高三物理原子核衰变及半衰期
高三物理考前必背知识点

高三物理考前必背知识点一、力学部分1. 牛顿第一定律:物体在外力作用下静止或匀速直线运动,除非被另一物体强加力。
2. 牛顿第二定律:物体所受合力等于质量与加速度的乘积。
3. 牛顿第三定律:两个物体之间作用力相等、方向相反,大小相同。
4. 弹力:物体被拉伸或压缩时所产生的恢复力。
5. 重力:地球对物体的吸引力,大小为物体质量与重力加速度的乘积。
二、运动学部分1. 速度:单位时间内通过的路程,可以是瞬时速度或平均速度。
2. 加速度:速度变化的快慢程度,可以是瞬时加速度或平均加速度。
3. 位移:物体由起始点到结束点的位置变化。
4. 直线运动中的运动方程:v = u + at,s = ut + 0.5at²,v² = u² +2as。
5. 自由落体运动:物体只受重力作用下落的运动,加速度为重力加速度。
三、静电学部分1. 电荷:负电荷和正电荷之间的相互作用。
2. 库仑定律:两个电荷之间的电力与电荷的大小和距离的平方成正比,与电荷之间的性质有关。
3. 电场:电荷在其周围产生的电力场。
4. 电势能:电荷在电场中所具有的由位置决定的势能。
5. 等势线:在电场中势能相等的点的连线。
6. 电容器:由两个导体板和介质组成,可以存储电荷和电势能。
四、光学部分1. 光的反射和折射:入射光线遇到界面时,根据介质的光密度可以发生反射或折射。
2. 莫尔斯定律:光的折射定律,入射角、折射角和两种介质的折射率之间的关系。
3. 色散:光在通过不同介质时,不同波长的光会有不同的折射程度,导致光的分离。
4. 球面镜和透镜:可以分为凸面镜、凹面镜、凸透镜和凹透镜,具有不同的成像特性。
五、电磁学部分1. 电流:电荷在单位时间内通过导体截面的数量。
2. 电阻:导体对电流流动的阻碍程度。
3. 欧姆定律:电流与电压和电阻之间的关系,I = U/R。
4. 磁感应强度:磁场对单位电荷或单位电流所施加的力。
5. 洛伦兹力:带电粒子在磁场中受到的力。
新教材高中物理第五章原子核第2节放射性元素的衰变课件新人教版选择性必修第三册

生化学反应2 X2 O + 2 F2 = 4 XF + O2 之后,XF的半衰期为( )
A. 2天
B. 4天
C. 8天
C
D. 16天
[解析] 放射性元素的衰变快慢由原子核内部的自身因素决定,与原子的化
学状态无关。
2. (2021陕西安康高三联考)已知
的
30
15 P经过时间
A. 2.5min
后还剩 2 g 的
如图所示为粒子轰击氮原子核示意图。
(1) 充入氮气前荧光屏上看不到闪光,而充入氮气后荧光屏上看到了闪光,
说明了什么问题?
提示
充入氮气后,产生了新粒子。
(2) 原子核的人工转变与原子核的衰变有什么相同规律?
提示
质量数与电荷数都守恒,动量守恒。
(3) 如何实现原子核的人工转变?
