高中物理选修3-5放射性元素的衰变
高中物理选修3-5精品课件3：19.2 放射性元素的衰变
若开始时两种核的个数分别为N1和N2，则经时间2T后剩下的核的 个数就分别为N1/4和N2/16，而此时两种核的质量相等，于是有
N1a/4=N2b/16
由此可得 N1:N2=b:4a。若开始时两种核的质量分别为m1和m2，
则经时间2T后剩下的核的质量就分别为m1/4和m2/16，
而此时两种核的个数相等，有 m1 m2 4a 16b
衰变方程 α衰变：MZ X MZ 42Y
4 2
He
23900Th ?
X β衰变：MZ ZM1 Y
10e
24 11
Na
?
说明： 1、中间用单箭头，不用等号；
2、是质量数守恒，不是质量守恒;
3、方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。
衰变的本质：
α衰变： 核内2个质子和2个中子作为整体被抛出 新核比原核质量数少4，质子数少2，在
第十九章 原子核 第二节 放射性元素的衰变
一、原子核的衰变：
概念： 原子核自发地放出 α粒子或 β粒子而转变为新核的现象。
α衰变：放出α粒子的衰变，如
U 238
92
234 90
Th 42
He
β衰变：放出β粒子的衰变，如
234 90
Th
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
234 91
Pa
0 1
e
规律： 衰变前后的电荷数和质量数都守恒．
例3、两种放射性元素的原子
a c
A
和
b d
B
，其半衰期分别为T和
T/2。若经过2T后两种元素的核的质量相等，则开始时两种核的
个数之比为______；若经过2T后两种核的个数相等，则开始时两
种核的质量之比为_______。
《放射性元素的衰变》高中物理选修3-5PPT课件
一、原子核的衰变
1.定义： 原子核放出α粒子或β粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变
2.种类： α衰变：放出α粒子的衰变，如
β衰变：放出β粒子的衰变，如
一、原子核的衰变
【小组讨论】
(1)α衰变、β衰变指的是原子核发生的什么样的变化？ (2)原子核内，除了质子和中子外，还有没有其他粒子，比如电子？ (3)α衰变、β衰变的实质到底是什么？ (4)原子核衰变的规律是什么？
人教版高中物理选修3-5
第19章 原子核
第2节 放射性元素的衰变
MENTAL HEALTH COUNSELING PPT
讲解人：XXX 时间：2020.5.25
课堂引入
日本核泄漏事件
2011年3月11日，日本福岛第一核电站1号反应堆所在建筑物爆炸后，日本政府13日承认，在 大地震中受损的福岛第一核电站2号机组可能正在发生"事故"，2号机组的高温核燃料正在发生" 泄漏事故"。该核电站的3号机组反应堆面临遭遇外部氢气爆炸风险。2011年3月13日，共有21 万人的衰变
性 元
原子核 的衰变
种类： α衰变、β衰变
素
规律： 原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和
的
质量数都守恒。
衰
变
意义： 表示放射性元素衰变快慢的物理量
半衰期 定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需 的时间
公式：
人教版高中物理选修3-5
第19章 原子核
感谢各位的聆听
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典型例题
【典例5】.（多选）下列说法中正确的是( BD )
A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂的结构
人教版高中物理选修3-5教学案：第十九章 第2节 放射性元素的衰变-含解析
第2节放射性元素的衰变1．原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
2．α衰变：23892U→23490Th＋42He3．β衰变：23490Th→23491Pa＋0－1e4．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。
一、原子核的衰变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．衰变方程238U→23490Th＋42He92234Th→23491Pa＋0－1e。
904．衰变规律(1)原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
(2)当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射。
这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。
二、半衰期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。
1．自主思考——判一判(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。
(√)(4)半衰期就是放射性元素全部衰变所用时间的一半。
(×)(5)半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律。
(√)(6)半衰期可以通过人工进行控制。
(×)2．合作探究——议一议(1)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？提示：根据β衰变方程23490Th→23491Pa＋0－1e知道，新核核电荷数增加了1个，原子序数增加1个，故在元素周期表上向后移了1位。
(2)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。
