第二节 放射性元素的衰变
放射性元素的衰变(ppt)
天然放射性元素的原子核发出的射线 可使照相底片感光
铅盒
照相底片 射 线
放 射 源
天然放射现象
放射性型物质发出的射线有三种：
二、三种射线
阅读课文填写表格：
射线
射线
射线
成分
氦原子核
高速 电子流 高能量 电磁波
速度
1/10光 速
接近光 速
光速
贯穿能力 电离能力
弱
很容易
较强
较弱
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。
2.衰变原则： 质量数守恒，电荷数守恒。
U238在 衰变时产生的钍234也具有 放射性，放出 离子后变为（镤）Th234， 上述的过程可以用下面的衰变方程表示：
U 238
234 90
Th
＋
4 2
He
234 91
Pa
＋
人们认识原子 核的结构就是 从天然放射性 开始的。
一、天然放射现象
法国物理学家贝克勒尔 1、放射性：物质发射射线的性质称为放射性．
2、放射性元素：具有发射性的元素称为放射性元 素．
3、天然放射现象：元素这种自发的放出射线的现 象叫做天然放射现象．
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研究 发现，原子序数大于或等于83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．
1．半衰期：半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的 时间用T表示。
注意： (1)每种放射性元素都有一定的半衰期，不同元素半衰期不同。 (2)半衰期由核内部本身的因素决定，而跟原子所处的物理状态 或化学状态无关。 (3)半衰期是一个宏观统计规律，只对大量的原子核才适用，对 少数原子核是不适用的． 2．半衰期公式：N=N0（1/2）t/T 或 m=m0（1/2）t/T 说明式中各量的意义
高中物理第4章 第2节 放射性元素的衰变
(3)在匀强磁场中，在同样的条件下，α 和 β 粒子沿相反方向做匀速圆周运动， 且在同样条件下，β 粒子的轨道半径最小，偏转最大．
如图 4-2-2 所示．
图 4-2-2
3．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 4．衰变方程通式 (1)α 衰变：AZX→ZA－－24Y＋42He (2)β 衰变：AZX→Z＋A1Y＋0－1e
[再判断] 1．三种射线都是从原子外层电子激发出来的．(×) 2．放射性物质不可能同时放出 α、β 和 γ 三种射线．(×) 3．原子核发生 α 衰变时，核的质子数减少 2，而质量数减少 4.(√) 4．原子核发生 β 衰变时，原子核的质量不变．(×) 5．原子核发生衰变时，质量数和电荷数都守恒．(√)
and lots of coloured lights.The sound of
and Christmas songs can be heard
Christmas trees everywhere—especially
in
shops
and
in
many
parts
of
the
US.Carolers(欢唱颂歌的
(3)衰变方程为29328U→28026Pb＋842He＋60－1e
【答案】 (1)8 次 α 衰变和 6 次 β 衰变 (2)10 22 (3)29328U→28026Pb＋842He＋60－1e
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.
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
第十九章第二节放射性元素的衰变
上 页
解析】 【 解析】 假设古木死亡时 14C 的质量为 m0， 现在 ， 的质量为 m，由死亡至现今所含 14C 经过了 n 个半 1 m 1 衰期， 衰期，由题意可知 ＝ ( )n＝ 2 4 m0 即古木死亡的时间为 所以 n＝ 2 时， 即古木死亡的时间为 5730× 2 年 ＝ ＝ × 11460 年，应选 B.