提示人为地用粒子、质子、中子或光子去轰击一些原子核,可以实现原子
B. 地球的年龄大致为90亿年
C. 被测定的岩石样品在90亿年时,铀、铅原子数之比约为
1: 3
D. 根据铀半衰期可知,20个铀原子核经过一个半衰期后就
剩下10个铀原子核
[解析] 由于测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时的一半,由图像可
知对应的时间是45亿年,即地球年龄大约为45亿年,铀238的半衰期为45亿
B. C、8、17、1
C. O、6、16、1
D. C、7、17、2
[解析] 氮原子核,则 = 7;发现质子,说明 = 1,由质量数与电荷数守
恒得 = 14 + 4 − 1 = 17, = 2 + 7 − 1 = 8 ,则 X 是氧,则卢瑟福用
17
1
粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程是 42 He + 14
【高中物理】高中物理人教版选修3-5教师用书:第19章+2-放射性元素的衰变+

2 放射性元素的衰变学习目标知识脉络1.知道放射现象的实质是原子核的衰变.2.知道两种衰变的基本性质,掌握原子核的衰变规律.(重点)3.会用半衰期描述衰变的快慢,知道半衰期的统计意义.会利用半衰期解决相关问题.(重点、难点)原子核的衰变[先填空]1.定义原子核放出α粒子或β粒子,则核电荷数变了,变成另一种原子核,这种变化称为原子核的衰变.2.衰变分类(1)α衰变:放出α粒子的衰变.(2)β衰变:放出β粒子的衰变.3.衰变过程238U→234 90Th+42He92234Th→234 91Pa+0-1e904.衰变规律(1)原子核衰变时电荷数和质量数都守恒.(2)任何一种放射性元素只有一种放射性,不能同时既有α放射性又有β放射性,而γ射线伴随α衰变或β衰变产生.[再判断]1.原子核发生α衰变时,核的质子数减少2,而质量数减少4.(√)2.原子核发生β衰变时,原子核的质量不变.(×)3.原子核发生衰变时,质量数和电荷数都守恒.(√)[后思考]发生β衰变时,新核的电荷数变化多少?新核在元素周期表中的位置怎样变化?Th→234 91Pa+0-1e知道,新核核电荷数增加了1【提示】根据β衰变方程23490个,原子序数增加1个,故在元素周期表上向后移了1位.[合作探讨]探讨1:衰变方程与化学反应方程有哪些主要区别?【提示】①衰变方程中的符号表示该种元素的原子核,化学反应方程中的符号表示该种元素的原子.②衰变方程中间用单箭头,化学反应方程用等号.③衰变方程中质量数守恒,化学反应方程质量守恒.探讨2:从一块放射性物质中只能放出一种射线吗?【提示】一种元素一般只能发生一种衰变,但在一块放射性物质中,该种元素发生一种衰变(假设为α衰变)后产生的新元素如果仍具有放射性,则可能继续发生衰变,而衰变类型可能与第一次衰变不同(β衰变),并且每种衰变都会伴有γ射线放出,从这块放射性物质中发出的射线可以同时包含α、β和γ三种射线.[核心点击]1.衰变实质α衰变:原子核内两个质子和两个中子结合成一个α粒子210n+211H→42He β衰变:原子核内的一个中子变成质子,同时放出一个电子10n→11H+ 0-1e 2.衰变方程通式(1)α衰变:A Z X→A-4Y+42HeZ-2(2)β衰变:A Z X→A Z+1Y+ 0-1e3.确定原子核衰变次数的方法与技巧(1)方法:设放射性元素A Z X经过n次α衰变和m次β衰变后,变成稳定的新元素A′Z′Y,则衰变方程为:AZX→A′Z′Y+n42He+m0-1e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程:A=A′+4n,Z=Z′+2n-m.以上两式联立解得:n=A-A′4,m=A-A′2+Z′-Z.由此可见,确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组.(2)技巧:为了确定衰变次数,一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响),然后根据衰变规律确定β衰变的次数.1.(多选)原子核23892U经放射性衰变①变为原子核23490Th,继而经放射性衰变②变为原子核23491Pa,再经放射性衰变③变为原子核23492U.下列选项正确的是()A.①是α衰变B.②是β衰变C.③是β衰变D.③是γ衰变【解析】23892U①,23490Th,质量数少4,电荷数少2,说明①为α衰变.234 90Th②,23491Pa,质子数加1,质量数不变,说明②为β衰变,中子转化成质子.234 91Pa③,23492U,质子数加1,质量数不变,说明③为β衰变,中子转化成质子.【答案】ABC2.(多选)原子序数大于或等于83的所有元素,都能自发地放出射线.这些射线共有三种:α射线、β射线和γ射线.下列说法中正确的是() A.原子核每放出一个α粒子,原子序数减少2B.原子核每放出一个α粒子,原子序数增加4C.原子核每放出一个β粒子,原子序数减少1D.原子核每放出一个β粒子,原子序数增加1【解析】发生一次α衰变,核电荷数减少2,质量数减少4,原子序数减少2;发生一次β衰变,核电荷数、原子序数增加1.