高中物理选修3-5放射性元素的衰变ppt课件
lB )
hC
(l A
lAlB lC )(lB
lC )
放射性衰变基本规 律
n
N n(t ) N1 (0)
hi e lit
i 1
n 1
lj
hi
j 1 n
(l j li )
j i
放射性衰变基本规 律
• 放射性平衡
久期N平B衡 ：N lA0A<l<BllBA,lTAA>e>lTABt
IC(35%)
113In
穆斯堡尔效应
10-8eV
• 共振吸收：当用钠的D线激
发处于基态的钠原子时，由
于D线的能量与钠基态原子
跃迁所需要的能量几乎相等，
所以将导致共振吸收。
10-11eV
能级宽度 = 10-8eV
ER
hv
穆斯堡尔效应
• 核反冲对共振吸收的影
响
hv0 Ei E f hv ER
能量守恒h：cv
1 2
mvR2
动量守恒E：R
(hv)2 2mc2
/
10-9eV 10-3eV
穆斯堡尔效应
• 穆斯堡尔效应：无反冲共
振吸收 hv0 Ei E f hv ER
能量守恒h：cv
1 2
M
v2
crystal R
动量守恒E：R
lA lB lA
NA
lB N B lAN A
寿命测量
放射性衰变基本规 律
暂时平衡（准平衡）：lA<lB,
TA>NTBB
N A0
lA [elAt lB lA
人教版(选修3-5)第2节 放射性元素的衰变(基本概念、课堂例题、课后作业)
19.2 反射性元素的衰变【重点知识】1．原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
2．α衰变：238 92U→234 90Th ＋42He3．β衰变：234 90Th→234 91Pa ＋ 0－1e4．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。
【基本知识】一、原子核的衰变1．定义原子核放出 或 ，则核电荷数变了，变成另一种 ，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．衰变方程23892U→23490Th ＋ 23490Th→234 91Pa ＋ 。
4．衰变规律(1)原子核衰变时 和 都守恒。
(2)当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射。
这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。
二、半衰期1．定义放射性元素的原子核有 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 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 。
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。
【课堂例题】例1、原子核238 92U经放射性衰变①变为原子核234 90Th，继而经放射性衰变②变为原子核234 91Pa，再经放射性衰变③变为原子核234 92U。
放射性衰变①②③依次为 ( )A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变例2、(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的比例持续减小。
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的衰变例3、 (多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核放出一个α粒子，其速度方向与磁场方向垂直。
19.2 放射性元素的衰变
某放射性元素经过11.4天有7/8的原子核发生
了衰变，该元素的半衰期为 （ D ） A.11.4天 B.7.6天 C.5.7天 D.3.8天
当堂检测
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
1 2.放射性同位素 11 Na 的样品经过 6 小时还剩下 没有衰变,它的半衰期 8
24
是(
) B.1.5 小时 D.0.75 小时
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
问题导学
当堂检测
1
2
3
4
5
答案:BD 解析:由题意、半衰期的含义及铀 238 衰变后含量随时间的变化规律图 象可知:铀 238 的半衰期和地球的年龄均大致为 45 亿年。再由图象可 知:被测定的古老岩石样品在 90 亿年时铀原子数的相对值为 0.25,即占 总原子数的4,由此可推得其中铅占原子数的4,铀、铅原子数之比约为 1∶ 3。选项 B、D 正确。
练一练
1 、由原子核的衰变规律可知 ( CD ) A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和 β射线
B．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性 质不变
C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制， 是由原子核内部本身的因素决定的。 D．放射性元素发生β衰变时，新核质量数不 变，核电荷数增加1
2 、放射性同位素14C被考古学家称为“碳钟”, 它可以用来判定古生物体的年代,此项研究获得 1960年诺贝尔化学奖。 (1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原 子后,会形成不稳定的 14 ,它很容易发生衰变, 6 C 放出β射线变成一个新核,其半衰期为5730年, 试写出14C的衰变方程。 (2)若测得一古生物遗骸中的 14 含量只有活体 6 C 中的25%,则此遗骸距今约有多少年?
