2019-2020学年高中物理 第19章 原子核 1 原子核的组成 2 放射性元素的衰变课件 新人教版选修3-5

1原子核的组成2放射性元素的衰变,我们已经知道，日光灯发光是由于紫外线照射到荧光管上，荧光物质受到激发发出了可见光那么为什么频率较大的紫外线照射到荧光物质上却能够发出频率较小的可见光呢？,答案：根据玻尔的原子理论可知，氢原子的轨道和能量均是量子化的紫外线光子的能量较大，荧光物质吸收紫外线的光子后，跃迁到了较高的能级处在激发状态的原子要向低能级跃迁，跃迁时可能是依次进行，先向较低能级跃迁，发出光子，最后再跃迁到基态，又发出光子，因此发出的光子的能量总低于紫外线光子能量,一、原子核的组成1天然放射现象(1)1896年法国物理学家_发现天然放射现象(2)定义：放射性元素自发地发出射线的现象叫做_现象(3)原子序数_的元素，都能自发地发出射线，原子序数_的元素，有的也能放出射线,(4)射线种类：放射性物质发出的射线有三种：_、_、_，有放射性的元素称为_【答案】(1)贝可勒尔(2)天然放射(3)大于或等于83小于83(4)射线射线射线放射性元素,2三种射线的本质(1)射线：射线是高速粒子流，实际就是_，电荷数是_，质量数是_，可记为_(2)射线：射线是高速_(3)射线：射线是能量很高的_,(4)三种射线的区分：三种射线可以用_或_来区分，图中1是_，2是_，3是_,3三种射线的特点(1)射线：粒子容易使空气_，使胶片_，但贯穿本领很_(2)射线：粒子贯穿本领_，但电离能力_(3)射线：粒子电离本领_，但贯穿本领_【答案】(1)电离感光弱(2)较强较弱(3)很弱很强,4原子核的组成(1)质子的发现：_用粒子轰击_获得质子(2)中子的发现：_用实验证实了_的存在(3)原子核的组成：由_和_组成，质子、中子统称为_，质子带_，中子_(4)原子核的质量数：等于_和_的总和(5)原子核的电荷数：等于原子核的_，亦等于原子的_,【答案】(1)卢瑟福氮原子核(2)查德威克中子(3)质子中子核子正电不带电(4)质子数中子数(5)质子数原子序数(6)元素符号质量数电荷数(7)质子数中子数同一位置,二、放射性元素的衰变1原子核的衰变(1)衰变：放射性元素的原子核放出粒子或粒子后变成新的_的变化(2)衰变形式：常见的衰变有两种，放出粒子的衰变叫_，放出粒子的衰变叫_，而_是伴随射线或射线产生的,2半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有_发生衰变需要的时间，叫做这种元素的半衰期(2)特点：放射性元素衰变的快慢是由_的因素决定，跟原子所处的_和_没有关系不同元素有_的半衰期半衰期是_原子核衰变的统计规律(3)应用：利用半衰期非常稳定的特点，可以测量其衰变程度，推断时间【答案】(1)半数(2)核内部自身化学状态，物理状态外部条件不同大量,3核反应方程(1)用途：表示原子核的变化(2)原则：核反应方程必须满足反应前后_和_都守恒【答案】(2)电荷数质量数,1不同元素的放射性：贝克勒尔发现天然放射现象，通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性,三种射线的本质及特点,2三种射线本质和特点,1(多选)(2018周口期末)工业部门经常使用射线来测量物体的厚度例如轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制，关于控制装置和控制原理，下列说法中正确的是(),a探测器探测到的放射线可以是射线、射线、射线中的任何一种b轧出的钢板越厚，透过的射线越强c轧出的钢板越薄，透过的射线越强d探测器得到的射线变弱时，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙【答案】cd,解析：根据、三种射线特点可知，射线穿透能力最强，电离能力最弱，射线电离能量最强，穿透能力最弱，为了能够准确测量钢板的厚度，探测射线应该用射线，故a错误；随着轧出的钢板越厚，透过的射线越弱，而轧出的钢板越薄，透过的射线越强，故b错误，c正确；当探测器得到的射线变弱时，则说明两轮之间的距离较大，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙，故d正确,1原子核的组成(1)概述原子核是由质子、中子构成的，质子带正电，中子不带电原子核内质子和中子的个数并不一定相同(2)基本关系：核电荷数质子数(z)元素的原子序数核外电子数质量数(a)核子数质子数中子数,对原子核的理解,2对核子数、电荷数、质量数的理解(1)核子数：质子和中子统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数(2)电荷数(z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷数，叫做原子核的电荷数(3)质量数(a)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数,【答案】b【解析】质量数质子数中子数，中性原子中：质子数核外电子数，所以选b项,1衰变和衰变的实质(1)粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的当发生衰变时，原子核中的质子数减2，中子数也减2，因此新原子核的核电荷数比未发生衰变时的原子核的核电荷数少2，为此在元素周期表中的位置向前移动两位(2)衰变是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