【答案】AD3.238 92U核经一系列的衰变后变为206 82Pb核,问:(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变?(2)206 82Pb与238 92U相比,质子数和中子数各少了多少?(3)综合写出这一衰变过程的方程.【解析】(1)设238U衰变为206 82Pb经过x次α衰变和y次β衰变.由质量数92守恒和电荷数守恒可得238=206+4x①92=82+2x-y②联立①②解得x=8,y=6即一共经过8次α衰变和6次β衰变.(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2,每发生一次β衰变中子Pb较238 92U质子数少10,中子数少22.数减少1,而质子数增加1,故20682(3)衰变方程为238 92U→206 82Pb+842He+6 0-1e.【答案】(1)8次α衰变和6次β衰变(2)1022(3)238 92U→206 82Pb+842He+6 0-1e衰变次数的判断方法(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒.(2)每发生一次α衰变质子数、中子数均减少2.(3)每发生一次β衰变中子数减少1,质子数增加1.半衰期[先填空]1.定义放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间.2.决定因素放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系.不同的放射性元素,半衰期不同. 3.应用利用半衰期非常稳定这一特点,可以测量其衰变程度、推断时间.[再判断]1.半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢.(√)2.半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律.(√)3.对放射性元素加热时,其半衰期缩短.(×)[后思考]放射性元素衰变有一定的速率.镭226衰变为氡222的半衰期为1 620年,有人说:10 g 镭226经过1 620年有一半发生衰变,镭226还有5 g ,再经过1 620年另一半镭226也发生了衰变,镭226就没有了.这种说法对吗?为什么?【提示】 不对.放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫作这种元素的半衰期.经过第二个1 620年后镭226还剩2.5 g.[合作探讨]探讨1:当放射性元素的原子所处的化学状态或物理条件发生变化时,其半衰期会改变吗?【提示】 不会.一种放射性元素,不管它是以单质的形式存在,还是与其他元素形成化合物,或者对它施加压力、升高温度,都不能改变它的半衰期.这是因为压力、温度或与其他元素的化合等,都不会影响原子核的结构.探讨2:某种放射性元素的半衰期对少数原子核发生衰变有意义吗?【提示】 没有.只对大量原子核有意义,对少数原子核没有意义,某一个原子核何时发生衰变,是未知的.[核心点击]1.对半衰期的理解:半衰期表示放射性元素衰变的快慢.2.半衰期公式:N 余=N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ,m 余=m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ式中N 原、m 0表示衰变前的原子数和质量,N 余、m 余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量,t 表示衰变时间,τ表示半衰期.3.适用条件:半衰期是一个统计概念,是对大量的原子核衰变规律的总结,对于一个特定的原子核,无法确定其何时发生衰变,半衰期只适用于大量的原子核.4.(多选)14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5 700年.已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少.现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一.下列说法正确的是()A.该古木的年代距今约5 700年B. 12C、13C、14C具有相同的中子数C. 14C衰变为14N的过程中放出β射线D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变【解析】古木样品中14C的比例是现代植物所制样品的二分之一,根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5 700年,选项A正确.同位素具有相同的质子数,不同的中子数,选项B错误.14C的衰变方程为14 6C→14 7N+0-1e,所以此衰变过程放出β射线,选项C正确.放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关,与原子所处的化学状态和外部条件无关,选项D错误.【答案】AC5.