高中物理课件:放射性元素的衰变

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高中物理选修3-5精品课件3:19.2 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

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(ppt)

放射性元素的衰变(ppt)
放大了1000倍的铀矿石
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

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

5.2放射性元素的衰变课件高二下学期物理人教版选择性

5.2放射性元素的衰变课件高二下学期物理人教版选择性

4.(多选)关于放射性元素的半衰期,下列说法正确的是( )
BD
A.原子核全部衰变所需要的时间的一半
B.原子核有半数发生衰变所需要的时间
C.相对原子质量减少一半所需要的时间
D.元素原子核总质量减半所需要的时间
5.下列有关半衰期的说法,正确的是( )
A
A.放射性元素的半衰期越短,表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短,衰变
素的半衰期为
(D )
A.11.4 天
B.7.6 天
C.5.7 天
D.3.8 天
新课讲授
三、核反应
1.第一次原子核人工转变: 卢瑟福用α粒子轰击氮原子核
4 2
He
14 7
N
17 8
O
1 1
H
2.核反应:原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程,称为核反应。
在核反应中,质量数守恒、电荷数守恒。
8.写出(钍核)与(铜核)两种放射性元素的α衰变方程。(铀核) 衰变为(氡核)要经过几次α衰变,几次β衰变?
(2)164C 的半衰期 T1 =5 730 年. 2
生物死亡后,遗骸中的164C 按其半衰期变化,设活体中164C 的含量为
N0,遗骸中164C 的含量为 N,则 N=12Tt12 N0,

0.25N0=125
t 730
N0,故5 7t30=2,t=11 460 年.
7.大量的某放射性元素经过 11.4 天,有78的原子核发生了衰变,该元
A Z
X
ZA1Y
10e
ZA1Y 电荷量: qY (Z 1)e
0 1
e
电荷量:
q e
同理可得: m v
v
r q B qY Z 1

高中物理选修课件放射性元素的衰变

高中物理选修课件放射性元素的衰变

放射性同位素在工业和农业中应用
01
02
03
工业无损检测
利用放射性同位素的射线 ,对工业产品进行无损检 测,如金属材料的探伤、 石油管道的泄漏检测等。
农业育种和施肥
利用放射性同位素作为示 踪剂,研究植物的生长和 代谢过程,以及肥料的吸 收和利用情况。
辐射加工
利用放射性同位素的辐射 作用,对物质进行加工处 理,如辐射交联、辐射接 枝等。
进行处理和处置。
THANK YOU
感谢聆听
生物学应用
在生物学研究中,β衰变被用于研究生物体内放射性元素的分布和代谢过程。例如,通过测量生物样品中放射性 元素的β衰变产生的电子数量,可以了解生物体对放射性元素的吸收、转运和排泄情况。这对于研究生物地球化 学循环、环境污染以及放射生态学等领域具有重要意义。
04
γ衰变和内部转换
Байду номын сангаас
γ射线性质与特点
指数衰变规律
放射性元素的原子核会自发地发生衰变,其衰变速率与原子核数量的指数成正比 。
数学表达式
N=N0e−λtN=N_0e^{-lambda t}N=N0e−λt,其中 NNN 是剩余原子核数量 ,N0N_0N0 是初始原子核数量,λlambdaλ 是衰变常数,ttt 是时间。
半衰期概念及其在计算中应用
放射性物质
能够发生放射性现象的物质称为 放射性物质。
放射性元素分类及特点
天然放射性元素
钋、镭、钫等,存在于自然界中,具有较长的半衰 期。
人工放射性元素
通过核反应人工合成的放射性元素,如锝、钷等, 具有较短的半衰期。
放射性同位素
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素, 具有相同的化学性质但不同的核性质。

5.2 放射性元素的衰变 (教学课件)-高二物理人教版选择性必修三(共53张PPT)

5.2 放射性元素的衰变 (教学课件)-高二物理人教版选择性必修三(共53张PPT)
高二物理(人教版2019)
§5.2 放射性元素的衰变
第五章 原子核
新课导入
在古代,不论是东方还是西方,都有一批人
追求“点石成金”之术,他们试图利用化学方法
将一些普通的矿石变成黄金。当然,这些炼金术
士的希望都破灭了。那么,真的存在能让一种元
素变成另一种元素的过程吗?
类似于“点石成金”的事一直就在自然界中进行
(2)20682Pb 与23892U 相比,质子数和中子数各少多少?
(3)综合写出这一衰变过程的方程。
解析: (1)设23892U 衰变为20682Pb 经过 x 次 α 衰变和 y 次 β 衰变。由质量数守恒和电荷
数守恒可得
238=206+4x
① 92=82+2x-y

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。
解:根据半衰期的定义,τ=24,t=120
t
1
1
剩下的钍为 m m0 ( ) 1 ( )
2
2
120
24
1

g
32
【例题3】(多选)地球的年龄到底有多大,科学家利用天然放射性元素的
衰变规律,通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算.测得该岩
石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半,铀
定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来,即发生了α
衰变。
α衰变的本质
+ →
②研究发现, β衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子。
β衰变的本质


