2013届高考物理 核心要点突破系列 第22章第二节《天然放射现象　衰变》课件 新人教版选修3-5

第二节天然放射现象衰变 核心要点突破 课堂互动讲练 知能优化训练 第二节 课前自主学案 目标概览 目标概览 学习目标 1 知道天然放射现象及其规律 知道产生天然放射现象的原因是原子核的衰变 2 知道三种射线的本质和特性 知道如何利用磁场区分它们 3 知道 衰变 衰变和 衰变 知道原子核的衰变规律 4 了解半衰期的概念 重点难点 1 衰变和 衰变的规律及三种射线的实质和特性 2 对半衰期概念的理解 课前自主学案 一 天然放射现象元素 放出射线的现象叫做天然放射现象 首先由 发现 天然放射现象的发现 说明 还有内部结构 1 射线 速度约为光速十分之一的 流 符号He 它的 本领很小 电离作用 自发地 贝克勒尔 原子核 氦粒子 贯穿 很强 2 射线 速度接近光速的电子流 符号1e 它的贯穿本领 电离作用 3 射线 波长极短的光子流 即能量很高的电磁波 它的贯穿本领最强 电离作用最弱 较强 较弱 二 衰变和半衰期1 不稳定的重原子核 和少数较轻的核 放出 粒子或 粒子后 转变为 的变化称为原子核的衰变 射线是伴随着 衰变或 衰变产生的 也叫 辐射 天然放射现象就是原子核的衰变现象 新原子核 2 半衰期 放射性元素的原子核有 发生衰变所需的时间 半衰期由核内部的因素决定 跟原子所处的物理或化学状态 半衰期是大量原子核衰变时的统计规律 个别原子核经多长时间衰变无法预测 衰变规律遵守统计规律 半数 无关 一 三种射线的比较 核心要点突破 特别提醒 1 其中e为元电荷 1e 1 6 10 19C u为原子质量单位 1u 1 66 10 27kg 2 贯穿本领看速度 电离能力看电量 3 对于三者贯穿本领的大小 要有一些感性的认识 比如 粒子在空气中只能飞行几厘米 一张薄纸就能把它挡住 射线很容易穿透黑纸 甚至几毫米厚的铝板 射线的贯穿本领比X射线大得多 能穿透几厘米厚的铅板 4 三种射线都是从原子核里放射出来的 但不能认为它们就是原子核的组成部分 5 天然放射线的分离及其鉴别方法 利用磁场 利用电场 3 射线经常伴随 衰变和 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 特别提醒 1 核反应过程都是不可逆的 所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向 不能用等号连接 2 核反应的生成物一定要以实验为基础 不能凭空只依据两个守恒杜撰出生成物来写核反应方程 3 核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒 核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化 质量亏损 而释放出核能 4 当放射性物质发生连续衰变时 原子核中有的发生 衰变 有的发生 衰变 同时伴随着 辐射 这时可连续放出三种射线 特别提醒 1 确定衰变次数 往往由质量数的改变先确定 衰变的次数 因为 衰变对质量数无影响 然后再根据衰变规律确定 衰变的次数 这种做法比较简捷 2 衰变的实质 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 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 3 决定因素半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定 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 半衰期是大量原子核衰变时的统计规律 个别原子核经多长时间衰变无法预测 对个别或极少数原子核 无半衰期可言 易错提醒 有的同学误认为半衰期是放射性物质的质量减半的时间 还有的误认为是原子核的质量减半的时间 课堂互动讲练 关于 三种射线 下列说法中正确的是 A 射线是原子核发射出的氦核 它的贯穿能力最强B 射线是原子核外电子电离形成的电子流 它具有较强的贯穿能力C 射线一般伴随着 射线或 射线产生 它的贯穿能力最强D 射线是电磁波 它的贯穿能力最弱 解析 三种射线都与原子核的变化有关 射线是不稳定的原子核发生衰变时放出的氦核 它的电离本领最大 贯穿能力最弱 选项A错 射线是原子核衰变时产生的高速电子流 其贯穿能力和电离能力都居中 选项B错 射线的贯穿能力最强 选项D错误 C正确 答案 C 点评 在学习中重点掌握三种射线的产生机理 实质及特性 变式训练1 2011年高考浙江理综卷 关于天然放射现象 下列说法正确的是 A 射线是由氦原子核衰变产生B 射线是由原子核外电子电离产生C 射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D 通过化学反应不能改变物质的放射性 解析 选D 射线是 衰变时射出的由氦原子核组成的高速粒子流 故选项A错误 射线是发生 衰变时从原子核内部射出的高速电子流 故选项B错误 射线是原子核受到激发后产生的 故选项C错误 物质的放射性由原子核的内部结构决定 与物质是以单质形式还是以化合物形式存在无关 也不受温度 压强等外界因素的影响 故选项D正确 解析 原子核中 质子数等于原子核的电荷数 中子数等于质量数与电荷数之差 据此 钍核中的质子数为90 中子数为232 90 142 铅核中的质子数为82 中子数为208 82 126 铅核与钍核相比 质子少8个 中子少16个 原子核发生一次 衰变 生成的新原子核电荷数减少2 质量数减少4 发生一次 衰变 生成的新原子核电荷数增加1 质量数不变 在钍核最终衰变 成铅核的过程中 设发生 衰变的次数为x 发生 衰变的次数为y 由衰变中质量数守恒和电荷数守恒有232 4x 20890 2x y 82解得x 6 y 4 答案 ABD 点评 由于各种衰变中只有 衰变引起质量数的减少 因此都是先根据质量数的减少确定 衰变的次数 再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来确定 衰变的次数 变式训练21996年科学家在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时 发现生成的超重元素的核X经过6次 衰变后的产物是Fm 由此 可以判定生成的原子序数和质量数分别是 A 124 259B 124 265C 112 265D 112 277 碳14具有放射性 其半衰期 5686年 空气中碳12跟碳14的存量约为1012 1 2 活着的生物体中碳的这两种同位素质量之比与空气中相同 生物体死亡后 不再吸收碳 碳14将以 5686年为半衰期减少 因此测出生物遗骸中碳12与碳14的质量比 再跟空气中的相比较 可估算出古生物的死亡年代 如果现测得一古代遗骸中碳14跟碳12的存量比为空气中的三分之二 试估算该古遗骸的年代