物理新人教版选修3-5192放射性元素的衰变
物理新人教版选修3-5192放射性元素的衰变放射性元素的衰变是指原子核自发地发生变化，放出放射性粒子或电磁辐射的过程。
这种自发变化会导致原子核的质量和/或电荷发生变化，从而使元素转变成另一种元素。
放射性衰变是放射性物质持续放射能量的原因，也是现代核物理和核工业研究的重要基础。
放射性衰变可以分为三个主要类型：α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是指原子核放出α粒子（由两个质子和两个中子组成的氦核），导致原子核质量减小两个质子和两个中子，原子序数减少2、β衰变是指原子核放出β粒子（电子或正电子），导致原子核中的中子转变成质子（或质子转变成中子），原子序数增加1、γ衰变是指原子核处于激发态的高能级转变到低能级时，放出γ射线，不改变原子核的质量和原子序数。
以铀系列为例，铀238（U-238）经过一系列衰变逐步转变成稳定的铅206（Pb-206）。
被称为“钍系列”的钍232（Th-232）也经过一系列衰变最终转变成稳定的铅208（Pb-208）。
这种放射性衰变过程是放射性同位素的自然变化，其速率是稳定的，通常用半衰期来表示。
半衰期是指在半数原子核发生衰变的时间长度。
放射性元素的衰变不仅在研究核物理和核工业中有重要应用，还在医学诊断和治疗中发挥着重要作用。
例如，放射性同位素碘131（I-131）可用于甲状腺扫描和治疗，放射性同位素锶89（Sr-89）可用于骨转移癌的治疗。
放射性同位素砷74（As-74）可用于检测器官移植和抗癌药物的代谢。
此外，放射性元素的衰变还有一些应用领域。
例如，碳14（C-14）的衰变可用来确定古代物体的年龄。
放射性同位素铯137（Cs-137）可用于土壤污染的测量和辐射源的照射。
放射性同位素氚3（T-3）可用于水污染的测量。
放射性元素的衰变是一种不稳定的过程，可以被外界条件（如温度、压力和化学环境）所影响。
这也为放射性物质的储存和处理提出了挑战。
目前，人们正在努力研究和开发更安全的方式来管理放射性废物和控制核能的使用。
高中物理选修3-5《放射性元素的衰变》
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5、γ 辐射的理解
原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是 不连续的，也只能取一系列不连续的数值，因 此也存在着能级，同样是能级越低越稳定。
放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时，往往 蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核 处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以 γ光子的形式辐射出来，因此，γ射线经常是伴 随α射线和 β射线产生的。
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当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的 发生α衰变，有的发生β衰变，同时就会伴随 着γ辐射（没有γ衰变）。这时，放射性物质 发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射 线。
一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性 物质中可以同时放出α、β和γ三种射线。
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放射性元素 的衰变有什 么规律？
N
1 2
n
N0
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4、注意：
(1)半衰期与物理、化学性质有关吗？
半衰期的长短是由原子核内部本身的因素 决定的，与原子所处的物理、化学状态无 关
(2)半衰期能准确描述某个原子的衰变吗？
半衰期是一个统计规律，只对大量的原子 核才适用，对少数原子核是不适用的．
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三、静止的原子核发生α衰变或β衰变后， 在磁场中的运动轨迹各有何特点？半径之 比与什么有关？
Th
4 2
He
衰变方程有什 么特点？
92034Th
234 91
Pa
0 1
e
2、衰变方程的特点：
1. 中间用单箭头，不用等号；
2.衰变前后的电荷数和质量数都守恒
（是质量数守恒，不是质量守恒）
3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。