2019-2020学年高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程素材粤教版选修3.doc
高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程学案粤教版选修3-5(new)
4。
2 核衰变与核反应方程1．衰变:原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种新的________,这种变化叫做原子核的衰变．衰变的类型:原子核的自发衰变有两种，一种是______衰变，一种是______衰变．而γ射线是伴随着α衰变或β衰变时产生的．2．衰变方程：在衰变过程中遵守________守恒和________守恒．3．半衰期：放射性元素的原子核有______发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期．根据半衰期的概念可得：剩余原子核数目:N余＝N原（错误!）错误!,剩余元素质量m余＝m原（错误!)错误!。
半衰期由放射性元素的______________的因素决定，跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态（如单质或化合物）无关．不同的放射性元素，半衰期______．4．对天然放射现象,下列说法中正确的是（)A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B．β粒子带负电,所以β粒子有可能是核外电子C．γ射线是光子，所以γ射线有可能是原子发光产生的D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的5．一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它的（)A．质子数减少一个，中子数不变B．质子数增加一个，中子数不变C．质子数增加一个，中子数减少一个D．质子数减少一个，中子数增加一个6．下列关于放射性元素的半衰期的几种说法,正确的是（）A．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比单质中长B．把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变C．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律,只对大量的原子核适用D．氡的半衰期是3。
8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后就只剩下一个【概念规律练】知识点一原子核的衰变1．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是( ）A．原子最外层电子B．原子的最内层电子C．原子核内的中子变化为质子时产生的电子D．原子核内的质子变化为中子时产生的电子2．原子核错误!U经放射性衰变①变为原子核错误!Th，继而经放射性衰变②变为原子核错误!Pa,再经放射性衰变③变为原子核错误!U.放射性衰变①、②和③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衰变知识点二半衰期3．关于半衰期，下面各种说法中正确的是（）A．所有放射性元素都有一定的半衰期，半衰期的长短与元素的质量有关B．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C．一块纯净的放射性元素的矿石,经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半D．放射性元素在高温和高压的情况下,半衰期要变短，但它与其他物质化合后,半衰期要变长4．若放射性元素A的半衰期为4天,放射性元素B的半衰期为5天，则相同质量的放射性元素A和B经过20天，剩下的两元素质量的比mA∶mB为（）A．30∶31 B．31∶30C．1∶2 D．2∶1【方法技巧练】一、α、β衰变次数的确定方法5．放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为错误!Th→错误!Rn＋xα＋yβ，其（)A．x＝1,y＝3 B．x＝2，y＝3C．x＝3，y＝1 D．x＝3,y＝26．天然放射性元素20890Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成22086Rn（铅)．下列论断中正确的是（）A．衰变过程共有6次α衰变和4次β衰变B．铅核比钍核少8个质子C．β衰变所放出的电子来自原子核外轨道D．钍核比铅核多24个中子二、半衰期在考古学中的应用方法7．某考古队发现一古生物骸骨．考古专家根据骸骨中错误!C的含量推断出了该生物死亡的年代,已知此骸骨中错误!C的含量为活着的生物体中错误!C的1/4，错误!C的半衰期为5 730年,该生物死亡时距今约________年．1．由原子核的衰变规律可知( )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速率跟它所处的物理、化学状态无关D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加12．