放射性元素的衰变++高二下学期物理教科版选择性必修第三册

2放射性元素的衰变第五章原子核与基本粒子Highschoolphysics02了解人工放射性同位素的特点及其应用。重点01了解放射性、放射性元素及天然放射现象，掌握三种射线的本质。重点03知道α衰变和β衰变的特点，能运用衰变规律写出衰变方程。知道半衰期的概念和半衰期的统计意义，能利用半衰期公式进行计算。重难点04天然放射性、射线的性质01在古代，不论是东西方，都有一批追求“点石成金”之术的人，他们试图利用化学方法将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”的事其实一直在自然界进行着，这就是伴随着天然放射现象发生的原子核“衰变”过程。“点石成金”术与衰变“点石成金”术与衰变1896年，法国物理学家亨利.贝克勒尔发现，铀化合物能放出某种射线，这种射线可以使密封完好的照相底片感光。贝克勒尔，1852-1908天然放射性翠砷铜铀矿铀钙石矿物质发射射线的性质称为放射性。具有放射性的元素称为放射性元素。放射性元素自发地放出射线的现象。放射性并不是少数元素才有的，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。天然放射性放射性放射性元素天然放射现象❋延伸：放射性元素为什么具有放射性？(选讲)如何区分三种天然放射射线利用电场和磁场可以将天然放射线分开×

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带正电带负电不带电带正电带负电不带电这些射线的本质是什么？射线本质符号速度电离作用穿透能力α射线β射线γ射线

氦核约为光速的10%强弱电子接近光速较弱较强电磁波γ波长极短的电磁波很弱很强

三种天然放射射线对比厚纸铝板厚铅板三种天然放射射线穿透能力对比α射线β射线γ射线利用云室观察放射射线1.(多选)天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是A.一张厚的黑纸能挡住α射线和β射线，但不能挡住γ射线B.γ射线在电场或磁场中均不偏转，是电磁波C.三种射线中对气体电离作用最强的是α射线D.β射线是高速电子流，但不是原来绕核旋转的核外电子√√√由三种射线的本质和特点可知，α射线穿透能力最弱，一张黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线，故A错误；γ射线是电磁波，不带电，在电场和磁场中均不偏转，故B正确；三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β射线是高速电子流，来源于原子核，故D正确。

√√

三种射线在磁场及电场中偏转情况的分析1.γ射线不论在电场还是磁场中，总是做匀速直线运动，不发生偏转。

人工放射性同位素02天然放射性打开原子核物理学的大门放射性同位素定义具有放射性的同位素。发现

类型天然放射性同位素不过40多种，而今人工制造的放射性同位素已达3000多种。优点(3)优点：与天然放射性物质相比，人工放射性同位素的资源丰富，放射强度容易控制，半衰期(后文会学到)比较短，因此放射性废料容易处理，获得了广泛的应用。放射性同位素及其应用射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素放出的射线来测厚度。❋延伸：人工放射性同位素的应用(选讲)放射治疗：利用放射性同位素放出的射线破坏癌细胞组织。培优、保鲜：利用放射性同位素放出的射线照射种子培养优良品种。示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置。❋延伸：日常生活中的放射性物质衰变03定义放射性元素是不稳定的，会自发地蜕变为另一种元素，同时放出射线，这种现象称为放射性衰变。原子核的衰变α衰变α衰变

原子核自发放出α粒子而转变为新核的过程叫α衰变。

比如铀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。β衰变β衰变

原子核自发放出α粒子而转变为新核的过程叫α衰变。

比如钍234核放出一个β

粒子后质量数没有改变，但电荷数增加了1，就变成镤234核。衰变规律：原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒。

中间用单箭头，不用等号；衰变实质

α衰变的本质

2个中子和2个质子能十分紧密地结合在一起，在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中穿越出来，放射性元素就发生了α衰变。β衰变的本质

(1)原子核在衰变时，产生的新核在元素周期表中的位置不变。(

)(2)β衰变是原子核外电子的电离。(

)(3)某原子核衰变时，放出一个β粒子后，原子核的中子数少1，原子序数加1。(

)√××

(3)写出这一衰变过程的方程。

半衰期03放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。例如氡222经过α衰变成为钋218。如图所示，横坐标表示时间，纵坐标表示任意时刻氡的质量m与t=0时的质量m0的比值。

通过观察，你发现了什么规律？答案

每过3.8d就有一半的氡发生了衰变。11.47.63.8t/d0氡的衰变

m/m0t/d3.81/22×3.81/43×3.81/81/164×3.8…半衰期T定义

放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。特点(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。(2)放射性元素衰变的快慢是由核内部自生的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。半衰期T适用条件半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。衰变规律

半衰期的应用—C14测年技术1.放射性元素衰变有一定的速率。镭226衰变为氡222的半衰期为1620年，有人说：20g镭226经过1620年有一半发生衰变，镭226还有10g，再经过1620年另一半镭226也发生了衰变，镭226就没有了。这种说法对吗？为什么？答案不对。经过第二个1620年后镭226还剩5g。

答案不正确。半衰期是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。

√由质量数和电荷数守恒可知，X的电荷数为2，质量数为4，发生的是α衰变，α射线穿透能力较弱，不能穿透几毫米厚的铝板，故A正确，C错误；放射性元素的半衰期不随外部条件及化学状态变化而变