新发现的一种放射性元素X,它的氧化物X2O的半衰期为8天,X2O与F发生化学反应2X2O+2F2===4XF+O2之后,XF的半衰期为()【导学号:54472075】A.2天B.4天C.8天D.16天【解析】放射性元素的衰变快慢由原子核内部的自身因素决定,与原子的化学状态无关,故半衰期仍为8天,A、B、D错,C对.【答案】 C6.碘131核不稳定,会发生β衰变,其半衰变期为8天.(1)碘131核的衰变方程:131 53I→________(衰变后的元素用X表示).(2)经过________天75%的碘131核发生了衰变.I→131 54X+ 0-1e【解析】(1)13153(2)75%的碘发生了衰变,即25%的未衰变.即mm0=25%=14=⎝⎛⎭⎪⎫122共经历了两个半衰期即16天.【答案】(1)13153I→131 54X+ 0-1e(2)16有关半衰期的两点提醒(1)半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间,而不是样本质量减少一半的时间.(2)经过n个半衰期,剩余核N剩=12n N总.高中物理考试答题技巧及注意事项在考场上,时间就是我们致胜的法宝,与其犹犹豫豫不知如何落笔,倒不如多学习答题技巧。
高三物理原子核的天然衰变试题答案及解析

高三物理原子核的天然衰变试题答案及解析1.(5分)以下关于天然放射现象,叙述正确的是(填正确答案标号。
选对1个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错1个扣3分,最低得分为0分)A.若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减少B.β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C.在α,β,γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强D.铀核衰变为铅核的b过程中,要经过8次α衰变和6次β衰变E.α衰变的实质是原子核内个质子和两个中子结合成一个α粒子的【答案】CDE【解析】半衰期是放射性元素有半数发生衰变的时间,由原子核的种类决定,与温度等外界因数无关,故A错误;β衰变的实质是原子核中的中子转变成质子和电子,即电子来源于原子核,故B错误;在α.β.γ这三种射线中,γ射线是波长很短的电磁波.其穿透能力最强,α射线是He 原子核,带正电,故其电离能力最强,故C正确;铀核()衰变为铅核()的过程的方程为:,即每次α衰变放出一个α粒子,每次β衰变放出一个电子,故D正确;α衰变的实质是原子核内个质子和两个中子结合成一个α粒子的,E正确;【考点】半衰期、α衰变、β衰变、天然放射现象、核反应方程式2.碘131的半衰期约为8天,若某药物含有质量为的碘131,经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有A.B.C.D.【答案】C【解析】放射性物质发生衰变时,由原子核的衰变公式,其中为半衰期的次数,解得,故选C.【考点】本题考查了原子核的衰变规律、半衰期的计算.3.发生衰变有多种可能性。
其中的一种可能是先衰变成,再一次衰变变成(X 代表某种元素),或再经一次衰变变成最后都衰变成,衰变路径如图所示。
则由图可知:①②③④四个过程中,是衰变;是衰变。
【答案】②③;①④【解析】1)衰变有放出,质量数减少数4,而荷电荷数减少2,而衰变有放出,质量数不变,荷电荷数增加1,由质量数和电荷数守恒即可判断,得出正确答案。
【考点】衰变和衰变4.(6分)2011年3月11日本福岛核电站发生核泄漏事故,其中铯137(Cs)对核辐射的影响最大,其半衰期约为30年。
高三物理天然放射现象和半衰期

钢板
甲
乙
gk012.2008年高考理综宁夏卷33(1)
33、⑴(6分)[物理─选修3-5]
天然放射性元素
206 82 239 94
Pu 经过 8 次α衰变和
207 82
208 82 207 82
4 次β
衰变,最后变成铅的同位素
三种同位素
Pb .(填入铅的
中的一种) Pb
Pb 、
Pb、
gk005.2008年高考江苏卷12C. (3) 12.C⑶(选修模块3—5) 约里奥· 居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年 30 的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元素 15 P 衰变 30 成 14 Si 的同时放出另一种粒子,这种粒子是 正电子 . 30 32 是 15 P 的同位素,被广泛应用于生物示踪技术. 15 P m/mg 1 mg 32 随时间衰变的关 P 15 1.0 系如图所示,请估算4 mg 的 32 经多少天的衰变后 15 P 还剩0.25 mg?