下列关于放射性元素半衰期的几种说法中，正确的是( ）A．利用半衰期，我们能预言某个原子核何时发生衰变B．我们不能预计为数很少的原子核（如几个或几十个）衰变掉一半需要多少时间C．同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中长D．升高温度可以使半衰期缩短3．某放射性元素的原子核A经α衰变得到新核B,B经β衰变得到新核C，则（)A．原子核C的中子数比A少2B．原子核C的质子数比A少1C．原子核C的中子数比B多1D．原子核C的质子数比B少14．下列说法中正确的是( ）A．把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变B．把放射性元素同其他稳定元素结合变成化合物,放射性元素的半衰期不变C．半衰期是放射性元素的原子核全部衰变所需时间的一半D．某一铅的矿石中发现有20个氡原子核，经过3。
2019-2020学年高中物理 第四章 原子核 本章优化总结学案 粤教版3-5
本章优化总结几个重要的核反应原子核的变化叫做核反应，常见的核反应有：衰变、人工转变、裂变和聚变等几种类型．不论是哪种类型的核反应，都遵守质量数守恒和电荷数守恒，这是写核反应方程的重要依据．但是，写核反应方程时，应以实验事实为依据，而不能仅仅根据这两条守恒定律随意去写实际上不存在的核反应．下面我们进行列表比较．衰变人工转变重核裂变轻核聚变概念原子核自发地放出人工用高速粒子轰重核分裂成质量较轻核结合成质量较量较大的原子核（多选）能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有( ）A．错误!H＋错误!H→错误!He＋错误!n是核聚变反应B．错误!H＋错误!H→错误!He＋错误!n是β衰变C．错误!U＋错误!n→错误!Ba＋错误!Kr＋3错误!n是核裂变反应D．错误!U＋错误!n→错误!Xe＋错误!Sr＋2错误!n是α衰变［解析] A、B所列反应是核聚变，不是β衰变，β衰变要放出电子，故A对B错；C、D两种反应都是核裂变,故C对D错．[答案] AC核反应中的守恒量在各种核反应中，存在着一些“守恒量”,这些“守恒量”为我们提供了解决核反应中电荷、质量、能量、动量变化问题的方法和依据．概括为“五个守恒”：（1）质量数守恒；(2)电荷数守恒；(3)质能守恒（“亏损质量”与释放或吸收的“核能"相当)；(4）能量守恒；（5)动量守恒．用速度几乎为零的慢中子轰击静止的硼核（错误!B)，产生锂核(7，3Li）和α粒子．已知中子质量m n＝1。
008 665 u,硼核质量m B ＝10。
016 77 u，锂核质量m Li＝7.018 22 u，α粒子质量mα＝4。
001 509 u．涉及动量问题时,质量亏损不计．(1)写出该反应的核反应方程;（2）求出该反应放出的能量ΔE；（3)若该反应中放出的能量全部变成生成物的动能,则锂核和α粒子的动能各是多少？（1 u相当于931。
2019学年高中物理 第四章 原子核 第二节 放射性元素的衰变课件 粤教版选修3-5教学资料
拓展二 原子核的衰变
1．当原子核发生 α 衰变时，原子核的质子数和中子 数如何变化？为什么？
提示：当原子核发生 α 衰变时，原子核的质子数减小 2，中子数减小 2，因为 α 衰变的实质是 2 个质子和 2 个 中子结合在一起从原子核中被抛射出来．
2．当发生 β 衰变时，新核的核电荷数相对原来的原 子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变 化？
则中子数为 134，可知放射性元素钍29302Th 的原子核 比氡28260Rn 原子核的中子数多 8 个，故 C 错误；钍29302Th 衰变成氡28260Rn，可知质量数少 12，电荷数少 4，因为经 过一次α衰变，电荷数少 2，质量数少 4，经过一次β衰变， 电荷数多 1，质量数不变，可知经过 3 次α衰变，2 次β衰 变，故 D 错误．
对空气的 电离作用
在空气中 的径迹
通过胶片
很强
较弱
很弱
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
粗、短、直 细、较长、曲折 最长
感光
感光
感光
2.三种射线的分离． (1)用匀强电场分离时，带正电的 α 射线沿电场方向 偏转，带负电的 β 射线沿电场的反方向偏转，且 α 射线 偏转小，β 射线偏转大，而 γ 射线不偏转．如图 a 所示．
(2)用匀强磁场分离时，α 射线和 β 射线沿相反的方向 做匀速圆周运动，且在同样的条件下 α 射线的轨道半径 大，β 射线的轨道半径小，γ 射线不偏转．如图 b 所示．
2．衰变种类． (1)α 衰变：放出 α 粒子的衰变，如29328U→29304Th＋42He. (2)β 衰变：放出 β 粒子的衰变，如23940Th→29314Pa＋0－1e. 3．衰变规律：原子核发生衰变时，衰变前后的电荷 数和质量数都守恒． 4．α 衰变和 β 衰变的实质． (1)α 衰变：原子核内两个质子和两个中子结合成一个 α 粒子，并在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中 抛射出来，产生 α 衰变，即 211H＋210n→42He.
