高中物理第19章第2节放射性元素的衰变课件新人教版选修3-5

1、第十九章第十九章 原子核原子核第第2节放射性元素的衰变节放射性元素的衰变 栏目链接学学 习习目目 标标1知道什么是原子核的衰变知道什么是原子核的衰变，以及理解以及理解衰变和衰变和衰变的衰变的实质实质2知道什么是半衰期知道什么是半衰期，会用半衰期描述衰变速度会用半衰期描述衰变速度，知道知道半衰期的统计意义半衰期的统计意义1(1)衰变：放射性元素的原子核放出某种粒子后变成新的衰变：放射性元素的原子核放出某种粒子后变成新的原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变(2)衰变：放射性元素放出衰变：放射性元素放出粒子的衰变叫作粒子的衰变叫作衰变衰变(3)衰变：放射性元素

2、放出衰变：放射性元素放出粒子的衰变叫作粒子的衰变叫作衰变衰变2(1)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和质量衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒数都守恒 (2)衰变方程：衰变方程：衰变：衰变：衰变：衰变： 栏目链接注：注：(1)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损质量亏损)而释放出核而释放出核能能(2)当放射性物质连续衰变时当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生原子核中有的发生衰变衰变，有的有的发生发生衰变衰变，同时伴有同时伴有射线射线，这时

3、可连续放出三种射线这时可连续放出三种射线(3)核反应过程一般是不可逆的核反应过程一般是不可逆的，所以核反应方程只能用单向所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向箭头表示反应方向，不能用等号连接不能用等号连接3粒子和粒子和粒子衰变的实质粒子衰变的实质在放射性元素的原子核中，在放射性元素的原子核中，2个中子和个中子和2个质子结合得比较紧密，个质子结合得比较紧密，在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是是衰变现象衰变现象 栏目链接原子核里没有电子，核内的中子可以转变成质子和电子，产原子核里没有电子，核内的中子可以转变成质子和电子，

4、产生的电子从核内发射出来，这就是生的电子从核内发射出来，这就是衰变衰变粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的当发生的当发生衰变时，原子核中的质子数减衰变时，原子核中的质子数减2，中子数也减，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数少2，为此在元素周期表中的位置向前移动两位，为此在元素周期表中的位置向前移动两位衰变是原子核中的中子转化成一个电子，即衰变是原子核中的中子转化成一个电子，即粒子放射出粒子放射出来同时还生成一个质子留在核内，使核电荷数增加来同时还生

5、成一个质子留在核内，使核电荷数增加1，但，但衰变不改变原子核的质量数，衰变不改变原子核的质量数，所以发生所以发生衰变后，新核比原来的原子核在周期表中的位置衰变后，新核比原来的原子核在周期表中的位置向后移动一位向后移动一位射线是在发生射线是在发生或或衰变的过程中伴随而生，且衰变的过程中伴随而生，且射线是不射线是不带电的，因此带电的，因此射线并不影响原子核衰变后的核电荷数，故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，但不会改变元素在周期表中的位置，但射线是伴随射线是伴随衰变或衰变或衰变而产生的，它并不能独立而生，所以，只要有衰变而产生的，它并不能独立而生，所以，只要有射线

6、就射线就必有必有衰变或衰变或衰变发生，因此从整个衰变过程来看，元素衰变发生，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在周期表中的位置可能要发生改变 尝试应用尝试应用1原子核发生原子核发生衰变时衰变时，此此粒子是粒子是(D)A原子核外的最外层电子原子核外的最外层电子B原子核外的电子跃迁时放出的光子原子核外的电子跃迁时放出的光子C原子核外存在着电子原子核外存在着电子D原子核内的一个中子变成一个质子时原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子放射出一个电子解析：解析：因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不含电

7、子原子核内并不含电子，但在一定条件下但在一定条件下，一个中子可以转化成一个中子可以转化成一个质子和一个负电子一个质子和一个负电子，一个质子可以转化成一个中子和一个一个质子可以转化成一个中子和一个正电子正电子，其转化可用下式表示：其转化可用下式表示：由上式可看出由上式可看出粒子粒子(负电子负电子)是原子核内的中子转化而来是原子核内的中子转化而来，正电子是由原子核内的质子转化而来正电子是由原子核内的质子转化而来 栏目链接放射性元素具有一定的衰变速率，例如氡放射性元素具有一定的衰变速率，例如氡222经经衰变后变成衰变后变成钋钋218，发现经过，发现经过3.8天后，有一半氡发生了衰变，再经过天后，有一

8、半氡发生了衰变，再经过3.8天后，只剩下四分之一的氡，再经天后，只剩下四分之一的氡，再经3.8天后，剩下的氡为原来天后，剩下的氡为原来的八分之一；镭的八分之一；镭226变为氡变为氡222的半衰期是的半衰期是1 620 年不同元素年不同元素的半衰期是不一样的的半衰期是不一样的1定义定义放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫作这种放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫作这种元素的半衰期元素的半衰期 尝试应用尝试应用2(多选多选)关于放射性元素的半衰期关于放射性元素的半衰期(BD)A是原子核质量减少一半所需的时间是原子核质量减少一半所需的时间B是原子核有半数发生衰变所需的时间是原子核

9、有半数发生衰变所需的时间C与外界压强和温度有关与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关与原子的化学状态无关D可以用于测定地质年代、生物年代等可以用于测定地质年代、生物年代等解析：解析：原子核的衰变是由原子核内部因素决定的原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与一般外界与一般外界环境无关原子核的衰变有一定的速率环境无关原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间即半每隔一定的时间即半衰期衰期，原子核就衰变了总数的一半不同种类的原子核原子核就衰变了总数的一半不同种类的原子核，其半其半衰期也不同衰期也不同(多选多选)原子核原子核 具有天然放射性，它经过若干次具有天然放射性，它经过若干次衰变和衰变和衰衰

10、变后会变成新的原子核下列原子核中，有三种是变后会变成新的原子核下列原子核中，有三种是 衰变过衰变过程中可以产生的，它们是程中可以产生的，它们是()【审题指导【审题指导】(1)写出衰变的核反应方程式写出衰变的核反应方程式，了解核反应的规了解核反应的规律律 变式训练变式训练1 经过经过m次次衰变和衰变和n次次衰变成衰变成 则则(B)Am7，n3 Bm7，n4Cm14，n9 Dm14，n18解析：解析：每发生一次每发生一次衰变衰变，质量数减少质量数减少4，电荷数减少电荷数减少2；每；每发生一次发生一次衰变衰变，质量数不变质量数不变，电荷数增加电荷数增加1.根据题意有：根据题意有：2354m207，9

11、22mn82，解两式得解两式得m7，n4，选项选项B正确正确 的衰变方程为的衰变方程为 ，其衰变曲线如图所示，其衰变曲线如图所示，为半衰期，则为半衰期，则() 栏目链接 栏目链接一静止的一静止的 核经核经衰变成为衰变成为 ，释放出的总动能为，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后问此衰变后 核的动能为多少核的动能为多少MeV(保留保留1位有效位有效数字数字)?【审题指导【审题指导】(1)写出衰变方程式写出衰变方程式，根据动量守恒可知新核根据动量守恒可知新核与与粒子发生反冲粒子发生反冲，动量大小相等方向相反动量大小相等方向相反 栏目链接 变式训练变式训练36027Co发生一次发生一次衰变后变为衰变后变为Ni核核，其衰变方程为其衰变方程为_；在该衰变过程中还发出频率为；