高二物理 选修3-5 19.2 原子核的衰变

1、听说过“点石成金”的传说吗？,类似于“点石成金”的事一直就在自然界中进行着，这就是伴随着天然放射现象发生的“衰变”。,19.2 原子核的衰变,教学目标 1.了解天然放射现象(放射性、放射性元素) 2.了解放射性元素的衰变,知道三种射线的性质和特点 3.知道放射性元素衰变的统计规律,理解半衰期描述衰变速度 重点:放射性元素的衰变规律 难点:三种射线的性质和特点,一、衰变,原子核放出粒子或粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变。,衰变：放出粒子的衰变，如,1.定义：,2.种类：,90,234,衰变：放出粒子的衰变,91,234,原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒。,衰变：,衰变：,4.

2、几点说明： 原子核放出粒子或粒子，并不表明原子核内有粒子或粒子（粒子是电子流，而原子核内不可能有电子存在）。 核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程式只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接。,3规律：,衰变方程,核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依靠两个守恒杜撰出生成物来写核反应方程。 核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程前后的总质量一般会发生变化（质量亏损）而释放核能。 当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生衰变，有的发生衰变，同时伴随着辐射。,5.粒子和粒子衰变的实质,衰变实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体

3、从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的衰变现象。粒子实质就是氦核。,衰变的实质：衰变是原子核中的一个中子转化成一个电子和一个质子，即粒子放射出去，同时还生成一个质子留在核内，使得新核核电荷数增加1。,衰变转化方程：,5.粒子和粒子衰变的实质,射线是发生或衰变过程中伴随而生，而粒子是不带电的粒子，这是由于原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是不连续的，也只能取一些列不连续的数值，因此也存在着能级，同样是能级越低越稳定。放射性的原子核在发生衰变或衰变时，蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以光子的形式辐射出来。因此射线并不影响原子核的核电荷数，

4、故射线不会改变元素在周期表中的位置。但射线是伴随着衰变或衰变而生，它不能独立发生，所以，只要有射线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变化。,6.注意：,元素的放射性与元素存在的状态无关,不管它是以单质的形式存在还是与其他元素形成的化合物，只要存在这种元素，总能发生放射现象。放射性表明原子核是有内部结构的。 一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出、和三种射线。,7.衰变次数计算：,原子序数或等于83的元素都有放射性，因此放射性元素有可能经过多次的衰变。如某放射性元素 经过m次衰变和n次衰变后变成元素 ，则该核反应方程为：,学案导学P50

5、 例1,阅读教材 “半衰期” 部分并思考问题：,1.放射性元素的衰变有什么规律？ 2.用什么物理量描述？ 3.这种描述的对象是什么？,二、半衰期(T),1.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量。,2.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。,3.公式：,经过n个半衰期(T)其剩余的质量和粒子数：,4.半衰期的特点,不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。 半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的。 半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关。,解：设经过x次衰变，y次衰变,2382064x,92 = 82 + 2x -

6、 y,x8 y6,例1： 经过一系列衰变和衰变后，可以变成稳定的元素铅206 ，问这一过程衰变和衰变次数？,例2：一块氡222放在天平的左盘时，需在天平的右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，氡222发生衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为（ ） A222g B8g C2g D4g,D,练习1、关于、三种射线，下列说法中正确的是（ ）,A、射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱 B、射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的贯穿能力 C、射线一般伴随着或射线产生，它的贯穿能力最强 D、射线是电磁波，它的电离作用最强,C,A、a为射线，b为射线 B、a为射线，b为射线 C、b为射线，c为射线 D、b为射线，c为射线,练习2：如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（ ）,BC,练习3：由原子核的衰变规律可知 ( ),D,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放射性元素发生衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1,练习4：某原子核A的衰变过程为 A B C,