2019-2020學(xué)年高中物理 第十九章 原子核 2 放射性元素的衰變課件 新人教版選修3-5.ppt

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2放射性元素的衰變 一 原子核的衰變1 定義原子核放出 粒子或 粒子 則核電荷數(shù)變了 變成另一種原子核 這種變化稱為原子核的衰變 2 衰變分類 1 衰變 放出 粒子的衰變 2 衰變 放出 粒子的衰變 3 衰變方程 4 衰變規(guī)律 1 原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒 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 衰變 有的發(fā)生 衰變 同時(shí)伴隨著 輻射 這時(shí) 放射性物質(zhì)發(fā)出的射線中就會(huì)同時(shí)具有 和 三種射線 二 半衰期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 2 決定因素放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的 跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系 不同的放射性元素 半衰期不同 3 應(yīng)用利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點(diǎn) 可以測量其衰變程度 推斷時(shí)間 自我檢測1 思考辨析 1 由原子核發(fā)生 衰變時(shí)放出的 粒子是電子 可知原子核內(nèi)一定存在著電子 解析 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)電子 粒子 電子 是由原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化而來 答案 2 射線是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生 解析 射線是原子核衰變過程中 產(chǎn)生的新核具有過多的能量 這些能量以 光子的形式釋放出來 答案 3 對(duì)于不同的放射性元素 盡管其半衰期不同 但對(duì)于同一種元素的每一個(gè)原子來說其半衰期是固定的 非常穩(wěn)定 解析 半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念 是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié) 對(duì)于一個(gè)特定的原子核 無法確定其何時(shí)發(fā)生衰變 半衰期只適用于大量的原子核 答案 4 原子核發(fā)生 衰變時(shí) 核的質(zhì)子數(shù)減少2 而質(zhì)量數(shù)減少4 解析 原子核發(fā)生 衰變放出He原子核 答案 5 原子核發(fā)生 衰變時(shí) 原子核的質(zhì)量不變 解析 原子核發(fā)生 衰變時(shí) 原子核內(nèi)部的中子放出一個(gè)電子變成質(zhì)子 原子核的質(zhì)量數(shù)不變 質(zhì)量減小 答案 2 探究討論 1 元素的半衰期有哪些方面的應(yīng)用 答案 利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點(diǎn) 可以通過測量其衰變程度來推斷時(shí)間 2 如何確定元素的衰變次數(shù) 探究一 探究二 原子核的衰變問題探究1 元素自發(fā)地放出射線后 原子核發(fā)生了變化 成為原子核的衰變 放出 粒子成為 衰變 放出 粒子成為 衰變 研究表明 碳14只放出 射線 鈷60只放出 射線 鐳226只放出 射線 不同元素放出的射線相同嗎 元素放出射線后 原子核發(fā)生了什么變化 要點(diǎn)提示 不同的放射性元素放出的射線是不同的 探究一 探究二 2 下圖為 衰變 衰變示意圖 1 當(dāng)原子核發(fā)生 衰變時(shí) 原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)如何變化 為什么 2 當(dāng)發(fā)生 衰變時(shí) 新核的核電荷數(shù)相對(duì)原來的原子核變化了多少 新核在元素周期表中的位置怎樣變化 探究一 探究二 要點(diǎn)提示 1 當(dāng)原子核發(fā)生 衰變時(shí) 原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各減少2個(gè) 因?yàn)?粒子是原子核內(nèi)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合在一起發(fā)射出來的 2 當(dāng)原子核發(fā)生 衰變時(shí) 新核的核電荷數(shù)相對(duì)于原來增加了1個(gè) 新核在元素周期表中的位置向后移動(dòng)了1個(gè)位次 探究一 探究二 知識(shí)歸納1 衰變規(guī)律原子核衰變時(shí) 電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒 2 衰變方程 探究一 探究二 3 輻射 衰變或 衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能級(jí) 不穩(wěn)定 要向低能級(jí)躍遷 放出 光子 射線是伴隨著 射線和 射線產(chǎn)生的 輻射并不能獨(dú)立發(fā)生 所以 只要有 射線必有 衰變或 衰變發(fā)生 粒子不是帶電粒子 因此 射線并不影響原子核的核電荷數(shù) 故 射線不會(huì)改變?cè)卦谥芷诒碇械奈恢?