B 中：质量数变化为 234－234＝0，电荷数变化为 91 － ＝ ， － 90＝1，故不可能发生 α 衰变． ＝ ， 衰变． C 中 ：质量数变化为 232－208＝24，故 α 衰变次数 nα － ＝ ， 24 ＝ ＝ 6 次，β 衰变次数 nβ＝2×6－(90－82)＝4 次． × － － ＝ 4 D 中 ：质量数变化为 238－222＝16，故 α 衰变次数 nα － ＝ ， 16 β ＝ ＝ 4 次； 衰变的次数 nβ＝2×4－(92－86)＝2 次． × － － ＝ 分 4 衰变引起的， 析时注意质量数的变化是 α 衰变引起的 ， 且一次 α 衰变 使质量数减少 4，电荷数减少 2；而一次 β 衰变只引起 ， ； 电荷数增加 1，不引起质量数变化． ，不引起质量数变化．
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课堂互动讲练
随堂达标自测
课时活页训练
基础知识梳理
核心要点突破
类型二
第 十 九 章 原 子 核 例2
衰变规律的应用
β 放射性同位素钍 232 经 α、 衰变会生成氡， 、 衰变会生成氡， 其衰 232 → 220 ＋ ＋ ) 其中( 变方程为 90Th→ 86Rn＋xα＋yβ， 其中 A．x＝1，y＝3 B．x＝2，y＝3 ． ＝ ， ＝ ． ＝ ， ＝ C．x＝3，y＝1 D．x＝3，y＝2 ． ＝ ， ＝ ． ＝ ， ＝
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放射性元素的衰变
A.Q和G是同位素，R和H是同位素 B.R和E是同位素，S和F是同位素
C.R和G是同位素，S和H是同位素 D.Q和E是同位素，R和F是同位素
A
19ห้องสมุดไป่ตู้
例题：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原
来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电
粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所
示，由图可以知（ BD ）
A Z
X
Z
A1Y
10e
A
5
一、原子核的衰变
3.原子核衰变的分类: （2）β衰变:原子核放出β粒子的衰变叫做β衰变．
293T 04 h2931 P4 a1 0e 1 21 N 4 a1 2M 2 4 g 1 0e
A
6
一、原子核的衰变
原子核里没有电子，β衰变中的电子来自哪里？
实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子
放射性元素的剩余质量 与原有质量的关系：
m
m0
(
1 2
t
)
A
14
练习
1、铋210的半衰期是5天，经过多少天后， 20g铋还剩1.25g?
2、镭226变为氡222的半衰期为1620年，现有 100个镭原子核经过1620年还剩几个没有衰变？
A
15
二、半衰期
2、不同的放射性元素，半衰期不同
例如： 氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天 镭226衰变为氡222的半衰期为1620年 铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5×109年 碳14的半衰期是5730年。
x＝8
92 = 82 + 2x - y
y＝6
A
10
二、半衰期
1、半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的
19.2 放射性元素的衰变
第二节放射性元素的衰变教学目标：（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。
（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教学过程：（一）复习回顾，引入新课师生共同复习上节所学三种射线的成分和性质：射线是由氦核构成，速度可达光速的10分之一，穿透能力很弱，一张薄铝箔或一张薄纸就能将它挡住，但有很强的电离作用，很容易使空气电离。
射线是高速电子流，速度可达0.9倍光速，贯穿本领很大，能穿透几毫米厚的铝板，但电离能力较弱。
射线是波长极短的电磁波，贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离能力最小。
三种射线都是从原子核中放射出来的，当放射性物质衰变时，有时放射射线，有时放射射线，同时伴有射线，因此在射线中同时有、、三种射线。
引入：放射线的发现揭示了原子核结构的复杂性，促使人们对它做进一步的研究，今天我们要学习的是放射性元素的衰变。
