高中物理 第十九章 原子核 第二节 放射性元素的衰变课堂探究学案 新人教版选修3-5.doc

2.放射性元素的衰变课堂探究探究一 对原子核衰变的正确理解问题导引放射性元素能自发地发出、三种射线，这些射线是从哪儿来的呢？提示：原子核。名师精讲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)衰变：xyhe；(2)衰变：xye。3衰变和衰变的实质(1)衰变：原子核中的两个质子和两个中子结合在一起发射出来的，即：2n2hhe；(2)衰变：原子核内的一个中子衰变成一个质子，同时放出一个电子，即：nhe。4确定原子核衰变次数的方法与技巧(1)方法：设放射性元素x经过n次衰变和m次衰变后，变成稳定的新元素y，则衰变方程为xynheme根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：aa4n，zz2nm。以上两式联立解得：n，mzz。由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定衰变的次数，这是因为衰变的次数的多少对质量数没有影响，然后根据衰变规律确定衰变的次数。警示衰变、衰变中的电子是从原子核中放出的，并不是从原子核外面的电子放出的。【例题1】 u经一系列的衰变后变为pb。(1)求一共经过几次衰变和几次衰变？(2) pb与u相比，求质子数和中子数各少多少？(3)写出这一衰变过程的方程。点拨：可依据衰变过程中质量数和电荷数守恒求解衰变次数，再根据衰变、衰变的实质推算质子数、中子数的变化。解析：(1)设u衰变为pb经过x次衰变和y次衰变。由质量数和电荷数守恒可得2382064x92822xy联立解得x8，y6，即一共经过8次衰变和6次衰变。(2)由于每发生一次衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次衰变中子数减少1，而质子数增加1，故pb较u质子数少10，中子数少22。(3)核反应方程为upb8he6e。答案：(1)86(2)1022(3) upb8he6e反思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)每发生一次衰变质子数、中子数均减少2。(3)每发生一次衰变中子数减少1，质子数增加1。触类旁通在例题1(2)中，pb核的中子数比质子数多多少？答案：42探究二 对半衰期的理解问题导引北京饭店在施工时当挖至地面以下13米深处时，发现有两棵直径达1米的榆树倒卧在河流沙砾层中，用碳14测定该树距今约为29 2851 350年。据此数据，建工部门决定停止再向下挖，而使用该层作地基，节约了大量资金、人力和物力。你知道是用什么方法测定这两棵树的年代的吗？提示：14c测年技术。名师精讲1对半衰期的理解：半衰期表示放射性元素衰变的快慢，同一放射性元素半衰期相同，不同元素的半衰期不同，有的差别很大。2半衰期公式：n余n原()，m余m0()式中n原、m0表示衰变前的原子数和质量，n余、m余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t表示衰变时间，表示半衰期。3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，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，因此，半衰期只适用于大量的原子核。警示元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子核所处的化学状态和外部条件无关：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式存在还是以化合物形式存在无关；对它加压或增温也不会改变元素的半衰期。【例题2】 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，还需要几天？解析：8 g放射性元素已衰变了6 g，还有2 g没有衰变，现在要求在2 g的基础上再衰变1 g，即再衰变一半，故找出元素衰变的半衰期就可得结论。由半衰期公式mm0()，得(86) g8() g，2，即放射性元素从8 g变为6 g余下2 g时需要2个半衰期。因为t6天，所以3天，即半衰期是3天，而余下