广东省惠州市高中物理第四章原子核第二节核衰变与核反应方程导学案(无答案)粤教版
第二节放射性元素的衰变班级姓名学号评价【自主学习】一、学习目标1.知道原子核的衰变及规律，理解半衰期的意义2.知道三种射线的本质，能利用磁场区分它们3.知道放射现象的实质是原子核的衰变4.知道什么是核反应，会写核反应方程式二、重点难点1.α衰变和β衰变的规律及衰变方程2.半衰期的意义及计算三、问题导学1．三种射线的本质是什么？2．什么是半衰期？3．什么叫核反应？四、自主学习（阅读课本P71-74页，《金版学案》P67-69知识点1、2、3）1．完成《金版学案》P67预习篇五、要点透析见《金版学案》P67-69知识点1、2、3【预习自测】1．如图所示P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束．则a、b、c三束中哪个是α射线、哪个是β射线、哪个是γ射线？2．一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它的( )A．质子数减少一个，中子数不变 B．质子数增加一个，中子数不变C．质子数增加一个，中子数减少一个 D．质子数减少一个，中子数增加一个3．下列关于放射性元素的半衰期的几种说法，正确的是( )A．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比单质中长B．把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变C．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核适用D．氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后就只剩下一个【巩固拓展】课本作业P73讨论交流；练习2、3、4、5、63．(单选)原子核发生β衰变时，此β粒子是 ( )A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子4．(双选)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故．在泄露的污染物中含有131I和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs衰变过程，它们分别是________和_______(填入正确选项前的字母)．5．某放射性元素原为8 g，经6天时间已有6 g发生了衰变，此后它再衰变1 g，还需几天？第二节放射性元素的衰变班级姓名学号评价●【课堂检测】1. (双选)将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图中表示射线偏转情况中正确的是( )2．238 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．3．放射性元素的原子核在发生α衰变或β衰变生成新原子核时，往往会同时伴随________辐射．已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为τ1和τ2，经过t＝τ1·τ2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比m A：m B＝________.●【互动研讨】1.三种射线的本质:α射线是；β射线是；γ射线是2.衰变分类（1）α衰变：A Z X→_ __Y＋42He实质： 2个中子和2个质子结合成氦核并释放出来（2）β衰变：A Z X→________Y＋0－1e实质：中子转化成一个质子且放出一个电子（即β粒子），其转化方程为：10n→11H＋__ ________.3．衰变规律：一、_ __守恒_；二、_ ___守恒．4．半衰期公式：N ＝______________，m＝________________.班级姓名学号评价【当堂训练】1．(双选)如图3所示，铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，粒子在磁场中的运动轨迹如图(a)、(b)所示，则关于射线的判断，下列说法正确的是( )A．a、d射线为β射线B．b、e射线为γ射线C．c、f射线为α射线D．α射线和β射线在电场中的动能会增加，在磁场中动能不变2．(单选)放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为A．x＝1，y＝3 B．x＝2，y＝3C．x＝3，y＝1 D．x＝3，y＝23．(单选)若放射性元素A的半衰期为4天，放射性元素B的半衰期为5天，则相同质量的放射性元素A和B经过20天，剩下的两元素质量之比m A∶m B为 ( ) A．30∶31 B．31∶30C．1∶2 D．2∶1学习心得：。
