物理-新教材選擇性必修三-第2節(jié)-放射性元素的衰變課件

第2節(jié)放射性元素的衰變第2節(jié)放射性元素的衰變核心素養(yǎng)物理觀念科學思維科學態(tài)度與責任1.知道衰變及兩種衰變的規(guī)律，能熟練寫出衰變方程。2.掌握半衰期的概念及有關計算。3.知道核反應及其遵從的規(guī)律，會正確書寫核反應方程。4.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。5.了解放射性在生產和科學領域的應用，知道射線的危害及防護。1.體會半衰期與統(tǒng)計規(guī)律間的關系。2.體會核反應方程與化學反應方程的區(qū)別。3.體會放射性應用與危害的關系。射線在生產、生活、科技方面的應用核心素養(yǎng)物理觀念科學思維科學態(tài)度與責任1.知道衰變及兩種衰變知識點一原子核的衰變[觀圖助學]聽說過“點石成金”的傳說嗎？晉朝初年，南昌人許遜被朝廷任命為旌陽縣令，他看到很多老百姓的租稅交不了，非常同情他們，用點石成金的法術，免去百姓的租稅。許遜真的能把石頭點成金子嗎？答案是否定的。那么，存在不存在能讓一種元素變成另一種元素的過程呢？知識點一原子核的衰變聽說過“點石成金”的傳說嗎？1.定義：原子核放出________或________，變成另一種原子核的過程。2.衰變類型 (1)α衰變：放射性元素放出α粒子的衰變過程。放出一個α粒子后，核的質量數________，電荷數________，成為新核。 (2)β衰變：放射性元素放出β粒子的衰變過程。放出一個β粒子后，核的質量數______，電荷數________。3.衰變規(guī)律：原子核衰變時________和________都守恒。α粒子β粒子減少4減少2不變增加1電荷數質量數1.定義：原子核放出________或________，變成4.衰變的實質(1)α衰變的實質：2個______和2個______結合在一起形成α粒子。(2)β衰變的實質：核內的______轉化為了一個______和一個______。(3)γ射線經常是伴隨α衰變和β衰變產生的。中子質子中子質子電子4.衰變的實質(1)α衰變的實質：2個______和2個__[思考判斷](1)原子核在衰變時，它在元素周期表中的位置不變。()(2)發(fā)生β衰變是原子核中的電子發(fā)射到核外。()(3)γ射線經常是伴隨α射線和β射線產生的。()××√[思考判斷](1)原子核在衰變時，它在元素周期表中的位置不變知識點二半衰期[問題助學]

