物理選修3-5-19.2-放射性元素的衰變-LI備課講稿

1、XAz第一頁，共21頁。回顧：三種回顧：三種(sn zhn)放射性射線的放射性射線的性質(zhì)性質(zhì)三種射線三種射線(shxin) (shxin) 、三種射線三種射線(shxin)(shxin)的性質(zhì)：的性質(zhì)：最弱最弱最強(qiáng)最強(qiáng)c 光子光子較弱較弱較弱較弱接近接近c(diǎn) 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(qiáng)最強(qiáng)最弱最弱c101第二頁，共21頁。一、原子核的衰變一、原子核的衰變(shuibin)(shuibin)2.2.衰變遵循衰變遵循(zn xn)(zn xn)的原則：的原則：質(zhì)量數(shù)守恒質(zhì)量數(shù)守恒(shu hn)(shu hn

2、)，電荷數(shù)守恒電荷數(shù)守恒(shu hn)(shu hn)。 原子核放出原子核放出粒子或粒子或粒子，由于核電粒子，由于核電荷數(shù)變了，它在周期表中的位置就變了，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。變成另一種原子核。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雍说乃シN粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ冏?第三頁，共21頁。（1 1） 衰變衰變(shuibin):(shuibin):原子核放出原子核放出 粒子的衰變粒子的衰變(shuibin)(shuibin)叫做叫做 衰變衰變(shuibin)(shuibin)

3、 XAZHeThU422349023892 HeRnRa422228622688 ?23892U?23090ThHeRaTh422268823090 He42 YAZ42 3.3.原子核衰變?cè)雍怂プ?shuibin)(shuibin)的分類的分類: :第四頁，共21頁。（1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子粒子(lz)(lz)的衰變叫做的衰變叫做 衰變衰變 XAZHe42 YAZ42 3.3.原子核衰變?cè)雍怂プ?shuibin)(shuibin)的分類的分類: :（2 2）衰變衰變: :原子核放出原子核放出粒子粒子(lz)(lz)的衰變叫的衰變叫做做衰變衰變 ePaTh012

4、349123490 XAZeMgNa0124122411 ?2411Nae01 YAZ 1 第五頁，共21頁?！舅伎肌舅伎?sko)與討論】與討論】原子核里沒有電子，原子核里沒有電子，衰變衰變(shuibin)中的中的電子來自哪里？電子來自哪里？粒子又來自哪里？粒子又來自哪里？11H10n01eHeHn42111022第六頁，共21頁。（1 1） 衰變衰變: :原子核放出原子核放出 粒子粒子(lz)(lz)的衰變叫的衰變叫做做 衰變衰變 XAZHe42 YAZ42 3.3.原子核衰變?cè)雍怂プ?shuibin)(shuibin)的分類的分類: :（2 2）衰變衰變: :原子核放出原子核放出粒子

5、粒子(lz)(lz)的衰變叫的衰變叫做做衰變衰變 XAZe01 YAZ 1 （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. .第七頁，共21頁。1、 核反應(yīng)過程一般不可逆，所以核反應(yīng)過程只能核反應(yīng)過程一般不可逆，所以核反應(yīng)過程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)。用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)。2、核反應(yīng)生成物一定要以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，不能、核反應(yīng)生成物一定要以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，不能依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律(gul)杜撰出生成物來寫核杜撰出生成物來寫核反應(yīng)方程。反應(yīng)方程。3、核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反、核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中

6、反應(yīng)前后總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化且會(huì)釋應(yīng)過程中反應(yīng)前后總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化且會(huì)釋放出核能。放出核能。第八頁，共21頁。注意注意(zh y)：1、 放射性元素衰變放射性元素衰變(shuibin)不可能有單不可能有單獨(dú)的獨(dú)的?衰變衰變(shuibin)！2、衰變、衰變(shuibin)后元素的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生后元素的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，即：生成了新的原子核！了變化，即：生成了新的原子核！第九頁，共21頁。例：例： 經(jīng)過一系列經(jīng)過一系列衰變和衰變和衰變后，可以變衰變后，可以變成穩(wěn)定成穩(wěn)定(wndng)(wndng)的元素鉛的元素鉛206 206 ，問這一過，問這一過程程衰變和衰變和衰變次數(shù)？衰變次數(shù)？U23

7、892解：設(shè)經(jīng)過解：設(shè)經(jīng)過(jnggu)x(jnggu)x次次衰變，衰變，y y次次衰變衰變eyHexPbU01422068223892 2382064x92 = 82 + 2x - yx8y6)(20682Pb第十頁，共21頁。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，叫做時(shí)間，叫做(jiozu)(jiozu)這種元素的半衰期。這種元素的半衰期。 tmm)21(0 放射性元素的剩余質(zhì)量放射性元素的剩余質(zhì)量(zhling)(zhling)與原有質(zhì)量與原有質(zhì)量(zhling)(zhling)的關(guān)系：的關(guān)系：第十

8、一頁，共21頁。2 2、不同、不同(b tn)(b tn)的放射性元素，半的放射性元素，半衰期不同衰期不同(b tn)(b tn)例如例如(lr)(lr)： 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(zhǎng)達(dá)的半衰期長(zhǎng)達(dá)4.54.5109109年年第十二頁，共21頁。3 3、半衰期的計(jì)算、半衰期的計(jì)算(j sun)(j sun)例：已知釷例：已知釷234234的半衰期是的半衰期是2424天，天，1g1g釷經(jīng)過釷經(jīng)過(jng