特別提醒 1 衰變方程的書寫 衰變方程用 表示 而不用 表示 2 衰變方程表示的變化 衰變方程表示的是原子核的變化 而不是原子的變化 3 衰變過程遵循動(dòng)量守恒和能量守恒 原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒 探究一 探究二 思考問題 原子核衰變時(shí)遵循什么規(guī)律 提示 原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒 探究一 探究二 探究一 探究二 規(guī)律總結(jié)衰變次數(shù)的判斷方法 1 衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 2 每發(fā)生一次 衰變質(zhì)子數(shù) 中子數(shù)均減少2 3 每發(fā)生一次 衰變中子數(shù)減少1 質(zhì)子數(shù)增加1 探究一 探究二 變式訓(xùn)練1原子序數(shù)大于83的所有元素 都能自發(fā)地放出射線 這些射線共有三種 射線 射線和 射線 下列說法正確的是 A 原子核每放出一個(gè) 粒子 原子序數(shù)減少4B 原子核每放出一個(gè) 粒子 原子序數(shù)增加4C 原子核每放出一個(gè) 粒子 原子序數(shù)減少1D 原子核每放出一個(gè) 粒子 原子序數(shù)增加1解析 發(fā)生一次 衰變 核電荷數(shù)減少2 質(zhì)量數(shù)減少4 原子序數(shù)減少2 發(fā)生一次 衰變 核電荷數(shù)增加1 原子序數(shù)增加1 答案 D 探究一 探究二 半衰期問題探究1 放射性元素衰變有一定的速率 鐳226變?yōu)檠?22的半衰期為1620年 有人說 10克經(jīng)過1620年有一半鐳226發(fā)生衰變 鐳226還有5克 在經(jīng)過1620年另一半鐳也發(fā)生了衰變 鐳226就沒有了 對(duì)嗎 為什么 要點(diǎn)提示 不對(duì) 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需時(shí)間叫做這種元素的半衰期 經(jīng)過第二個(gè)1620年鐳226還有2 5克 探究一 探究二 2 右圖為氡衰變剩余質(zhì)量與原有質(zhì)量比值示意圖 縱坐標(biāo)表示的是任意時(shí)刻氡的質(zhì)量m與t 0時(shí)的質(zhì)量m0的比值 1 每經(jīng)過一個(gè)半衰期 氡原子核的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?2 從圖中可以看出 經(jīng)過兩個(gè)半衰期未衰變的原子核還有多少 探究一 探究二 探究一 探究二 知識(shí)歸納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 不同的放射性元素 半衰期不同 2 注意以下兩點(diǎn) 1 對(duì)于同一種元素 其半衰期是一定的 無論是加溫 加壓 或是處于單質(zhì) 化合物狀態(tài)均不影響元素的半衰期 但不同元素的半衰期不同 有的差別很大 2 半衰期是一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律 對(duì)于大量的原子核發(fā)生衰變才具有實(shí)際意義 而對(duì)于少量的原子核發(fā)生衰變 該統(tǒng)計(jì)規(guī)律不再適用 3 半衰期公式 探究一 探究二 放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的 探究一 探究二 探究一 探究二 解析 元素半衰期的長短由原子核自身因素決定 與原子所處的物理 化學(xué)狀態(tài)以及周圍環(huán)境 溫度無關(guān) C D錯(cuò) 即使元素氡的含量足夠高 經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代 地殼中也幾乎沒有氡了 一定是來自于其他放射性元素的衰變 故A對(duì) B錯(cuò) 答案 A規(guī)律總結(jié)分析有關(guān)放射性元素的衰變數(shù)量和時(shí)間問題時(shí) 正確理解半衰期的概念 靈活運(yùn)用有關(guān)公式進(jìn)行分析和計(jì)算是解決問題的關(guān)鍵 探究一 探究二 1 2 3 1 多選 關(guān)于天然放射性 下列說法正確的是 A 所有元素都可能發(fā)生衰變B 放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C 放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D 和 三種射線中 射線的穿透能力最強(qiáng)解析 只有放射性元素才能發(fā)生衰變 A項(xiàng)錯(cuò)誤 半衰期由原子核的內(nèi)部自身的因素決定 與原子核所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān) B C兩項(xiàng)正確 射線的穿透力最強(qiáng) D項(xiàng)正確 答案 BCD 1 2 3 1 2 3