地質工作者在野外的地層中發(fā)現一具恐龍化石，怎樣來確定它的形成年代呢？1.定義：放射性元素的原子核有______發(fā)生衰變所需的時間。2.特點 (1)不同的放射性元素，半衰期______，甚至差別非常大。 (2)放射性元素衰變的快慢是由__________________決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件__________。半數不同核內部自身的因素沒有關系知識點二半衰期 地質工作者在野外的地層中發(fā)現一具恐龍化石，3.適用條件：半衰期描述的是__________，不適用于單個原子核的衰變。4.半衰期的應用：利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點，可以通過測量其衰變程度來推斷______。統(tǒng)計規(guī)律時間3.適用條件：半衰期描述的是__________，不適用于單[思考判斷](1)半衰期是原子核有半數發(fā)生衰變需要的時間，經過兩個半衰期原子核就全部發(fā)生衰變。()(2)根據半衰期的計算，我們可以知道一個特定的原子核何時發(fā)生衰變。()(3)半衰期與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件都無關。()××√[思考判斷](1)半衰期是原子核有半數發(fā)生衰變需要的時間，經知識點三核反應1.定義：原子核在其他粒子的轟擊下產生__________或者發(fā)生狀態(tài)變化的過程。2.原子核的人工轉變 (1)1919年________用α粒子轟擊氮原子核，產生了氧的一種同位素，同時產生一個質子。3.遵循規(guī)律：________守恒，________守恒。新原子核盧瑟福質量數電荷數知識點三核反應3.遵循規(guī)律：________守恒，____知識點四放射性同位素及其應用1.放射性同位素(1)定義：具有________的同位素。(2)類型：______放射性同位素和______放射性同位素。(3)人工放射性同位素具有______豐富，輻射強度__________，半衰期______和放射性廢料容易______的優(yōu)點。放射性天然人工資源容易控制較短處理知識點四放射性同位素及其應用(1)定義：具有_______2.放射性同位素的應用(1)射線測厚度：使用放射性同位素發(fā)出的射線來測______。(2)放射治療：利用放射性同位素發(fā)出的______破壞癌細胞組織。(3)培優(yōu)保鮮：利用放射性同位素放出的射線照射______培養(yǎng)優(yōu)良品種等。(4)示蹤原子：一種元素的各種同位素具有________化學性質，用放射性同位素替換非放射性的同位素后可以探測出原子到達的位置。3.輻射與安全：人類一直生活在放射性的環(huán)境中，過量的射線對人體組織____________。要防止放射性物質對水源、空氣、用具等的污染。厚度射線種子相同的有破壞作用2.放射性同位素的應用(1)射線測厚度：使用放射性同位素發(fā)出[思考判斷](1)利用γ射線照射種子，可以培育出優(yōu)良品種。()(2)用γ射線照射食品可以殺死使食物腐敗的細菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期。()(3)任何放射性物質都可以作為示蹤原子使用。()√√×[思考判斷](1)利用γ射線照射種子，可以培育出優(yōu)良品種。([觀察探究]

如圖為α衰變、β衰變示意圖。核心要點原子核衰變的理解及探究[觀察探究]核心要點原子核衰變的理解及探究(1)當原子核發(fā)生α衰變時，原子核的質子數和中子數如何變化？為什么？(2)當發(fā)生β衰變時，新核的核電荷數相對原來的原子核變化了多少？新核在元素周期表中的位置怎樣變化？答案(1)當原子核發(fā)生α衰變時，原子核的質子數和中子數各減少2個。因為α粒子是原子核內2個質子和2個中子結合在一起放出來的。(2)當原子核發(fā)生β衰變時，新核的核電荷數相對于原來增加了1個。新核在元素周期表中的位置向后移動了1個位次。(1)當原子核發(fā)生α衰變時，原子核的質子數和中子數如何變化？[探究歸納]1.衰變實質[探究歸納]2.衰變規(guī)律

原子核發(fā)生衰變時，遵循三個守恒定律 (1)衰變前后的電荷數守恒。 (2)質量數守恒。 (3)動量守恒。3.衰變方程通式2.衰變規(guī)律4.確定原子核衰變次數的方法與技巧4.確定原子核衰變次數的方法與技巧由此可見，確定衰變次數可歸結為解一個二元一次方程組。(2)技巧：為了確定衰變次數，一般先由質量數的改變確定α衰變的次數(這是因為β衰變的次數多少對質量數沒有影響)，然后根據衰變規(guī)律確定β衰變的次數。由此可見，確定衰變次數可歸結為解一個二元一次方程組。A.α衰變、β衰變和β衰變B.β衰變、α衰變和β衰變C.β衰變、β衰變和α衰變D.α衰變、β衰變和α衰變A.α衰變、β衰變和β衰變答案A答案A[針對訓練1]

