2015-2016高中物理-第19章-第2節(jié)-放射性元素的衰變課件-新人教版選修3-5

1、第十九章 原子核,第2節(jié)　放射性元素的衰變,欄目鏈接,學(xué) 習(xí)目 標(biāo),1．知道什么是原子核的衰變，以及理解α衰變和β衰變的實(shí)質(zhì)．2．知道什么是半衰期，會(huì)用半衰期描述衰變速度，知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義．,1．(1)衰變：放射性元素的原子核放出某種粒子后變成新的原子核，我們把這種變化稱為原子核的衰變．(2)α衰變：放射性元素放出α粒子的衰變叫作α衰變．(3)β衰變：放射性元素放出β粒子的衰變叫作β衰變．2．(1)衰變規(guī)律：原

2、子核衰變時(shí)，衰變前后的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒．,(2)衰變方程：α衰變：β衰變：,欄目鏈接,注：(1)核反應(yīng)遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過(guò)程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)而釋放出核能．(2)當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)衰變時(shí)，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時(shí)伴有γ射線，這時(shí)可連續(xù)放出三種射線．(3)核反應(yīng)過(guò)程一般是不可逆的，所以核反應(yīng)方程只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向，不能用等號(hào)連接．3．α粒子和β粒子衰變的實(shí)質(zhì)

3、．在放射性元素的原子核中，2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子結(jié)合得比較緊密，在一定條件下作為一個(gè)整體從較大的原子核中拋射出來(lái)，這就是α衰變現(xiàn)象．,欄目鏈接,原子核里沒(méi)有電子，核內(nèi)的中子可以轉(zhuǎn)變成質(zhì)子和電子，產(chǎn)生的電子從核內(nèi)發(fā)射出來(lái)，這就是β衰變．α粒子實(shí)質(zhì)就是氦核，它是由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成的．當(dāng)發(fā)生α衰變時(shí)，原子核中的質(zhì)子數(shù)減2，中子數(shù)也減2，因此新原子核的核電荷數(shù)比未發(fā)生衰變時(shí)的原子核的核電荷數(shù)少2，為此在元素周期表中的位置向前移動(dòng)兩位．β

4、衰變是原子核中的中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)電子，即β粒子放射出來(lái)．同時(shí)還生成一個(gè)質(zhì)子留在核內(nèi)，使核電荷數(shù)增加1，但β衰變不改變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)，,所以發(fā)生β衰變后，新核比原來(lái)的原子核在周期表中的位置向后移動(dòng)一位．γ射線是在發(fā)生α或β衰變的過(guò)程中伴隨而生，且γ射線是不帶電的，因此γ射線并不影響原子核衰變后的核電荷數(shù)，故不會(huì)改變?cè)卦谥芷诒碇械奈恢?，但γ射線是伴隨α衰變或β衰變而產(chǎn)生的，它并不能獨(dú)立而生，所以，只要有γ射線就必有α衰變或β衰變發(fā)生，因此

5、從整個(gè)衰變過(guò)程來(lái)看，元素在周期表中的位置可能要發(fā)生改變．,?嘗試應(yīng)用1．原子核發(fā)生β衰變時(shí)，此β粒子是(D)A．原子核外的最外層電子B．原子核外的電子躍遷時(shí)放出的光子C．原子核外存在著電子D．原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子時(shí)，放射出一個(gè)電子解析：因原子核是由帶正電荷的質(zhì)子和不帶電的中子組成的，原子核內(nèi)并不含電子，但在一定條件下，一個(gè)中子可以轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)負(fù)電子，一個(gè)質(zhì)子可以轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子和一個(gè)正電子，其轉(zhuǎn)化可用下式表示

6、：,由上式可看出β粒子(負(fù)電子)是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化而來(lái)，正電子是由原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化而來(lái)．,欄目鏈接,放射性元素具有一定的衰變速率，例如氡222經(jīng)α衰變后變成釙218，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)3.8天后，有一半氡發(fā)生了衰變，再經(jīng)過(guò)3.8天后，只剩下四分之一的氡，再經(jīng)3.8天后，剩下的氡為原來(lái)的八分之一；鐳226變?yōu)殡?22的半衰期是1 620 年．不同元素的半衰期是不一樣的．1．定義．放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，叫作這種元素的半衰

7、期．,?嘗試應(yīng)用2．(多選)關(guān)于放射性元素的半衰期(BD)A．是原子核質(zhì)量減少一半所需的時(shí)間B．是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間C．與外界壓強(qiáng)和溫度有關(guān)，與原子的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)D．可以用于測(cè)定地質(zhì)年代、生物年代等解析：原子核的衰變是由原子核內(nèi)部因素決定的，與一般外界環(huán)境無(wú)關(guān)．原子核的衰變有一定的速率，每隔一定的時(shí)間即半衰期，原子核就衰變了總數(shù)的一半．不同種類的原子核，其半衰期也不同．,(多選)原子核 具有天然放射性

8、，它經(jīng)過(guò)若干次α衰變和β衰變后會(huì)變成新的原子核．下列原子核中，有三種是 衰變過(guò)程中可以產(chǎn)生的，它們是(　　)【審題指導(dǎo)】(1)寫(xiě)出衰變的核反應(yīng)方程式，了解核反應(yīng)的規(guī)律．,?變式訓(xùn)練1． 經(jīng)過(guò)m次α衰變和n次β衰變成 則(B)A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18解析：每發(fā)生一次α衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；每發(fā)生一次β衰變，

9、質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1.根據(jù)題意有：235－4m＝207，92－2m＋n＝82，解兩式得m＝7，n＝4，選項(xiàng)B正確．,的衰變方程為 ，其衰變曲線如圖所示，τ為半衰期，則(　　),欄目鏈接,欄目鏈接,一靜止的 核經(jīng)α衰變成為 ，釋放出的總動(dòng)能為4.27 MeV.問(wèn)此衰變后 核的動(dòng)能為多少M(fèi)eV(保留1位有效數(shù)字)?【

10、審題指導(dǎo)】(1)寫(xiě)出衰變方程式，根據(jù)動(dòng)量守恒可知新核與α粒子發(fā)生反沖，動(dòng)量大小相等方向相反．,欄目鏈接,?變式訓(xùn)練3．6027Co發(fā)生一次β衰變后變?yōu)镹i核，其衰變方程為_(kāi)_____________；在該衰變過(guò)程中還發(fā)出頻率為ν1、ν2的兩個(gè)光子，其總能量為_(kāi)_______________．解析：由衰變過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得衰變方程為：6027Co→6028Ni＋－10e，由光子的能量公式得總能量為：E＝hν1＋hν2＝h