山东省成武一中高中物理 19.2 放射性元素的衰变课件 新人教版选修35.ppt

知识与技能1 知道 和 衰变的规律及实质 2 理解半衰期的概念 过程与方法会利用半衰期解决相关问题 情感 态度与价值观感受碳14测量技术在考古学上的应用 1 原子核放出 或 的变化称为原子核的衰变 原子核衰变时 和 都守恒 2 衰变的实质在于核内的 转化成了一个 和一个 其转化方程是 这种转化产生的 发射到核外 就是 粒子 3 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 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 关系 知识点1原子核的衰变原子核放出 粒子或 粒子 由于核电荷数变了 它在元素周期表中的位置就变了 变成另一种原子核 我们把这种变化叫做原子核的衰变 1 衰变规律原子核衰变时电荷数和质量数都守恒 射线经常是伴随 衰变或 衰变而产生 往往是由于衰变后的新核向低能级跃迁时辐射出来的一份能量 原子核放出一个 光子不会改变它的质量数和电荷数 3 衰变的实质 衰变 在放射性元素的原子核中 2个中子和2个质子结合得比较紧密 有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来 这就是放射性元素发生的 衰变现象 其转化方程为 衰变 原子核里虽然没有电子 但是核内的中子可以转化成质子和电子 产生的电子从核内发射出来 这就是 衰变 其转化方程为 射线的产生 射线是在发生 或 衰变过程中伴随产生的 且 粒子是不带电的粒子 因此 射线并不影响原子核的核电荷数 故 射线不会改变元素在周期表中的位置 但 射线是伴随 或 衰变产生的 它并不能独立发生 所以 只要有 射线必有 衰变或 衰变发生 因此从整个衰变过程来看 元素在周期表中的位置可能要发生改变的 例1 对天然放射现象 下列说法中正确的是 a 粒子带正电 所以 射线一定是从原子核中射出的b 粒子带负电 所以 射线有可能是核外电子c 粒子是光子 所以 射线有可能是由原子发光产生的d 射线 射线 射线都是从原子核内部释放出来的 答案 a d 解析 衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的 衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子 然后释放出电子 射线伴随 衰变和 衰变的产生而产生的 所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的 答案 b 知识点2半衰期放射性同位素衰变的快慢有一定的规律 我们通常用 半衰期 来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 1 半衰期的计算公式为 式中的n原和m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量 n余和m余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表示衰变时间 t表示半衰期 2 半衰期是对大量原子核衰变进行统计的结果 对个别的或少量的原子核 没有半衰期可言 3 半衰期的长短与原子所处的物理状态 压强 强度等 和化学状态 单质或是各种化合物等 无关 是由原子核内部本身的因素决定的 答案 d 对应训练 2 下列有关半衰期的说法中正确的是 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 衰变速度越快b 放射性元素的样品不断衰变 随着剩下未衰变的原子核的减少 元素的半衰期也变短c 把放射性元素放在密封的容器中 可以减小放射性元素的衰变速度d 降低温度或增大压强或让该元素与其他物质形成化合物 均可减小衰变速度 解析 半衰期是描述原子核衰变快慢的物理量 故a正确 半衰期由原子核内部因素决定 与所处的化学状态和外部条件无关 故b c d错误 答案 a a a 4nz z 2n m以上两式联立解得 由此可见 确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组 为了确定衰变次数 一般是先由质量数守恒确定 衰变的次数 然后再根据电荷数守恒确立 衰变的次数 这是因为 衰变不改变原子核的质量数 解析 设经过n次 衰变 m次 衰变 产生的铅质量数为a 由题意239 a 4n a必为207 4n 32 得n 82n 94 82 m m 4 二 对 衰变和 衰变在磁场中轨迹的分析静止的原子核发生 衰变和 衰变的规律以及它们在磁场中运动的轨迹特点如下表 宇宙射线1896年贝克勒尔首先发现铀元素具有放射性 但是真正开始应用放射性元素 是1898年皮埃尔 居里和玛丽 居里夫妇发现了放射性元素镭 ra 和钋 po 并且从铀矿中提炼出镭以后 自然界存在的各种元素中 原子序数在82以后的都有放射性 但天然放射性元素实在太稀少 由于提炼不易 价格昂贵 大大限制了放射性元素的应用范围 1934年居里夫妇的女儿 伊丽芙 居里和她的丈夫约里奥 居里 又首先用人工的方法制造出放射性元素 这无疑是一项重大的贡献 它使人们摆脱了天然放射性元素产量少的束缚 为广泛地应用放射性元素开辟了广阔的前途 放射性元素所放出来的射线可以使气体电离 1901年人们发现整个大气层都处在微弱的电离状态下 尽管空气很干燥 带电的验电器也会慢慢地放电 和大气中的离子中和 起先 人们以为这是地壳中有放射性元素存在的缘故 为了研究这种现象 1901年科学家们把验电器带到高空去做实验 结果发现空气的电离程度在离开地面1公里以上是随着高度的增加而迅速增大的 如果空气的电离是由于地壳内放射性元素的射线所引起的话 那么电离的程度就应当随着高度的增加而减小 因为高度越大 射线穿过的空气层也就越厚 射线的强度减弱得也就