二、天然放射现象 1、天然放射现象:某些元素能自发地放出射线的现象 叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。 天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构 2、射线的种类和性质 α射线—高速的α粒子流,α粒子是氦原子核,速度 约为光速1/10,贯穿能力最弱,电离能力最强。 β射线—高速的电子流,β粒子是速度接近光速的负 电子,贯穿能力稍强,电离能力稍弱。 γ射线—能量很高的电磁波,γ粒子是波长极短的 光子, 贯穿能力最强,电离能力最弱。 3.三种射线的来源: α粒子是核内两个质子和两个中子抱成团一起射出。 β粒子是原子核内的中子转化成质子时放出的。 γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。
-e
0
0 1
e
高三物理必背知识点原子和原子核公式

2019年高三物理必背学问点原子和原子核公式原子和原子核公式总结1.粒子散射试验结果a)大多数的粒子不发生偏转;(b)少数粒子发生了较大角度的偏转;(c)极少数粒子出现大角度的偏转(甚至反弹回来)2.原子核的大小:10-15~10-14m,原子的半径约10-10m(原子的核式结构)3.光子的放射与汲取:原子发生定态跃迁时,要辐射(或汲取)肯定频率的光子:h=E初-E末{能级跃迁}4.原子核的组成:质子和中子(统称为核子), {A=质量数=质子数+中子数,Z=电荷数=质子数=核外电子数=原子序数〔见第三册P63〕}5.自然放射现象:射线(粒子是氦原子核)、射线(高速运动的电子流)、射线(波长极短的电磁波)、衰变与衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。
射线是伴随射线和射线产生的〔见第三册P64〕6.爱因斯坦的质能方程:E=mc2{E:能量(J),m:质量(Kg),c:光在真空中的速度}7.核能的计算E=mc2{当m的单位用kg时,E的单位为J;当m用原子质量单位u时,算出的E单位为uc2;1uc2=931.5MeV}〔见第三册P72〕。
注:(1)常见的核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程)要求驾驭;(2)熟记常见粒子的质量数和电荷数;(3)质量数和电荷数守恒,依据试验事实,是正确书写核反应方程的关键;(4)其它相关内容:氢原子的能级结构〔见第三册P49〕/氢原子的电子云〔见第三册P53〕/放射性同位数及其应用、放射性污染和防护〔见第三册P69〕/重核裂变、链式反应、链式反应的条件、核反应堆〔见第三册P73〕/轻核聚变、可控热核反应〔见第三册P77〕/人类对物质结构的相识。
考生们只要加油努力,就肯定会有一片蓝天在等着大家。
以上就是查字典物理网的编辑为大家打算的2019年高三物理必背学问点:原子和原子核公式。
高三物理核衰变知识点总结

高三物理核衰变知识点总结核衰变是指原子核自发地转化为另一种原子核的过程。
在高三物理的学习中,核衰变是一个重要的知识点。
下面将对核衰变的基本概念、类型以及相关的重要知识进行总结。
一、核衰变的基本概念核衰变是指原子核自发地转化为另一种原子核的过程。
在核衰变中,原子核会释放放射性粒子或电磁辐射,以达到更稳定的能量状态。
核衰变是一种自然现象,它不受外界的影响。
二、α衰变α衰变是指原子核放射α粒子的过程。
α粒子由两个质子和两个中子组成。
α衰变会导致原子核的质量数减2,原子序数减2,从而转化为质量较小的新原子核。
α衰变通常发生在质量数较大、中子过多的原子核中。
三、β衰变β衰变是指原子核放射β粒子的过程。
β粒子有两种类型:β+粒子和β-粒子。
β+粒子是正电子,由一个正电荷的正质子组成。
β-粒子是负电子,由一个负电荷的电子构成。
β衰变会导致原子核的质量数不变,但原子序数增1或减1,从而转化为质量相同但原子序数不同的新原子核。
四、γ衰变γ衰变是指原子核放射γ射线的过程。
γ射线是一种高能电磁波,能穿透物质并携带能量。
γ衰变发生在原子核经历了α衰变或β衰变之后,新的原子核处于激发态,通过释放γ射线来达到更稳定的能量状态。
五、半衰期半衰期是指放射性物质衰变至其初始数目的一半所需的时间。
每种放射性同位素都有自己的半衰期。
而不同的放射性同位素具有不同的稳定性,半衰期也会有所差异。
通过半衰期的概念,我们可以计算出放射性同位素的衰变速率,进而研究其在物质中的应用。
六、核能的利用与风险核能是指通过核反应释放的能量。
核能在核聚变和核裂变反应中释放出来,可以提供庞大的能源,被广泛应用于核电站、核武器等领域。
然而,核能的利用也伴随着核辐射的风险,大规模的核事故可能会导致严重的辐射污染,对人类和环境造成巨大的危害。
综上所述,核衰变是高三物理中非常重要的一个知识点。
通过对核衰变的概念、类型以及相关知识的总结,我们可以更好地理解核衰变的本质和运行机制。
核反应是物理变化

核反应是物理变化核反应是物理变化篇一:高三物理核衰变和核反应方程核衰变和核反应方程★新课标要求(一)知识与技能1、知道放射现象的实质是原子核的衰变2、知道两种衰变的基本性质,并掌握原子核的衰变规律3、理解半衰期的概念(二)过程与方法1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式2、能够利用半衰期来进行简单计算(课后自学)(三)情感、态度与价值观通过传说的引入,对学生进行科学精神与唯物史观的教育,不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求,从而引领学生进入一个美妙的微观世界。
