第2节放射性元素的衰变(已改,公开课已用)

1、听说过听说过“点石成金点石成金”的传说吗？的传说吗？江西省重点中学临川二中第十九章第十九章 原子核原子核江西省重点中学临川二中种种类类 组成组成 在磁场中的在磁场中的偏转情况偏转情况 电荷电荷量量速度速度电离电离本领本领穿透穿透本领本领 高速氦核流偏转2e0.1c 最强最弱 高速电子流 偏转e0.99c 较强较强 光子 不偏转0c 最弱最强回顾：三种放射性射线的性质回顾：三种放射性射线的性质三种射线 、三种射线的性质：一、原子核的衰变一、原子核的衰变2.2.衰变遵循的原则：衰变遵循的原则：质量数质量数守恒，电荷数守恒。守恒，电荷数守恒。 原子核放出原子核放出粒子或粒子或粒子，由于粒子，由于核电

2、荷数变了，它在周期表中的位置就核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。变了，变成另一种原子核。1.1.原子核的衰变：我们把原子核由于放出某原子核的衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变（变（decay） HeThU422349023892 方程及生成物要以实验为基础方程及生成物要以实验为基础, ,不能杜撰不能杜撰（1 1） 衰变衰变: :原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变 XAZHeRnRa422228622688 ?23090ThHe42 YAZ42 2 2. .原子核衰变的分类原

3、子核衰变的分类: :HeThU422349023892 ePaTh012349123490 2 2. .原子核衰变的分类原子核衰变的分类: :（2 2）衰变衰变: :原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变 XAZeMgNa0124122411 ?2411Nae01 YAZ 1 思考与讨论思考与讨论原子核里没有氦核，也没有电原子核里没有氦核，也没有电子，则子，则 衰变中的氦核、衰变中的氦核、 衰变中的电子来自哪里？衰变中的电子来自哪里？本质本质衰变：衰变：HenH42101122衰变：衰变：eHn011110射线的产生：射线的产生： 原子核中原子核中2 2个中子和个中子和2 2

4、个质子结合成个质子结合成为一个整体从核中抛射出来，发生为一个整体从核中抛射出来，发生衰变衰变。 原子核内的一个中子变成质子，同原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子时放出一个电子 射线经常是伴随着射线经常是伴随着射线和射线和射线产生的，没有射线产生的，没有衰变。衰变。注意注意 1 1 一种一种元素元素只能发生一种衰变，但在一只能发生一种衰变，但在一块放射性块放射性物质物质中可以同时放出中可以同时放出、和和三种射线。三种射线。2 2 衰变后元素的化学性质发生了变化，衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！即：生成了新的原子核！3 3 放射性元素衰变不可能有单独的放射性元素衰变

5、不可能有单独的射线射线产生。产生。 阅读教材半衰期部分，回答：1、放射性元素的衰变的快慢 有什么规律？2、用什么物理量描述？3、这种描述的对象是谁？二、半衰期二、半衰期( (T)T) 1.1.意义意义: :表示放射性元素衰变快慢的物理量表示放射性元素衰变快慢的物理量 2.2.定义：放射性元素的原子核有半数发生定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间衰变所需的时间m m0 0: :计时前放射性元素的质量计时前放射性元素的质量m:tm:t时间后该放射性元素剩余的质量时间后该放射性元素剩余的质量经过经过n个半衰期个半衰期(T)其剩余的质量为：其剩余的质量为： 质量与原子个数相对应，故经过质量

6、与原子个数相对应，故经过n个半衰期个半衰期后剩余的粒子数为：后剩余的粒子数为： 021mmn 002121NNNTtn 021mmTt 3.3.公式：公式： 例：完成核反应方程：例：完成核反应方程： Th Pa 。 衰变为衰变为 的半衰期是的半衰期是1.2分钟，则分钟，则64克克 经过经过6分钟还有分钟还有 克尚未衰变。克尚未衰变。2349023491Th23490Pa23491Th234902 e01 注意：注意：2. 不同的放射性元素，半衰期不同不同的放射性元素，半衰期不同.1.半衰期是一个统计规律，只对半衰期是一个统计规律，只对大量大量的原子的原子核才适用，对少数原子核是不适用的核才适用