關于天然放射現象，下列說法正確的是(

)A.α射線是由氦原子核衰變產生B.β射線是由原子核外電子電離產生C.γ射線是由原子核外的內層電子躍遷產生D.通過化學反應不能改變物質的放射性解析α、β射線是天然放射性元素原子核衰變時產生的。γ射線是核反應過程中發(fā)生質量虧損時釋放出來的，故A、B、C三項錯誤；放射性是核本身的一個性質，故D項正確。答案D[針對訓練1]關于天然放射現象，下列說法正確的是()A92＝82＋2x－y②聯(lián)立①②解得x＝8，y＝6，即一共經過8次α衰變和6次β衰變。92＝82＋2x－y②(2)因為原子核的電荷數等于質子數，因此質子數減少92－82＝10個。原子核的質量數為質子數與中子數的和。故中子數減少量為(238－92)－(206－82)＝22個。答案見解析(2)因為原子核的電荷數等于質子數，答案見解析方法凝煉衰變次數的判斷技巧(1)衰變過程遵循質量數守恒和電荷數守恒。(2)每發(fā)生一次α衰變質子數、中子數均減少2。(3)每發(fā)生一次β衰變中子數減少1，質子數增加1。方法凝煉衰變次數的判斷技巧A.124、259 B.124、265C.112、265 D.112、277A.124、259 B.124、265答案D答案D[觀察探究]

如圖所示為氡衰變剩余質量與原有質量比值示意圖?？v坐標表示的是任意時刻氡的質量m與t＝0時的質量m0的比值。(1)每經過一個半衰期，氡原子核的質量變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?2)從圖上可以看出，經過兩個半衰期未衰變的原子核還有多少？核心要點對半衰期的理解和有關計算[觀察探究](1)每經過一個半衰期，氡原子核的質量變?yōu)樵瓉淼奈锢?新教材選擇性必修三-第2節(jié)-放射性元素的衰變課件[探究歸納]1.意義：表示放射性元素衰變的快慢。3.適用條件：半衰期是一個統(tǒng)計概念，是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結，對于一個特定的原子核，無法確定其何時發(fā)生衰變，半衰期只適用于大量的原子核。4.應用：利用半衰期非常穩(wěn)定的特點，可以測算其衰變過程，推算時間等。[探究歸納]3.適用條件：半衰期是一個統(tǒng)計概念，是對大量的原A.1g釷234經過48天將全部衰變B.1g釷234經過48天，有0.25g發(fā)生了衰變C.1g釷234經過48天，有0.75g發(fā)生了衰變D.在化合物中，釷234的半衰期比24天要短些，1g釷234要完全衰變用不了48天答案CA.1g釷234經過48天將全部衰變答案C[針對訓練3]

碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質量為m的碘131，經過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有(

)答案C[針對訓練3]碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質量為[問題探究]

下列方程中屬于衰變的是哪些？屬于核反應的是哪些？生成原來元素的同位素是哪些？放出β粒子的是哪些？核心要點核反應及核反應方程[問題探究]核心要點核反應及核反應方程提示首先從方程左端去判斷哪種是衰變、哪種是核反應，當方程左端只有一種元素的原子核時，只能是衰變，故②③為衰變，①④為核反應；而同位素的產生，是根據原子序數相同而質量數不同來判斷，所以①會生成原來元素的同位素；判斷β衰變，只需要看清衰變方程右端是否產生電子即可，應選③。提示首先從方程左端去判斷哪種是衰變、哪種是核反應，當方程左[探究歸納]1.核反應的條件：用α粒子、質子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉變。2.核反應的實質：用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子核內部使核發(fā)生了轉變。3.原子核人工轉變的三大發(fā)現[探究歸納]4.人工轉變核反應與衰變的比較 (1)不同點：原子核的人工轉變，是一種核反應，是其他粒子與原子核相碰撞的結果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生；而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理化學條件的影響。 (2)相同點：人工轉變與衰變過程一樣，在發(fā)生過程中質量數與電荷數都守恒，反應前后粒子總動量守恒。4.人工轉變核反應與衰變的比較[試題案例][例4]

完成下列核反應方程，并指出其中________是發(fā)現質子的核反應方程，________是發(fā)現中子的核反應方程。[試題案例]其中發(fā)現質子的核反應方程是(2)，發(fā)現中子的核反應方程是(4)。答案見解析其中發(fā)現質子的核反應方程是(2)，發(fā)現中子的核反應方程是(4方法凝煉書寫核反應方程三條重要原則(1)質量數守恒和電荷數守恒；(2)中間用箭頭，不能寫成等號；(3)核反應必須是實驗中能夠發(fā)生的，不能憑空杜撰。方法凝煉書寫核反應方程三條重要原則[針對訓練4]