★教学重点原子核的衰变规律及半衰期★教学难点半衰期描述的对象★教学方法教师启发、引导,学生讨论、交流。
★教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备★课时安排1 课时★教学过程(一)引入新课教师:同学们有没有听说过点石成金的传说,或者将一种物质变成另一种物质。
学生讨论非常活跃,孙悟空,八仙,神仙;魔术,街头骗局。
点评:通过这样新颖的课题引入,给学生创设情景,能充分调动学生的积极性,挑起学生对未知知识的热情。
教师:刚才同学们讲的都很好,但都是假的。
孙悟空,八仙,神仙:人物不存在。
魔术,街头骗局:就是假的。
学生顿时安静,同时也心存疑惑:当然是假的,难道还有真的不成?点评:对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信,同时也要提高警惕小心上当受骗,提高学生自我保护意识。
更加吊起了学生学习新知识的胃口,为新课教学的顺利进行奠定了基础。
教师:那有没有真的(科学的)能将一种物质变成另一种物质呢?学生愕然。
点评:进一步吊起了学生学习新知识的胃口。
教师:有(大声,肯定地回答)学生惊讶,议论纷纷。
点评:再一次吊起了学生学习新知识的胃口。
通过这样四次吊胃口,新课的成功将是必然。
教师:这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。
点评:及时推出课题。
(二)进行新课1.原子核的衰变教师:原子核放出α或β粒子,由于核电荷数变了,它在周期表中的位置就变了,变成另一种原子核。
我们把这种变化称为原子核的衰变。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
第二节原子核衰变及半衰期
新课标要求
1、知识与技能
(1)了解天然放射现象及其规律;
(2)知道三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们;
(3)知道放射现象的实质是原子核的衰变;
(4)知道两种衰变的基本性质,并掌握原子核的衰变规律;
(5)理解半衰期的概念。
2、过程与方法
(1)能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式;
(2)能够利用半衰期来进行简单计算(课后自学)。
(3)通过观察,思考,讨论,初步学会探究的方法;
(4)通过对知识的理解,培养自学和归纳能力。
3、情感、态度与价值观
(1)树立正确的,严谨的科学研究态度;
(2)树立辨证唯物主义的科学观和世界观。
教学重点:天然放射现象及其规律,原子核的衰变规律及半衰期。
教学难点:知道三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们及半衰期描述的对象。
教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备
(一)引入新课
本节课我们来学习新的一章:原子核。
本章主要介绍了核物理的
一些初步知识,核物理研究的是原子核的组成及其变化规律,是微观世界的现象。
让我们走进微观世界,一起探索其中的奥秘!我们已经知道原子由原子核与核外电子组成。
那原子核内部又是什么结构呢?原子核是否可以再分呢?它是由什么微粒组成?用什么方法来研究原子核呢?
人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律,是从发现天然放射现象开始的,1896年,法国物理学家贝克勒尔发现,铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线,这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。
居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下,对铀和铀的各种矿石进行了深入研究,又发现了发射性更强的新元素。
其中一种,为了纪念她的祖国波兰而命名为钋(Po),另一种命名为镭(Ra)。
(二)进行新课
1、天然放射现象
(1)物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。
元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象,具有放射性的元素称为放射性元素。
(2)放射性不是少数几种元素才有的,研究发现,原子序数大于82的所有元素,都能自发的放出射线,原子序数小于83的元素,有的也具有放射性。
2、射线到底是什么
那这些射线到底是什么呢?把放射源放入由铅做成的容器中,射线只能从容器的小孔射出,成为细细的一束。
在射线经过的空间施加磁场,发现射线如图所示:(投影)
思考与讨论:
①你观察到了什么现象?为什么会有这样的现象?
②如果α射线,β射线都是带电粒子流的话,根据图判断,他们分别带什么电荷。
③如果不用磁场判断,还可以用什么方法判断三种射线的带电性质?
