5.2 放射性元素的衰变 课件 【知识精讲精研】高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册

第五章

原子与原子核第二节

放射性元素衰变在古代，不论是东方还是西方，都有一批人追求“点石成金”之术，他们试图利用化学方法将一些普通的矿石变成黄金。当然，这些炼金术士的希望都破灭了。那么，真的存在能让一种元素变成另一种元素的过程吗？类似于“点石成金”的事一直就在自然界中进行着，这就是放射性元素的衰变过程学习目标1.知道天然放射现象及其规律;2.理解三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们；3.知道放射现象的实质是原子核的衰变；4.知道两种衰变的基本性质，掌握原子核的衰变规律；放射性：物质发射射线的性质称为放射性。放射性元素：具有放射性的元素称为放射性元素。天然放射现象：放射性元素自发地放出射线的现象。放大了1000倍的铀矿石放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发的放出射线原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。元素的放射性是原子的性质还是原子核的性质呢？一、放射性的发现实验表明：如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响，即放射性与元素所处的化学状态无关。

由于元素的化学性质取决于原子核外的电子，因此:射线来源于原子核。原子核具有内部结构。原子核二、原子核衰变放射性元素放出的三种常见射线：α射线、

β射线和γ射线。为了探究三种射线的性质，将三种射线射入电场中，偏转情况如图所示，便可以通过偏转情况判定其电性。×

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α射线β射线γ射线正电负电α射线+β射线－γ射线电场E将带正电的射线命名为ɑ射线将带负电的射线命名为β射线将不带电的射线命名为γ射线1.三种射线的性质、特性α射线β射线γ射线本质速度特性氦核α粒子流电子流光子流

光速的99%贯穿本领小，电离作用强贯穿本领大，电离作用较弱能穿透几毫米的铝板贯穿本领最强，电离作用最弱能穿透几厘米的铅板光速c2.衰变的定义衰变：放射性元素放射出粒子而转变为另一种元素(新核)的过程①α衰变：原子核放出α粒子变成新的原子核②β衰变：原子核放出β粒子变成新的原子核③γ衰变:伴随α衰变和β衰变3.衰变的分类：研究发现，原子核除了会发出射线以外，还会发生衰变当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。α、β、γ三种射线同时出现：β衰变实质：核内的中子转化成了一个质子和一个电子。

β衰变的本质α衰变的本质：两个中子和两个质子能十分紧密地结合在一起，因此，在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来，即发生了α衰变。α衰变的本质

1.如铀238核放出一个α粒子后，质量数减少4，电荷数减少2，就变成了钍234核。

衰变方程：原子核衰变时电荷数和质量数都守恒2.比如

发生α衰变后产生的也具有放射性，它放出一个β

粒子后质量数没有改变，但电荷数增加了1，就变成镤。

衰变方程：三、半衰期2.物理意义：用来描述原子核衰变速度快慢的物理量。不同元素半衰期不同。1.半衰期：原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间，计为3.半衰期的特点（1）不同的放射性元素，半衰期不同（2）半衰期描述的是统计规律，研究单个原子核无法预测。（3）半衰期由原子核内部因素决定，与化学状态和外部条件没有关系。半衰期越大，衰变得越慢！经过对于放射性元素衰变曲线的研究，得到如下衰变规律如下：

下图为始祖鸟的化石，美国科学家维拉·黎比运用了半衰期的原理发明“碳－14计年法”，估算出始祖鸟的年龄，并因此荣获了1960年的诺贝尔奖．“碳－14计年法”依据：空气中14C含量千百年来基本不变，由于呼吸空气，古生物活着时体内的14C含量与现代生物活着时体内14C相同。1.关于放射性元素的描述，正确的是（

）A.原子序数在84以上的元素都具有放射性B.只有人造元素才有放射性C.放射性与元素的化学状态有关D.所有金属都有放射性A2.三种射线中电离能力最强的是（

）A.α射线B.β射线C.γ射线D.无法确定A3.β衰变的本质是（

）A.原子核释放一个氦核B.原子核内的中子转化为质子和电子C.原子核释放一个光子D.原子核内的质子转化为中子和电子B4.若某放射性元素的半衰期为5天，现有100g该元素，15天后剩余质量为（