→ + −
③γ射线的产生
放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级,

放射性元素的衰变 课件

放射性元素的衰变 课件
衰变变成了稳定元素28082Pb,并写出核反应方程.
【解析】 本题主要考查对衰变规律的应用和计算能力.
解法一:由于 β 衰变不会引起质量数的减少,故可先根据质量数 的减少确定 α 衰变的次数,因为每进行一次 α 衰变,质量数减 4,所 以 α 衰变的次数为:x=232-4 208次=6 次
再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判断 β 衰变的次数.6 次 α 衰变,电荷数减少 2×6=12 个,而每进行一次 β 衰变,电荷数增加 1,所以 β 衰变的次数为:y=[12-(90-82)]次=4 次.
3.影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的, 跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物) 无关.
4.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,对少量的原子核的衰变,上述规律不成立,比如有两个镭 226 原子核,不是经过一个半衰期就应该有一个发生衰变,这两个原 子核何时衰变就是不可预测的.
1.衰变规律:原子核衰变时,电荷数和质量数都守恒. 2.衰变方程 (1)α 衰变:AZX→AZ--24Y+42He (2)β 衰变:AZX→Z+A1Y+-01e
3.衰变方程的书写特点 (1)核衰变过程一般是不可逆的,所以核衰变方程只能用箭头,不 能用等号.
(2)核衰变的生成物一定要以实验为基础,不能只依据两个守恒而 杜撰出不符合实际的生成物来书写核反应方程.
【方法归纳】
应用半衰期公式
m=m021
t T
计算.
2.半衰期公式 根据半衰期的定义,原子核的数目半数发生衰变所用的时间叫做 该元素的一个半衰期.所以可推测出如下公式:剩余的数目是原来数 目的几分之几或剩余的这种元素的质量是原来的几分之几.

人教版高中物理 选择性 必修第三册:放射性元素的衰变【精品课件】

人教版高中物理 选择性 必修第三册:放射性元素的衰变【精品课件】

子从核中释放出来。
(3)半衰期是原子核有半数发生衰变需要的时间,经过两个半衰期原子核就
全部发生衰变。(
)
答案 ×
解析 经过一个半衰期,未发生衰变的元素,将有一半衰变,所以经过两个半
3
4
衰期,有 的元素发生衰变。
(4)通过化学反应也不能改变物质的放射性。(
)
答案 √
(5)原子核衰变、核反应过程中,电荷数、质量数、能量和动量都守恒。
元素周期表中的位置怎样变化?
要点提示 (1)当原子核发生α衰变时,原子核的质子数和中子数各减少2个。
因为α粒子是原子核内2个质子和2个中子结合在一起发射出来的。
(2)当原子核发生β衰变时,新核的核电荷数相对于原来增加了1个。新核在
元素周期表中的位置向后移动了1个位次。
知识归纳
1.衰变规律
原子核衰变时,电荷数和质量数都守恒。
(
)
答案 √
(6)利用γ射线照射种子,可以培育出优良品种。(
答案 √
)
2.放射性在技术上有很多应用,不同的放射源可用于不同目的。下表列出
了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线。
元素
钋210
氡222
锶90
铀238
射线
α
β
β
α、β、γ
半衰期
138天
3.8天
28年
4.5×109年
某塑料公司生产聚乙烯薄膜,方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜
粒子称为α衰变,放出β粒子称为β衰变,研究表明,碳14只放出β射线,钴60只
放出β、γ射线,镭226只放出α、γ射线。不同元素放出的射线相同吗?
要点提示 不同的放射性元素放出的射线是不同的。

放射性元素的衰变课件-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册

放射性元素的衰变课件-高二下学期物理人教版(2019)选择性必修第三册
圆轨道1 (2)这个原子核原来所含的质子数是多少?
r1 m1v1q2 r2 m2v2q1
0 m1v1 m2v2
q1 q2 90e
α衰变和β衰变在磁场中的轨迹分析
设有一个质量为M0的原子核,原来处于静止状态。当发生一次α(或β)衰变 后,释放的粒子的质量为m,速度为v1,产生的反冲核的质量为M,速度为V2 .
m
m0
(
1 2
)
t T
m0
(1)2 2
m0 4
0.25 g
故有0.75g发生了衰变
例5:如图所示,两个相切的圆
表示一个静止原子核发生某种
衰变后,放出的带电粒子和反
冲核在匀强磁场中的运动轨迹,
可能是( AC )
A.原子核发生了α衰变; B.原子核发生了β衰变 C.大圆为粒子轨迹; D.小圆为粒子轨迹;
【2021·全国甲卷】 如图-所示,一个
原子核X经图中所示的一系列α、β衰 变后,生成稳定的原子核Y,在此过程中 放射出电子的总个数为( A )
A.6 B.8 C.10 D.14
二、半衰期
观察思考:
m/m0
1/2
t /天
3.8
1/4
1/8
1/16