高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程教案粤教版选修3-5(new)
4。
2 核衰变与核反应方程课堂互动三点剖析一、三种射线二、核反应方程利用高能粒子轰击原子核，会发生核反应而产生新的原子。
无论是核衰变还是核反应，质量数守恒和电荷数都守恒。
对α衰变和β衰变的实质的正确理解（1)原子核放出α粒子或β粒子后，就变成了新的原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变.α粒子、β粒子及γ粒子都是从原子核里发射出来的,但不能认为原子核是由这些粒子组成的，原子核是由质子和中子组成的.（2）α衰变的实质是原子核中的2个质子和2个中子结合在一起发射出来的，α衰变的方程He Y X A Z AZ 4242+−→−--、实质He n H 42101122−→−+。
（3）β衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和电子，放出高速电子流,β衰变的方程e Y X A Z A Z 011-++−→−、实质.011110++−→−-e H n （4）在发生α、β衰变的过程中,由于新核处于不稳定状态，它要通过辐射光子而达到稳定的状态，因此γ射线总是伴随α、β衰变而产生. 三、半衰期（1)半衰期表示放射性元素衰变的快慢,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.公式N=2121)21(,)21(00T t T tm m N =。
式中N 0、m 0表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N 、m 表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t 表示衰变的时间，21T 表示半衰期.（2）不同的放射性元素，半衰期不同，甚至相差十分悬殊；衰变速度越快的元素，其半衰期越短。
如氡222衰变为钋218的半衰期为3。
8天，而铀238衰变为钍234的半衰期长达4。
5×109年。
（3)影响因素：半衰期由放射性元素的原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理状态（如压强、温度）或化学状态（如单质、化合物）无关，因为这些因素都不能改变原子核的结构. （4）规律理解:半衰期是一个统计规律,只对大量原子核适用，对于少数个别的原子核，其衰变毫无规律，何时衰变、何时衰变一半,都是不可预知的。
高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程课件粤教版选修3_5
后剩余的粒子数为：
N
1 n
2
N0
1 2
t
T
N0
注意：
(1)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．
阅读课本 “科学漫步”部分
考古学家确定古木年代的方法是用 放射性同位素作为“时钟”，来测量漫 长的时间，这叫做放射性同位素鉴年 法．
例：29328U 经过一系列衰变和衰变后，可以 变成稳定的元素铅206 (28026Pb) ，问这一过程 衰变和衰变次数？
解：设经过x次衰变，y次衰变
238＝206＋4x
92 = 82 + 2x -y
x＝8 y＝6
例2、完成核反应方程：29304Th→
234Pa＋
91
0 1
e
。
例3、23940Th
二、半衰期(T)
1.意义： 表示放射性元素衰变快慢的物理量 2.定义：放射性元素的原子核有半数发 生衰变所需的时间 不同的放射性元素其半衰期不同．
3.公式：
经过n个半衰期(T)其剩余的质量为：
m
1 2
n
m0
t
m
Байду номын сангаас
1 2
T
m0
质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期
N
0
(
1 2
)
t T
;m
m0
(
1 2
)
t T
素的半衰期。
2、不同的放射性元素，半衰期不同
粤教版选修(3-5)4.2《核衰变与核反应方程》word学案
4.2核衰变与核反应方程学案【学习目标】(1)知道天然放射现象的原因是核的衰变(2)知道三种射线的本质，以及如何运用磁场和电场来区分它们.(3)知道用衰变和「■衰变.(4)会书写核反应方程(5)知道半衰期的概念，会用半衰期描述衰变的速度，知道半衰期的统计意义.【学习重点】核反应方程【知识要点】1、原子核的衰变(1)原子核的衰变原子核放出a或B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)a衰变铀238核放出一个a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a粒子的衰变叫做a衰变。