在中子、質子、電子、正電子、α粒子中選出一個適當的粒子，分別填在下列核反應式的橫線上。[針對訓練4]在中子、質子、電子、正電子、α粒子中選出一個物理-新教材選擇性必修三-第2節(jié)-放射性元素的衰變課件[問題探究]

醫(yī)學上做射線治療用的放射性元素，使用一段時間后，當射線強度降低到一定程度時就需要更換放射材料，原來的材料成為核廢料，這些放射治療選用的放射性元素的半衰期應該很長還是較短？為什么？

提示應選用半衰期較短的。因為半衰期短的放射性廢料容易處理。當然也不能選用太短的，否則就需要頻繁更換放射材料了。核心要點放射性同位素及其應用[問題探究]核心要點放射性同位素及其應用[探究歸納]1.放射性同位素：具有放射性的同位素。

分類：(1)天然放射性同位素。(2)人工放射性同位素。2.人工放射性同位素的優(yōu)點 (1)資源豐富，應用廣泛。 (2)放射強度容易控制，可以制成各種所需的形狀，廢料容易處理。 (3)現在凡是用到射線時，用的都是人工放射性同位素，而不用天然放射性物質。[探究歸納]3.放射性同位素的主要作用(1)工業(yè)部門使用射線測厚度——利用γ射線的穿透特性。(2)醫(yī)學上——利用γ射線的高能量治療癌癥。(3)農業(yè)應用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細菌、抑制蔬菜發(fā)芽、延長保存期等。(4)做示蹤原子——利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學性質。3.放射性同位素的主要作用(1)工業(yè)部門使用射線測厚度——利[試題案例][例5]

(多選)下列關于放射性同位素的一些應用的說法中正確的是(

)A.利用放射性消除靜電是利用射線的穿透作用B.利用射線探測機器部件內部的砂眼或裂紋是利用射線的穿透作用C.利用射線改良品種是因為射線可使DNA發(fā)生變異D.在研究農作物合理施肥中是以放射性同位素作為示蹤原子[試題案例]A.利用放射性消除靜電是利用射線的穿透作用解析消除靜電是利用射線的電離作用使空氣導電，A錯誤；探測機器部件內部的砂眼或裂紋和改良品種分別是利用它的穿透作用和射線可使DNA發(fā)生變異，B、C正確；研究農作物對肥料的吸收是利用其作示蹤原子，D正確。答案BCD解析消除靜電是利用射線的電離作用使空氣導電，A錯誤；探測機[針對訓練5]

(多選)下列哪些應用是把放射性同位素作為示蹤原子的(

)A.γ射線探傷儀B.利用含有放射性碘131的油，檢測地下輸油管的漏油情況C.利用鈷60治療腫瘤等疾病D.把含有放射性元素的肥料施給農作物，用檢測放射性的辦法確定放射性元素在農作物內轉移和分布情況，找出合理施肥的規(guī)律解析A是利用了γ射線的穿透性；C利用了γ射線的高能量特性；B、D是利用其作為示蹤原子。答案BD[針對訓練5](多選)下列哪些應用是把放射性同位素作為示蹤[問題探究]

放射性污染對環(huán)境和人危害都很大，放射性物質發(fā)出的射線穿透力很強，我們對放射性污染是否無法防護？

提示放射線危害很難防護，但是通過屏蔽、隔離等措施可以進行有效防護，但防護的有效手段是提高防范意識。核心要點輻射與安全[問題探究]核心要點輻射與安全[探究歸納]射線在我們的生活中無處不在。在合理應用射線的同時，又要警惕它的危害，進行必要的防護。過量的輻射會對環(huán)境造成污染，對人類和自然產生破壞作用。如圖是國際通用的放射性標志。[探究歸納]射線在我們的生活中無處不在。在合理應用射線的同時[試題案例][例6]