2×3.8
3×3.8 4×3.8

①放射性元素衰变的快慢有规律吗?可以用什么物理量来定量描述?
第五章 原子核
第二节 放射性元素的衰变
思考与讨论
放射性元素放出射线后,它们的原子核还是原来的元素吗?
通过上一节课的学习我们知道,在天然放射现象中原子核会放出 α 粒 子或 β 粒子,这样由于核电荷数变了,它在元素周期表中的位置就变了,就 变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。
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教 学 方 案 设 计
这种钚 239 可由铀 239(239 92U)经过 n 次 β 衰变而产生,则 n 为 ( A. 2 B. 239 )
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
C. 145 D. 92 【解析】 β 衰变规律是质量数不变,质子数增加 1.239 94
.
当 堂 双 基 达 标
教 学 方 案 设 计
(4)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
课 前 自 主 导 学
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.
课 时 作 业


新课标 ·物理 选修3-5
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
3.探究交流 发生 β 衰变时,新核的电荷数变化多少?新核在元素周
教 学 方 案 设 计
期表中的位置怎样变化?
234 0 【提示】 根据 β 衰变方程234 Th → Pa + -1e 知道,新 90 91
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.
课 前 自 主 导 学
1 4 21 H + 2 n → 1 0 2He.
课 时 作 业


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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
3.β 衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和
A 0 电子,放出高速电子流,β 衰变的方程为:A X → Y + + - Z Z 1 1e,
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
2
放射性元素的衰变
教师用书独具演示
教 学 方 案 设 计
●课标要求 1.知道原子核的衰变. 2. 会用半衰期描述衰变的速度, 知道半衰期的统计意义.
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
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1.原子核衰变时质量数守恒,但并非质量守恒,核反应
教 学 方 案 设 计
过程前、后质量发生变化 (质量亏损 )而释放出核能,质量与 能量相联系. 2.在 β 衰变时,释放的电子具有很大的能量,一定来自 于原子核,它是由中子和质子的转化产生的,这表明质子(或
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
教 学 方 案 设 计
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
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
D.α 衰变、β 衰变和 α 衰变
课 时 作 业


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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
难度中等 .
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●新课导入建议 通过上节课的学习我们已经知道, 原子核能放射出 α、 β、
教 学 方 案 设 计
γ 三种射线,那么这三种射线是如何产生的?原子核放出射 线的过程中有何规律?今天我们就来学习这些知识.
2.思考判断
教 学 方 案 设 计
(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.(√)
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
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【提示】
半衰期是大量放射性元素的原子核衰变时所
遵循的统计规律,不能用于少量的原子核发生衰变的情况, 因此,经过 4 天后,100 个原子核有多少发生衰变是不能确
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
定的,所以这种说法不对.
课 时 作 业


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当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
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●教学流程设计
课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
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课 前 自 主 导 学 菜 单
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于激发态)而辐射出 γ 光子.
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5.衰变次数的计算方法 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:
教 学 方 案 设 计
A A′ 4 X ―→ Y + n Z Z′ 2He+ m 0- 1e
教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
●课标解读 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.
教 学 方 案 设 计
3.理解半衰期的概念.
●教学地位 本节知识是近几年高考命题的重点, 题型一般为选择题,
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
教 学 方 案 设 计
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.
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
1.(2013· 福州高二检测 )“朝核危机”引起全球瞩目,其 焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆.重水堆核电站 在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚 239(239 94Pu),
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
(3)半衰期可以通过人工进行控制. (× )
课 时 作 业


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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
3.探究交流 某放射性元素的半衰期为 4 天,若有 100 个这样的原子
教 学 方 案 设 计
核,经过 4 天后还剩 50 个,这种说法对吗?
【审题指导】 (1)放射性元素发生衰变时,质量数和电 荷数均守恒. (2)先确定衰变时放出的粒子,再确定衰变的种类.
教 学 方 案 设 计
【解析】
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
【答案】
菜 单
A
课 时 作 业
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
放射性元素衰变的三大规律 1.衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒.
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
半衰期
1.基本知识 (1)定义
教 半数 (2)决定因素 放射性元素衰变的快慢是由
发生衰变所需的时间.
核内部自身
当 堂 双 基 达 标
教 学 方 案 设 计
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课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
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教 学 教 法 分 析 课 堂 互 动 探 究
教 学 方 案 设 计
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
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原子核衰变的规律
【问题导思】
教 学 方 案 设 计
1.如何书写衰变方程? 2.α、β 衰变的实质是什么? 3.如何确定原子核衰变的次数?
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学 菜 单
课 时 作 业
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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 射线
当 堂 双 基 达 标
课 前 自 主 导 学
放出 α 粒子的衰变叫 叫
β衰变
菜 单
α衰变
.放出 β 粒子的衰变

课 时 作 业
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