这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U T2349o Th+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a 衰变规律：Az X f A-4Z-2 Y+42He(4)3衰变钍234核也具有放射性，它能放出一个3粒子而变成2349i Pa (镁)，那它进行的是3衰变，请同学们写出钍234核的衰变方程式？3粒子用0-i e表示。
钍234核的衰变方程式：2349o Th~2349i Pa+0-i e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 13 衰变规律：A Z X^A Z+1Y+-1 e(5)丫射线是由于原子核在发生a衰变和3衰变时原子核受激发而产生的光(能量)辐射，通常是伴随a射线和3射线而产生。
丫射线的本质是能量。
理解丫射线的本质，不能单独发生。
2、半衰期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。
【问题探究】问题1:原子核既然是由质子和中子组成，那为什么还会从原子核里发射出a粒子和3粒子？解答：实际上，发射出来的a粒子和3粒子仍是原子核的质子和中子结合或转化而成的。
2019_2020学年高中物理第4章原子核第1节走进原子核第2节核衰变与核反应方程课件粤教版选修3_5
【答案】D
【解析】本题考查玻尔的原子跃迁理论．根据 ΔE＝hν，ν ＝cλ，可知当 ΔE1＝1.96 eV，λ＝0.632 8 μm，当 λ＝3.39 μm 时， 联立可知 ΔE2＝0.36 eV，故选 D.
4．氢原子的核外电子从距核较近的轨道上跃迁到距核较 远的轨道过程中( )
A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增 大，原子的能量增大
【答案】不对．半衰期是大量原子核发生衰变的统计规 律，少数原子核并不一定符合此规律．
原子核的组成
原子核是由质子和中子组成的．质子和中子统称为核子， 质子带一个单位的正电荷，中子不带电．质子和中子质量几乎 相等，都等于一个质量单位．
1．原子核中的两个整数 (1)质量数A：等于质子数和中子数之和，即核子数． (2)电荷数Z：等于质子数．
六、半衰期 1．定义：放射性元素的原子核数目因衰变减少到原来的 __一__半____所经过的时间． 2．公式：m＝__m__0_12_τ_t _，m0表示放射性元素衰变前的质 量，m为经过时间t后剩余的放射性元素的质量．
某种放射性元素的半衰期为4小时，那么是否10个该元素 的原子核经过4个小时后还剩5个呢？
2．原子核中的两个等式 (1)核电荷数(Z)＝质子数＝元素的原子序数＝核外电子数． (2)质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数． 3．原子核的符号 (1)原子核符号的通式：AZX 式中，X 为元素符号，A 为原子核的质量数，Z 为原子核 的核电荷数． 如常见的碳原子核的质量数为 12，质子数为 6，则可表示 为126C，还可表示为 12C、碳－12、碳 12 等．
3．核反应方程 用原子核的符号来表示核反应前后各原子核变化情况的式 子称为核反应方程．一般用下列通式表示： i＋T→I＋R. i表示为入射粒子，T为靶原子核，R为生成的原子核，I为 出射粒子．
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2019-2020学年高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程素材
粤教版选修3
情景导入
γ刀，它具有无手术创伤、安全可靠、无痛苦、省时、简便的优点。
常用于治疗动静脉畸形、听神经瘤、颅咽管瘤、脑膜瘤、转移瘤、松果体瘤、垂体腺瘤等。
你知道γ刀是什么吗？
简答：γ刀是利用γ射线束，通过立体定向技术聚焦在脑内一个靶目标点，使病变组织破坏而达到治疗疾病目的的方法.
知识预览
⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎨⎧⎪⎪⎩⎪
⎪⎨⎧
=⎩⎨⎧⎪⎩⎪⎨⎧⎩⎨⎧-2
1
)21(::)(::001
4
2T
t
m m e He
公式生衰变所用的时间
原子核的数目有一半发定义半衰期核电荷数守恒
质量数守恒
核反应方程射线是光子
流
射线是高速电子射线是氦核三种射线射线的核反应
放出衰变射线的核反应
放出衰变衰变变衰的核子原γβαββαα。