高考物理一輪復(fù)習(xí)課件第二節(jié)放射性元素的衰變

第二節(jié)

放射性元素的衰變第五章原子與原子核1.放射性的發(fā)現(xiàn)

【問題1】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)部又是什么結(jié)構(gòu)呢?原子核是否可以再分呢?它是由什么微粒組成?用什么方法來研究原子核呢?盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型小小的原子核內(nèi)部，會(huì)不會(huì)仍然有著復(fù)雜的結(jié)構(gòu)？1.放射性的發(fā)現(xiàn)1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子1932年,盧瑟福的學(xué)生查德威克發(fā)現(xiàn)中子10－15m

質(zhì)子：①電荷量

1.6×10-19C②質(zhì)量26×10-27kg中子：①電荷量

0②質(zhì)量49×10-27kg質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子

核式結(jié)構(gòu)模型1.放射性的發(fā)現(xiàn)

質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子

10－15m

質(zhì)子（P）中子（n）質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)（核子數(shù)）=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)

元素符號(hào)物理人必記4種常見原子核表示α粒子（氦核）質(zhì)子中子電子（β粒子）1.放射性的發(fā)現(xiàn)【例1—課本P123】考慮以下兩對(duì)核∶

和

，

和

.它們?cè)谀囊环矫媸窍嗨频?在哪一方面不同?(指的質(zhì)量數(shù)，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù))1.放射性的發(fā)現(xiàn)關(guān)于原子核內(nèi)部信息的研究，最早來自礦物的天然放射現(xiàn)象。釙(Po)鐳(Ra)居里夫婦貝克勒爾鈾和鈾礦物照相底片感光某種不可見的射線1.放射性的發(fā)現(xiàn)

放射性：物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)

放射性元素：具有放射性的元素天然放射性現(xiàn)象：放射性的元素自發(fā)地發(fā)射射線的現(xiàn)象①原子序數(shù)大于82的所有元素，都能自發(fā)的放出射線②原子序數(shù)小于83

的元素，有的也具有放射性。射線來源于原子核，表明原子核也有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。2.原子核衰變

【問題2】放射性元素放出的射線常見的有三種：α射線、β射線和γα射線、β

射線、γ

射線在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中的徑跡判斷這三種射線分別帶什么電荷？三種射線在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)示意圖α

射線β

射線γ

射線三種射線在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)示意圖2.原子核衰變射線αβγ本質(zhì)高能電磁波速度0.1c0.99cc穿透能力最弱其次最強(qiáng)電離能力最強(qiáng)其次最弱α粒子（氦核）β粒子（電子）γ射線（光子）2.原子核衰變

【問題3】（1）你聽過“點(diǎn)石成金”之術(shù)？利用化學(xué)方法將一些普通的礦石變成黃金。當(dāng)然，這些煉金術(shù)士的希望都破滅.那么，真的存在能讓一種元素變成—種元素的過程嗎？（2）原子核由質(zhì)子和中子組成，α射線、β射線和γ射線來源于原子核，其機(jī)制是什么？原子核α粒子（氦核）β粒子（電子）γ射線（光子）2.原子核衰變?cè)雍说乃プ儯╠ecay）：原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子，由于核電荷數(shù)變了，它在元素周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。α衰變：β衰變：類型：①α衰變：②β衰變：實(shí)質(zhì)：規(guī)律：①衰變過程是不可逆的，只能用單箭頭表示衰變方向，不用等號(hào)

②電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量虧損高能電磁波（γ射線）伴隨α衰變或β衰變產(chǎn)生結(jié)合緊密的2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子，作為一個(gè)整體從原子核釋放出來原子核內(nèi)一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放出一個(gè)電子2.原子核衰變

原子核內(nèi)一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子，同時(shí)釋放出一個(gè)電子陰極射線的本質(zhì)是電子流核外電子β粒子的本質(zhì)是β衰變產(chǎn)生的電子原子電離出的核外電子2.原子核衰變

【例2—課本P117改編】1.碳14（

）

衰變成為氮14（

）的過程，會(huì)放出哪種射線?請(qǐng)寫出相應(yīng)的衰變方程.2.釙209（

）是常用的α射線源，它經(jīng)過α衰變后會(huì)變成鉛（

），請(qǐng)寫出相應(yīng)的衰變方程.2.原子核衰變【變式1】設(shè)放射性元素經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素，寫出衰變方程：【變式2—課本P132】鐳核（

）經(jīng)過一系列α衰變和β衰變，變成鉛核（

），則其中經(jīng)過α衰變的次數(shù)是

，鐳核（

）衰變成鉛核（

）的過程中損失了

個(gè)中子.3.原子核衰變單個(gè)原子的微觀事件是不可預(yù)測(cè)大量m余/m原11.47.63.81/21/41/8t/天0氡的衰變放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間是固定3.8天3.8天+3.8天3.原子核衰變

半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間意義：表示放射性元素衰變快慢的物理量公式：說明：①半衰期是針對(duì)大量的原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律

②不同放射性元素的原子核半衰期差異很大

③每種放射性元素的原子核半衰期是固定的，由原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系衰變前質(zhì)量衰變后質(zhì)量衰變時(shí)間半衰期衰變時(shí)間半衰期衰變前原子數(shù)衰變后原子數(shù)放射性元素衰變曲線3.原子核衰變C-14（“碳鐘”）年代測(cè)定法，又稱放射性碳定年法，就是根據(jù)C-14衰變的程度來判定古生物體的年代，該項(xiàng)研究獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。14C

半衰期τ=5730

年穩(wěn)定3.原子核衰變

【例3—課本P112】一定質(zhì)量的某元素樣品經(jīng)過6小時(shí)后還剩沒有衰變，求它的半衰期.【例4—課本P112】用于治療腫瘤的放射源必須滿足以下兩個(gè)條件∶①放射線具有較強(qiáng)的穿透力，以輻射到體內(nèi)的腫瘤處;②要在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)具有相對(duì)穩(wěn)定的輻射強(qiáng)度.根據(jù)以上條件，表中給出的四種放射性元素，適合用于治療腫瘤的是A.針210 3.原子核衰變【例5—課本P112】約里奧-居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，他們發(fā)現(xiàn)的放射