（二）新课教学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。
例：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。
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学生活动：学生充分讨论衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别。
教师总结：衰变方程式遵守的规律：（1）质量数守恒（2）核电荷数守恒举例：α衰变规律：A Z X→A-4Z-2Y+42He教师：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？学生活动：学生探究、练习写出钍234核的衰变方程式。
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。
新教材高中物理第五章原子与原子核第二节放射性元素的衰变课件粤教版选择性必修第三册
到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制。如果钢板的厚度需
要控制为5 cm，请推测测厚仪使用的射线是
()
A．α射线
B．β射线
C．γ射线
D．可见光
解析：根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α 射线电离能力最强，穿透能力最弱，钢板厚度控制为5 cm，则α、β射线均不能穿 透，而γ射线可以穿透，为了能够准确测量钢板的厚度，探测射线应该用γ射线； 随着轧出的钢板越厚，透过的射线越弱，而轧出的钢板越薄，透过的射线越强，
B．升高温度可使放射性元素的半衰期缩短
C．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩1个了
D．氡的半衰期为3.8天，若有4 g氡，经过7.6天就只剩1 g了
解析：放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫半衰期，放射性 元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关， 故 A、B 错误；半衰期是一个统计规律，对于大量的原子核才适用，对于少量 原子核不适用，故 C 错误；氡的半衰期是 3.8 天，经过 7.6 天即经过两个半衰 期，设原来氡的质量为 m0，衰变后剩余质量为 m，则有：m＝m0·122＝4×14 g ＝1 g，故 D 正确。
[素养训练]
1．(多选)下列哪些现象能说明射线来自原子核
()
A．三种射线的能量都很高
B．放射线的强度不受温度、外界压强等物理条件的影响
C．元素的放射性与所处的化学状态(单质、化合态)无关
D．α射线、β射线都是带电的粒子流
解析：能说明放射线来自原子核的证据是元素的放射性与其所处的化学状态
和物理状态无关，B、C正确。
(×)
3．想一想 有10个镭226原子核，经过一个半衰期有5个发生衰变，这样理解对吗？ 提示：不对。10个原子核数目太少，它们何时衰变是不可预测的，因为衰变 规律是大量原子核的统计规律。
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原子核的衰变
、写出以下元素进行一次α衰变的核反应方程 12、写出以下元素进行一次β衰变的核反应方程 写出以下元素进行一次α 写出以下元素进行一次β 206 226 经过几次α衰变和几次β 3、88 Pa 经过几次α衰变和几次β衰变变成 82 Po 210 214 226 234 （镭） 210Bi （铋） 228 （钋） 83 （铋） 84 （锕） （钍） 88 90 89 83
α衰变的规律：从原子核中放出一个α粒子， α衰变的规律：从原子核中放出一个α粒子， 衰变的规律
X→
Y + He
Z
X →
Z +1
Y + −1 e
原子核的衰变
问题2 问题2：原子核内除了质子和中子还有没 有其他粒子，比如电子？ 有其他粒子，比如电子？ 衰变和β 分析：α衰变和β衰变中的氦核和电子 从何而来？ 从何而来？
时间，不同的放射性元素，半衰期不同。 时间，不同的放射性元素，半衰期不同。
决定因素：由核内部本身的因素决定， 决定因素：由核内部本身的因素决定，是原子核的固
有性质， 跟原子所处的物理或化学状态无关。 有性质 ， 跟原子所处的物理或化学状态无关 。 即与物 质的温度、 体积、 质量、 是处于单质或化合物等均无 质的温度 、 体积 、 质量 、 关
原子核的衰变
问题3 问题3：α衰变、β衰变的实质到底是什么？ 衰变、 衰变的实质到底是什么？