①射线分成三束,射线在磁场中发生偏转,是受到力的作用。
这个力是洛伦兹力,说明其中的两束射线是带电粒子。
②根据左手定则,可以判断α射线都是正电荷,β射线是负电荷。
③带电粒子在电场中要受电场力作用,可以加一偏转电场,也能判断三种射线的带电性质,如图:
我们已经研究了这三种射线的带电性质,那么这些射线还有哪些
性质呢?请同学们阅读课文后填写表格。
看书总结。
小结:
①实验发现:元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的,跟原子所处的物理或化学状态无关。
不管该元素是以单质的形式存在,还是和其他元素形成化合物,或者对它施加压力,或者升高它的温度,它都具有放射性。
②三种射线都是高速运动的粒子,能量很高,都来自于原子核内部,这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能,原子核内也有其复杂的结构。
例题:下列说法正确的是()
A.β射线粒子和电子是两种不同的粒子 B.红外线的波长比X射线的波长长
C.α粒子不同于氦原子核 D.γ射线的贯穿本领比α粒子强
点评:本题考查了粒子的性质及电磁波波长的比较等基本知识。
19世纪末20世纪初,人们发现X,α,β,γ射线,经研究知道,X,γ射线均为电磁波,只是波长不同。
可见光,红外线也是电磁波,波长从短到长的电磁波波谱要牢记。
另外,β射线是电子流,α粒子是氦
核。
从α,β,γ三者的穿透本领而言:γ射线最强,α射线最弱,这些知识要牢记。
3、原子核的衰变
(1)原子核的衰变
原子核放出α或β粒子,由于核电荷数变了,它在周期表中的位置就变了,变成另一种原子核。
我们把这种变化称为原子核的衰变。
一种物质变成另一种物质。
(2)α衰变
铀238核放出一个α粒子后,核的质量数减少4,核电荷数减少2,变成新核--钍234核。
那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。
这个过程可以用衰变方程式来表示:23892U→23490Th+42He
(3)衰变方程式遵守的规律
第一、质量数守恒
第二、核电荷数守恒
α衰变规律:A Z X→A-4Z-2Y+42He
(4)β衰变
钍234核也具有放射性,它能放出一个β粒子而变成23491Pa(镤),那它进行的是β衰变,请同学们写出钍234核的衰变方程式?β粒子用0-1e表示。
钍234核的衰变方程式:23490Th→23491Pa+0-1e
衰变前后核电荷数、质量数都守恒,新核的质量数不会改变但核电荷数应加1
β衰变规律:A Z X→A Z+1Y+0-1e
提问:β衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题,但并
不象α衰变那样容易理解,因为核电荷数要增加,学生会问为什么会
增加?哪来的电子?
原子核内虽然没有电子,但核内的的质子和中子是可以相互转化的。
当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子:10n→11H+0-1e 这个电子从核内释放出来,就形成了β衰变。
可以看出新核少了一个
中子,却增加了一个质子,并放出一个电子。
(5)γ射线
是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的
光(能量)辐射,通常是伴随α射线和β射线而产生。
γ射线的本质
是能量。
理解γ射线的本质,不能单独发生。
4、半衰期
提问:阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律?用
什么物理量描述?这种描述的对象是谁?
氡的衰变图的投影:
m/m0=(1/2)n
学生交流阅读体会:
(1)氡每隔3.8天质量就减少一半。
(2)用半衰期来表示。
(3)大量的氡核。
总结:半衰期表示放射性元素的衰变的快慢;放射性元素的原子核,有半数发生衰变所需的时间,叫做这种元素的半衰期;半衰期描述的对象是大量的原子核,不是个别原子核,这是一个统计规律。
例如:数学上的概率问题
(抛硬币)将1万枚硬币抛在地上,那正反两面的个数大概为5000对5000,但就某个硬币来看要么是正面,要么是反面。
这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用,对个别不适用。
元素的半衰期反映的是原子核内部的性质,与原子所处的化学状态和外部条件无关。
简单介绍:
镭226→氡222的半衰期为1620年
铀238→钍234的半衰期为4.5亿年
说明:一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在,或者加压,增温均不会改变。
教师给出课堂巩固练习题
例1:配平下列衰变方程
234
→23090Th+( 42He )
92U
234
→23491Pa+( 0-1e )
90U
例2:钍232(23290Th)经过________次α衰变和________次β衰变,最后成为铅208(20882Pb)
分析:因为α衰变改变原子核的质量数而β衰变不能,所以应先从判断α衰变次数入手:
α衰变次数=
u
4u
208
-u
232=6
每经过1次α衰变,原子核失去2个基本电荷,那么,钍核经过6次α衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差,决定了β衰变次数:
β衰变次数=
(-1)e
82e -
6)
2e
-e
90
( =4。