7、，对少数原子核是不适用的练习练习: :氡的半衰期是氡的半衰期是3.83.8天，若有天，若有4 4个氡原子核，个氡原子核，经过经过7.67.6天后，是否只剩下一个氡原子核？天后，是否只剩下一个氡原子核？例如：氡例如：氡222222衰变为钋衰变为钋218218的半衰期为的半衰期为3.83.8天天 镭镭226226衰变为氡衰变为氡222222的半衰期为的半衰期为16201620年年 铀铀238238衰变为钍衰变为钍234234的半衰期长达的半衰期长达4.54.5109109年年3. 半衰期由核内部自身的因素决定的，跟原半衰期由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。子所处的化

8、学状态和外部条件没有关系。五、应用五、应用科学漫步科学漫步1 1、人们利用地壳岩石中存在的微量的放射性元素的、人们利用地壳岩石中存在的微量的放射性元素的衰变规律，测定地球的年龄为衰变规律，测定地球的年龄为4646亿年。亿年。2 2、碳、碳1414测年技术，测年技术，1414C C是具有放射性的碳的同位素，是具有放射性的碳的同位素，能够自发的进行能够自发的进行 衰变，变成氮。衰变，变成氮。3 3、碳、碳1313与胃病检测与胃病检测判断古生物年代常用判断古生物年代常用14C定年法。若干万年以定年法。若干万年以前，始祖鸟通过摄食，吸收了植物中含有前，始祖鸟通过摄食，吸收了植物中含有14C的营养物质，

9、死亡后不再吸收。随着年代的的营养物质，死亡后不再吸收。随着年代的推移，其体内推移，其体内14C的含量为现代鸟的的含量为现代鸟的 ，已，已知地表中知地表中14C的含量基本不变，的含量基本不变，14C的半衰期的半衰期为为T年，试判断始祖鸟距今年代为：年，试判断始祖鸟距今年代为： A B C D 2走进高考：走进高考：C一、原子核的衰变一、原子核的衰变2.2.衰变原则：衰变原则：质量数质量数守恒，电荷数守恒守恒，电荷数守恒, ,客观事实。客观事实。1.1.原子核的衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为原子核的衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变（新核的变化叫做原子

10、核的衰变（decay） （1 1） 衰变衰变: :原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变 （2 2）衰变衰变: :原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变 （3 3）射线射线: :总是伴随总是伴随 射线或射线或 射线产生射线产生. .二、半衰期二、半衰期 1 1、半衰期、半衰期: :放射性元素的原子核有半数发生衰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。变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。2 2、不同的放射性元素，半衰期不同、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决

11、定。课堂总结课堂总结 tmm)21(0 放射性元素半衰变是一个统计规律。放射性元素半衰变是一个统计规律。高考题回顾：高考题回顾：1图中图中P为放在为放在匀强电场匀强电场中的天然放射源，中的天然放射源，其放出的射线其放出的射线 在电在电 场的作用下分成场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是三束，以下判断正确的是Aa为为射线、射线、b为为射线射线Ba为为射线、射线、b为为射线射线Cb为为射线、射线、C为为射线射线Db为为射线、射线、C为为射线射线BC2 2、某原子核、某原子核A A的衰变过程为的衰变过程为A A B B C, C,下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A A、核核A A的

12、质量数减核的质量数减核C C的质量数等于的质量数等于5;5;B B、核核A A的中子数减核的中子数减核C C的中子数等于的中子数等于2;2; C C、核核A A的中性原子中的电子数比原子核的中性原子中的电子数比原子核B B的中性原子中的电子数多的中性原子中的电子数多1;1;D D、核核A A的质子数比核的质子数比核C C的质子数多的质子数多1 1。 D D3 3、在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静、在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中和反冲核的运动轨迹分别如图中a a、b b所示，所示，由图可以知（由图可以知（ ）A.A.该核发生的该核发生的 衰变衰变B.B.该核发生的该核发生的 衰变衰变C.C.磁场方向一定垂直纸面向里磁场方向一定垂直纸面向里D.D