时还放出一个电子即粒子，使核电荷数增加1，但衰变不改变原子核的质量数，所以发生衰变后，新核比原来的原子核在周期表中的位置向后移动一位,对原子核衰变的理解,(3)射线是在发生衰变或衰变的过程中伴随而生的，且射线不带电，因此射线并不影响原子核衰变后的核电荷数，故不会改变元素在周期表中的位置，但射线是伴随衰变或衰变而产生的，它并不能独立而生，所以，只要有射线就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2衰变规律：原子核衰变时，电荷数和质量数都守恒,3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射线和射线b放射性元素发生衰变时，新核的化学性质不变c放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制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1【答案】c,解析：一次衰变不可能同时产生射线和射线，只可能同时产生射线和射线或射线和射线；原子核发生衰变后，新核的核电荷数发生了变化，故新核(新的物质)的化学性质应发生改变；发生正电子衰变，新核质量数不变，核电荷数减少1.,1半衰期定义：放射性元素原子核半数衰变需要的时间，半衰期是反映原子核衰变快慢的物理量，同一元素具有相同半衰期，不同元素半衰期不同2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,对半衰期的理解,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是不可预测的,4(2018江苏卷)已知a和b两种放射性元素的半衰期分别为t和2t，则相同质量的a和b经过2t后，剩余的a和b质量之比为()a14b12c21d41【答案】b,例1将、三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下图中正确表示射线偏转情况的是(),三种射线的特性,答案：ad反思领悟：明确射线、射线及射线的本质特征，并能准确判断它们在电场和磁场中的受力情况，这是解决这类题目的关键,1(2018南平期末)如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出、三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是(),a和是射线，它们有很强的穿透本领b和是射线，它们是高速电子流c和是射线，它由原子核外的内层电子跃迁产生d和是射线，它们有很强的电离本领【答案】d,解析：射线实质为氦核，带正电，射线为电子流，带负电，射线为高频电磁波根据电荷所受电场力特点可知：为射线，为射线，为射线射线是高速he流，一个粒子带两个正电荷根据左手定则，射线受到的洛伦兹力向左，故是射线射线是高速电子流，带负电荷根据左手定则，射线受到的洛伦兹力向右，故是射线射线是光子，是中性的，故在磁场中不受磁场的作用力，轨迹不会发生偏转，故是射线故a、b、c错误，d正确,原子核的组成,反思领悟：明确原子核中核电荷数、质子数、核外电子数及原子序数这四个数的数值相等，以及原子的质量数与核子数相等，并等于质子数与中子数的和,2放射性元素钴co可以有效治疗癌症，该元素原子核内中子数与核外电子数之差是()a6b27c33d60,【答案】a【解析】中子数为602733个，核外电子数等于质子数等于原子序数27，所以中子数33与核外电子数27之差等于6，a正确,例3下列说法正确的是(),对同位素的理解,答案：bc反思领悟：牢记同位素的定义，理解同位素具有相同的化学性质和不同的物理性质对分析解决此问题非常重要,3关于同位素的以下说法，正确的是()a原子核内的核子数相同而中子数不同的原子互为同位素b原子核内的核子数相同而质子数不同的原子互为同位素c原子核内的质子数相同而中子数不同的原子互为同位素d原子核内的中子数相同而质子数不同的原子互为同位素,【答案】c【解析】同位素属于同一种元素，它们的质子数相同，中子数不同，c正确,衰变方程及衰变次数的计算,反思领悟：写核反应方程的基本原则是质量数守恒和电荷数守恒依据这两个原则列方程就可确定衰变和衰变的次数每发生一次衰变，新核的质子数和中子数均比原来的核少2，每发生一次衰变中子数少1，质子数多1.,对半衰期的理解,答案：3天反思领悟：分析有关放射性元素的衰变数量和时间问题时，正确理解半衰期的概念，灵活运用有关公式进行分析和计算是解决问题的关键,【答案】b,衰变与力学电学的综合,答案：abc反思领悟：解本题时要注意以下几点：(1)衰变过程中，质量数、电荷数守恒；(2)衰变过程中动量守恒；(3)带电粒子垂直磁场方向做圆周运动时洛伦兹力提供向心力,放射性碳14定年法在现代考古学中，应用“放射性碳14定年法”分析从古代文化遗址中挖掘出的木片，可以推测出这座遗址的年代，其原理是：由于宇宙射线作用，大气中二氧化碳除了含有稳定的碳12，还含有放射性的碳14，并且碳的这两种同位素含量之比几乎保持不变，活的植物通过光合作用吸收到体内的既有碳12，也有碳14，它们与大气中有一样的比例植物死后，光合作用停止，碳14由于衰变逐渐减少根据衰变规律只要测出碳14的含量即可推算遗址的年代,创新拓展提升,例7(2018湖南名校联考)14c测年是考古中常用的一种方法活的有机体中14c和12c的质量比与大气中相同，比值为1.31012，有机体