9、gu)120(jnggu)120天后還剩多少？天后還剩多少？計(jì)算計(jì)算(j (j sun)sun)表達(dá)式表達(dá)式: : tmm)21(0 放射性元素的剩余質(zhì)量放射性元素的剩余質(zhì)量與原有質(zhì)量的關(guān)系：與原有質(zhì)量的關(guān)系：0.03125g第十三頁，共21頁?！菊n堂練習(xí)課堂練習(xí)】1.1.鉍鉍210210的半衰期是的半衰期是5 5天，經(jīng)過多少天，經(jīng)過多少(dusho)(dusho)天后，天后，20g20g鉍還剩鉍還剩1.25g?1.25g?2. 10克鐳克鐳226變?yōu)殡弊優(yōu)殡?22的半衰期為的半衰期為1620年，有人年，有人說：經(jīng)過說：經(jīng)過1620年有一半鐳發(fā)生衰變年有一半鐳發(fā)生衰變(shuibin)，還，還

10、有鐳（有鐳（226）5克，再經(jīng)過克，再經(jīng)過1620年另一半鐳也發(fā)生年另一半鐳也發(fā)生了衰變了衰變(shuibin)，鐳，鐳226就沒有了，對(duì)嗎？為什就沒有了，對(duì)嗎？為什么？么？ 4個(gè)半衰期，個(gè)半衰期，20天天第十四頁，共21頁。(1)“單個(gè)的微觀事件是不可預(yù)測(cè)的單個(gè)的微觀事件是不可預(yù)測(cè)的”，所以，放射性元素的，所以，放射性元素的半衰期，描述的是統(tǒng)計(jì)半衰期，描述的是統(tǒng)計(jì)(tngj)規(guī)律。規(guī)律。(2)半衰期的長(zhǎng)短由核內(nèi)部自身的因素決定，跟所處的化學(xué)半衰期的長(zhǎng)短由核內(nèi)部自身的因素決定，跟所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件都沒有關(guān)系。狀態(tài)和外部條件都沒有關(guān)系。4 4、注意、注意(zh y)(zh y)：第十五頁，

11、共21頁。5、應(yīng)用、應(yīng)用(yngyng)（1 1）、人們利用地殼巖石中存在的微量的放）、人們利用地殼巖石中存在的微量的放射性元素的衰變規(guī)律射性元素的衰變規(guī)律(gul)(gul)，測(cè)定地球的，測(cè)定地球的年齡為年齡為4646億年。地殼有一部漫長(zhǎng)的演變歷史，億年。地殼有一部漫長(zhǎng)的演變歷史，一部不斷變化、不斷發(fā)展的歷史。一部不斷變化、不斷發(fā)展的歷史。（2 2）、碳）、碳1414測(cè)年技術(shù)，測(cè)年技術(shù)，14C14C是具有放射性的碳是具有放射性的碳的同位素，能夠自發(fā)的進(jìn)行的同位素，能夠自發(fā)的進(jìn)行 衰變，變成衰變，變成氮。氮。第十六頁，共21頁。一、原子核的衰變一、原子核的衰變(shuibin)(shuibin

12、)2.2.衰變衰變(shuibin)(shuibin)原則：原則：質(zhì)量數(shù)守恒質(zhì)量數(shù)守恒(shu hn)(shu hn)，電荷數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒(shu hn)(shu hn)。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)樾潞说奈覀儼言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ㄗ兓凶鲈雍说乃プ儯╠ecay） （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.

13、.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。變所需的時(shí)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、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。放射性元素衰變的快慢是核內(nèi)部自身因素決定。課堂總結(jié)課堂總結(jié) tmm)21(0 放射性元素半衰變是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。放射性元素半衰變是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。第十七頁，共21頁。 1 1、關(guān)于、關(guān)于、三種三種(sn zhn(sn zhn) )射線，下列說法中正確的是（射線，下列說法中正確的是（ ）A A、射線是原子核自發(fā)射出

14、的氦核，它的電離作射線是原子核自發(fā)射出的氦核，它的電離作用最弱用最弱B B、射線是原子核外電子電離形成的電子流，它射線是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的貫穿能力具有中等的貫穿能力C C、射線一般伴隨射線一般伴隨(bn su)(bn su)著著或或射線產(chǎn)生，射線產(chǎn)生，它的貫穿能力最強(qiáng)它的貫穿能力最強(qiáng)D D、射線是電磁波，它的電離作用最強(qiáng)射線是電磁波，它的電離作用最強(qiáng)C C【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】第十八頁，共21頁。2圖中圖中P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，其放出的射線其放出的射線 在電在電 場(chǎng)的作用場(chǎng)的作用(zuyng)下分下分成成a、b、c三束，以下判斷正確的是三束，以下判斷正確的是Aa為為射線、射線、b為為射線射線Ba為為射線、射線、b為為射線射線Cb為為射線、射線、C為為射線射線Db為為射線、射線、C為為射線射線BC【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】第十九頁，共21頁。 3完成核反應(yīng)方程完成核反應(yīng)方程(fngchng)： Th Pa 。 衰變?yōu)樗プ優(yōu)?的半衰期是的半衰期是1.2分鐘，則分鐘，則64克克 經(jīng)過經(jīng)過6分鐘還有分鐘還有 克尚未衰變。克尚未衰變。2349023491Th23490Pa23491Th234902 e01 【課堂練習(xí)課堂練習(xí)】第二十頁，共21頁。 4：在垂直于紙面的勻強(qiáng)