高中物理 4.1-4.2 走进原子核 放射性元素的衰变课件 粤教版选修3-5.ppt

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,,,高中物理·选修3-5·粤教版,第四章 原子核 第一节 走进原子核 第二节 放射性元素的衰变,[目标定位] 1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象.2.知道原子核的组成，会正确书写原子核符号.3.知道原子核的衰变及两种衰变的规律，掌握三种射线的特性.4.会用半衰期描述衰变的快慢，知道半衰期的统计意义．,一、放射性的发现 1．放射性 1896年法国物理学家_____________发现，铀及含铀的矿物都能够发出看不见的射线，物质放射出_____的性质叫做放射性． 2．放射性元素 具有_______的元素叫放射性元素． 玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为______和______,享利·贝克勒尔,射线,放射性,钋(Po),镭(Ra),3．天然放射性元素 能_____地放出射线的元素叫做天然放射性元素．原子序数大于___的所有元素，都有放射性．原子序数小于等于___的元素，有的也具有放射性． 4．放射性发现的意义 放射性的发现揭示了_______结构的复杂性． 二、原子核的组成 1．质子的发现： ______用α粒子轰击________获得了质子． 2．中子的发现：卢瑟福的学生________通过实验证实了____的存在．,自发,83,83,原子核,卢瑟福,氮原子核,查德威克,中子,3．原子核的组成：由____和____组成，因此它们统称为____． 4．原子核的电荷数：等于原子核的______即原子的_______ ___． 5．原子核的质量数：等于______和______的总和． 6．原子核的符号：X，其中X为________，A为原子核的______，Z为原子核的_______． 三、放射线的本质 1．射线种类：放射性物质发出的射线有三种，分别为_____、 _____、 _____．,质子,中子,核子,质子数,原子序,质子数,中子数,元素符号,质量数,电荷数,α射线,β射线,γ射线,数,2．放射线的本质 (1)α射线是高速运动的________粒子流，符号为 He，射出时的速度可达0.1c. (2)β射线是高速运动的_______，符号为_____，射出时速度可达0.99c. (3)γ射线是波长很短的_______． 四、原子核的衰变 1．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的变化．,氦原子核,电子流,电磁波,2．衰变方程 3．γ射线 γ射线是伴随α衰变、β衰变____产生的，γ射线不改变原子核的电荷数和质量数．,同时,五、半衰期 1．定义：放射性元素的原子核数目因衰变减少到原来的____所经过的时间．,一半,一、原子核的组成 1．原子核的组成：原子核是由质子、中子构成的，质子带正电，中子不带电．不同的原子核内质子和中子的个数并不相同．原子核的直径为10－15～10－14 m. 2．原子核的符号和数量关系：(1)符号： X. (2)基本关系：核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．,【例1】 已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226.试问： (1)镭核中有几个质子？几个中子？ (2)镭核所带电量是多少？ (3)若镭原子呈现中性，它核外有几个电子？ 答案 (1)88 138 (2)1.41×10－17 C (3)88 (4)113∶114,解析 因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得： (1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即 N＝A－Z＝226－88＝138. (2)镭核所带电荷量 Q＝Ze＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17C. (3)镭原子呈中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88.,借题发挥 对核子数、电荷数、质量数的理解 (1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数． (2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷等于质子电荷的整数倍，通常用这个数表示原子核的电量，叫做原子核的电荷数．,(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数．,针对训练1 (单选)在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为He，He中的4和2分别表示 ( ) A．4为核子数，2为中子数 B．4为质子数和中子数之和，2为质子数 C．4为核外电子数，2为中子数 D．4为中子数，2为质子数 答案 B 解析 根据He所表示的物理意义，原子核的质子数决定核外电子数，原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数．原子核的质量数就是核内质子数和中子数之和，即为核内的核子数.He符号的左下角表示的是质子数或相应中性原子核外电子数，即为2，He符号左上角表示的是核子数，即为4，故选项B正确．,二、三种射线的本质及特点 1．α、β、γ三种射线的性质、特征比较,2．在电场、磁场中偏转情况的比较 (1)在匀强电场中，α射线偏转较小，β射线偏转较大，γ射线不偏转，如图4－1、2－1甲所示． 图4－1、2－1 (2)在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图乙所示．,【例2】 一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图4－1、2－2所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线． 图4－1、2－2,答案 γ β 解析 在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强；β射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为γ射线，b射线应为β射线． 借题发挥 三种射线的比较方法： (1)α射线是α、β、γ三种射线中贯穿本领最弱的一种，它穿不过白纸． (2)要知道三种射线的成分，贯穿本领和电离本领． (3)要知道α、β、γ三种射线的本质，α、β是实物粒子，γ射线是电磁波谱中的一员．,针对训练2 (单选)天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法不正确的是 ( ) A．一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线 B．某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核 C．三种射线中对气体电离作用最强的是α射线 D．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子 答案 B 解析 由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是伴随α、β衰变而产生的一种电磁波，不会使原核变成新核，故B错；三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β粒子是电子，来源于原子核，故D正确．,三、原子核的衰变 1．原子核放出α粒子或β粒子后，变成另一种原子核，这种现象称为原子核的衰变． (1)原子核进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2. (2)α衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中释放出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象．,(1)原子核进行β衰变时，质量数不变，电荷数增加1. 4．衰变规律： 衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒． 5．γ射线是在发生α或β衰变过程中伴随而生，且γ粒子是不带电的粒子，因此γ射线并不影响原子核的核电荷数，故γ射线不会改变元素在周期表中的位置．,6．确定衰变次数的方法 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.,答案 (1)8次α衰变，6次β衰变 (2)10个；22个 (3)见解析,借题发挥 衰变次数的判断方法 (1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒． (2)每发生一次α衰变质子数、中子数均减少2. (3)每发生一次β衰变中子数减少1，质子数增加1.,A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4 C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18 答案 B 解析 根据题意有：235－4m＝207，92－2m＋n＝82，解两式得m＝7，n＝4，选项B正确．,四、对半衰期的理解 1．对半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰变速率一定，不同元素的半衰期不同，有的差别很大． 2．半衰期公式,3．适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，因此，半衰期只适用于大量的原子核．,【例4】 (2011·山东高考)碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天． (2)经过________天75 %的碘131核发生了衰变．,,