*原子核发生 衰变实质是从原子核内放出由 个质子 原子核发生α衰变实质是从原子核内放出由2个质子 原子核发生 衰变实质是从原子核内放出由 个中子集合紧密的整体——α粒子； 粒子； 和2个中子集合紧密的整体 个中子集合紧密的整体 粒子
数都守恒
原子核的衰变
问题1：α衰变和β衰变指的是原子核发生的 什么样的变化？
M M −4 4 新核的质量数比原来核质量数减少4，新核的电 新核的质量数比原来核质量数减少4 Z 2 荷数比原来核的电荷数减小2。 荷数比原来核的电荷数减小2Z − 2 β衰变的规律：从原子核中放出一个 粒子，新 衰变的规律： 粒子， 衰变的规律 从原子核中放出一个β粒子 核的质量数不变，电荷数增加1。 核的质量数不变，电荷数增加M 1 M 0
半衰期
？ 10克镭226变为氡222的半衰期为1620年， 10克镭226变为氡222的半衰期为1620年 克镭226变为氡222的半衰期为1620
有人说：经过1620年有一半镭发生衰变， 有人说 ： 经过 1620 年有一半镭发生衰变 ， 还有 个半衰期为5天的铋原子核，经过10 10天 4个半衰期为1620年有一半镭发生衰变 天 5天的铋原子核，经过10 再经过1620 1620年另一半镭也发生了衰 镭226 5克，再经过1620年另一半镭也发生了衰 后还剩下2 这种说法对吗？为什么？ 后还剩下2个，这种说法对吗？为什么？ 226就没有了 对吗？为什么？ 就没有了， 变，镭226就没有了，对吗？为什么？
对于少量的核， 对于少量的核，无法确定其衰变所需要的 时间。因为半衰期只对大量原子核衰变才 时间。因为半衰期只对大量原子核衰变才 有意义
半衰期 对于大量放射性的核，半衰期为T 对于大量放射性的核，半衰期为T，衰变 前原子核的质量和数目分别为m 前原子核的质量和数目分别为m0、N0，经 过时间t,则剩下的质量m和数目N分别是： t,则剩下的质量 过时间t,则剩下的质量m和数目N分别是： t t 1 T 1 T N = N0 ( ) m = m0 ( ) 2 2 已知钍234的半衰期是 天，1g钍234 的半衰期是24天 * 已知钍 的半衰期是 钍 经过120天后还剩下多少？ 天后还剩下多少？ 经过 天后还剩下多少
原子核的衰变 问题1 问题1：α衰变和β衰变指的是原子核发 衰变和β 生的什么样的变化？ 生的什么样的变化？ 问题2 问题2：原子核内除了质子和中子还有没 有其他粒子，比如电子？ 有其他粒子，比如电子？ 问题3 衰变、 问题3：α衰变、β衰变的实质到底是什 么？
பைடு நூலகம்
*γ光子的形成是由于 、β衰变形成的新核往 光子的形成是由于α、 衰变形成的新核往 光子的形成是由于 1 1 4 往处于激发态，它通过辐射光子而回到基态。 往处于激发态，它通过辐射光子而回到基态。 2 1 H + 2 0 β衰变而产生的。 n衰变而产生的 → 2 He 因此γ射线是伴随 射线是伴随α、 因此 射线是伴随 、 衰变而产生的。
*原子核发生 衰变实质是由原子核内的中子变成一个 原子核发生β衰变实质 原子核发生 衰变实质是由原子核内的中子变成一个 质子和一个电子，放出的高速的电子流就是β粒子； 质子和一个电子，放出的高速的电子流就是 粒子； 粒子
1 0
n→ H + e
1 1 0 −1
特别提示： 特别提示：
1.核反应与化学变化的区别 1.核反应与化学变化的区别 2.核反应方程为什么用箭头 核反应方程为什么用箭头， 2.核反应方程为什么用箭头，不用等号 3.核反应方程只要满足两个守恒 核反应方程只要满足两个守恒， 3.核反应方程只要满足两个守恒，能任 意写吗 4.质量数守恒和质量守恒是一回事吗 4.质量数守恒和质量守恒是一回事吗
第二节 放射性元素的衰变
原子核的衰变
衰变： 衰变：原子核由于放出某种粒子而
转变为新核的变化叫做原子核的衰变。 转变为新核的变化叫做原子核的衰变。 原子核放出β粒子而转变为新核的变化 原子核放出α粒子而转变为新核的变化 实验表明：原子核衰变时电荷数和质量 实验表明：原子核衰变时电荷数和质量 衰变。 叫做原子核的β衰变。 叫做原子核的α衰变
Ra Th
Bi
Po Ac
问题4： 衰变 衰变、 衰变表示了原子核是可以变 问题 ： α衰变、β衰变表示了原子核是可以变 化的，每一种元素的衰变快慢一样吗？ 化的，每一种元素的衰变快慢一样吗？衰变 快慢有什么规律？如何描述这一变化规律？ 快慢有什么规律？如何描述这一变化规律？
半衰期
意义：表示放射性元素衰变的快慢。 意义：表示放射性元素衰变的快慢。 定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的 有半数发生衰变所需要的 定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变