上課-19.2-放射性元素的衰變

1、第二節(jié) 放射性元素的衰變,第十九章 原子核,大家聽說(shuō)過呂洞賓“點(diǎn)石成金”的神話傳說(shuō)嗎？,疑：要改變一種元素，是改變質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、還是電子數(shù)呢？,日本科學(xué)家松本高明進(jìn)行了一次大型實(shí)驗(yàn)：將1.34噸汞放在一個(gè)特制的容器中，然后用五千萬(wàn)電子伏特的γ射線照射汞，照射時(shí)間為70天，最后得到74kg的黃金。,物理學(xué)家“點(diǎn)汞成金”的科學(xué)事實(shí)：,注意：要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能杜撰。,請(qǐng)看下列兩個(gè)通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)的方程：,大家能看出哪些規(guī)律呢？,1、用單箭

2、頭，不用等號(hào)；2、質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量守恒;3、電荷數(shù)守恒，電荷守恒；4、方程及生成物要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能杜撰。,1.衰變的定義：,2.衰變的原則：,放射性元素的衰變又有怎樣的規(guī)律呢？,3.衰變的分類：,5.衰變的實(shí)質(zhì)：,4.衰變的通式：,1.衰變的定義：,原子核放出 α粒子或 β粒子轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ?2.衰變的原則：,質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。,放射性元素的衰變又有怎樣的規(guī)律呢？,（1）?衰變:原子核放出?粒子的衰變叫

3、做?衰變．,（2）β衰變:原子核放出β粒子的衰變叫做β衰變．,3.衰變的分類(高中階段)：,（1）?衰變:,4.衰變的通式：,（2）β衰變:,（1）?衰變:原子核放出?粒子的衰變叫做?衰變．,（1）?衰變:原子核放出?粒子的衰變叫做?衰變．,（2）β衰變:原子核放出β粒子的衰變叫做β衰變．,解：設(shè)經(jīng)過x次?衰變，y次?衰變,238＝206＋4x,92 = 82 + 2x - y,,x＝8y＝6,經(jīng)過一系列?衰變和?衰變后，可以變成穩(wěn)定

4、的元素鉛206 ，問這一過程?衰變和?衰變次數(shù)？,經(jīng)驗(yàn)：,典例分析：,先算 ?衰變次數(shù)。,例1：,質(zhì)子,中子,結(jié)合,,α衰變,5.衰變的本質(zhì)：,原子核中兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合為氦核。,本質(zhì)：,中子,質(zhì)子,轉(zhuǎn)化,和,β衰變,5.衰變的本質(zhì)：,原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,本質(zhì)：,5.衰變的本質(zhì)：,注意：,γ射線的產(chǎn)生： 1.γ射線是電磁波，不是實(shí)物粒子。 2.γ射線是伴隨著α衰變和β衰變產(chǎn)生的。

5、 3.γ射線不改變電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)。,元素的放射性與元素存在的狀態(tài)無(wú)關(guān)，放射性表明原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的。,,衰變,,,,,原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒.另外還遵循動(dòng)量守恒,,,,,,,,,,在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原來(lái)靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡分別如圖中a、b所示，由圖可以知（ ）A.該核發(fā)生的α衰變 B.該核發(fā)生的β衰變C.磁場(chǎng)方向一定垂直紙面向里D.磁場(chǎng)方向向

6、里還是向外不能判定,AD,,,a,b,典例分析：,例2：,靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的放射性元素發(fā)生衰變后1、放出的粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等，方向相反,提示：,2、α粒子與反沖粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是外切圓且大圓為α粒子的 軌跡; β衰變呢？,例3：某原子核A的衰變過程為A β B α C，下列說(shuō)法正確的是（ ）,A、核A的質(zhì)量數(shù)減核C的質(zhì)量數(shù)等于5;B、核A的中子數(shù)減核C的中子數(shù)等于2;C、核A的中性原

7、子中的電子數(shù)比原子核B的 中性原子中的電子數(shù)多1;D、核A的質(zhì)子數(shù)比核C的質(zhì)子數(shù)多1。,,,D,典例分析：,2.衰變?cè)瓌t：,質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。,1.原子核的衰變：我們把原子核由于放出某種粒子而轉(zhuǎn)變?yōu)樾潞说淖兓凶鲈雍说乃プ儭?（1）?衰變:原子核放出?粒子的衰變叫做?衰變．,（2）β衰變:原子核放出β粒子的衰變叫做β衰變．,注意： γ射線總是伴隨?衰變或?衰變產(chǎn)生的電磁波，它不能單獨(dú)發(fā) 生且不改變

8、電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)。,課堂總結(jié),3.衰變種類：,練習(xí)1：在垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一原來(lái)靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖所示。由圖可以判定（ ）,A、該核發(fā)生的是α衰變B、該核發(fā)生的是β衰變C、磁場(chǎng)方向一定垂直于紙面向里D、不能判定磁場(chǎng)方向向里還是向外,,,a,b,BD,6.課堂檢驗(yàn)：,× × × ×× × 

9、15; ×× × × ×× × × ×,練習(xí)2：靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)α粒子后，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，測(cè)得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44︰1，如圖，則（ ）,A、α粒子與反沖粒子的動(dòng)量大 小相等，方向相反B、原來(lái)放射性元素的原子核電 荷數(shù)為90C、反

10、沖核的核電荷數(shù)為88D、α粒子與反沖核的速度之比 為1︰88,R1,R2,,,ABC,6.課堂檢驗(yàn)：,練習(xí)3：本題中用大寫字母代表原子核，E經(jīng)α衰變成為F，再經(jīng)β衰變成為G，再經(jīng)α衰變成為H。上述系列衰變可記為下式：另一系列衰變?nèi)缦拢阂阎狿和F是同位素，則（ ）A.Q和G是同位素，R和H是同位素B.R和E是同位素，S和F是同位素C.R和G是同位素，S和H是同位素D.Q和E是同位素，R和F是同位素,

11、B,6.課堂檢驗(yàn)：,半衰期,,,經(jīng)1個(gè)3.8天后,剩余氡核數(shù)N,經(jīng)2個(gè)3.8天后,經(jīng)n個(gè)3.8天后,經(jīng)3個(gè)3.8天后,,,二、半衰期,1、半衰期 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，叫做這種元素的半衰期。,放射性元素的剩余質(zhì)量與原有質(zhì)量的關(guān)系：,二、半衰期(T),1.意義： 表示放射性元素衰變快慢的物理量,2.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)間不同的放射性元素其半衰期不同．,3.公式：,經(jīng)過n個(gè)半衰期(

12、T)其剩余的質(zhì)量為：,質(zhì)量與原子個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)，故經(jīng)過n個(gè)半衰期后剩余的粒子數(shù)為：,3.公式：,注意：,(1)半衰期的長(zhǎng)短是由原子核內(nèi)部本身的因素決定的，與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),(2)半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對(duì)大量的原子核才適用，對(duì)少數(shù)原子核是不適用的．,,,考古學(xué)家確定古木年代的方法是用放射性同位素作為“時(shí)鐘”，來(lái)測(cè)量漫長(zhǎng)的時(shí)間，這叫做放射性同位素鑒年法．,閱讀課本 “科學(xué)漫步”部分,日本科學(xué)家松本高明進(jìn)行了一次大型實(shí)驗(yàn)：將1.3