ射線不會(huì)改變?cè)卦谥芷诒碇械奈恢茫?、

答案

(1)8次α衰變，6次β衰變

(2)10個(gè)；22個(gè)(3) A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18

1、定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間叫這種元素的半衰期。(半數(shù):對(duì)大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律)用符號(hào)“τ”表示2、理解：

（1）半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰變速率一定，不同元素的半衰期不同，有的差別可能很大．見(jiàn)教材P42,表3-2-1

（2）半衰期與其所處的物理和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)??！因?yàn)榉派湫允怯稍雍藘?nèi)部的狀態(tài)決定的，所以放射性元素的衰變速率也是由原子的內(nèi)部因素決定的，而通常放射性物質(zhì)所處的物理和化學(xué)狀態(tài)并不能改變其核的內(nèi)部狀態(tài)及結(jié)構(gòu)?；顒?dòng)三半衰期

式中N原、m0表示衰變前的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，T表示半衰期．4、應(yīng)用：P45,第3點(diǎn)

適用條件：半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對(duì)于一個(gè)特定的原子核，無(wú)法確定其何時(shí)發(fā)生衰變，但可以確定各個(gè)時(shí)刻發(fā)生衰變的概率，即某時(shí)衰變的可能性，因此，半衰期只適用于大量的原子核．3、公式