【創(chuàng)新設(shè)計】2014-2015學(xué)年高二物理粵教版選修3-5課件4.1-4.2-走進原子核-放射性元素的衰變30張

1、,,,高中物理·選修3-5·粵教版,第四章 原子核第一節(jié) 走進原子核第二節(jié) 放射性元素的衰變,[目標(biāo)定位]　1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射現(xiàn)象.2.知道原子核的組成，會正確書寫原子核符號.3.知道原子核的衰變及兩種衰變的規(guī)律，掌握三種射線的特性.4.會用半衰期描述衰變的快慢，知道半衰期的統(tǒng)計意義．,一、放射性的發(fā)現(xiàn)1．放射性1896年法國物理學(xué)家_____________發(fā)現(xiàn)，

2、鈾及含鈾的礦物都能夠發(fā)出看不見的射線，物質(zhì)放射出_____的性質(zhì)叫做放射性．2．放射性元素 具有_______的元素叫放射性元素．瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強的新元素，命名為______和______,享利·貝克勒爾,射線,放射性,釙(Po),鐳(Ra),3．天然放射性元素能_____地放出射線的元素叫做天然放射性元素．原子序數(shù)大于___的所有元素，都有放射性．原子序

3、數(shù)小于等于___的元素，有的也具有放射性．4．放射性發(fā)現(xiàn)的意義放射性的發(fā)現(xiàn)揭示了_______結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性．二、原子核的組成1．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)： ______用α粒子轟擊________獲得了質(zhì)子．2．中子的發(fā)現(xiàn)：盧瑟福的學(xué)生________通過實驗證實了____的存在．,自發(fā),83,83,原子核,盧瑟福,氮原子核,查德威克,中子,3．原子核的組成：由____和____組成，因此它們統(tǒng)稱為____．4．原子核的電荷數(shù)：等于原子

4、核的______即原子的_______ ___．5．原子核的質(zhì)量數(shù)：等于______和______的總和．6．原子核的符號：X，其中X為________，A為原子核的______，Z為原子核的_______．三、放射線的本質(zhì)1．射線種類：放射性物質(zhì)發(fā)出的射線有三種，分別為_____、 _____、 _____．,質(zhì)子,中子,核子,質(zhì)子數(shù),原子序,質(zhì)子數(shù),中子數(shù),元素符號,質(zhì)量數(shù),電荷數(shù),α射線,β射線,γ射線,數(shù),2．放射線

5、的本質(zhì)(1)α射線是高速運動的________粒子流，符號為 He，射出時的速度可達(dá)0.1c.(2)β射線是高速運動的_______，符號為_____，射出時速度可達(dá)0.99c.(3)γ射線是波長很短的_______．四、原子核的衰變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的變化．,氦原子核,電子流,電磁波,2．衰變方程3．γ射線γ射線是伴隨α衰變、β衰變____產(chǎn)生的，γ射線不改變原

6、子核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)．,同時,五、半衰期1．定義：放射性元素的原子核數(shù)目因衰變減少到原來的____所經(jīng)過的時間．,一半,一、原子核的組成1．原子核的組成：原子核是由質(zhì)子、中子構(gòu)成的，質(zhì)子帶正電，中子不帶電．不同的原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的個數(shù)并不相同．原子核的直徑為10－15～10－14 m.2．原子核的符號和數(shù)量關(guān)系：(1)符號： X.(2)基本關(guān)系：核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù)．質(zhì)量數(shù)(A)＝核子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)

7、＋中子數(shù)．,【例1】　已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核的質(zhì)量數(shù)是226.試問：(1)鐳核中有幾個質(zhì)子？幾個中子？(2)鐳核所帶電量是多少？(3)若鐳原子呈現(xiàn)中性，它核外有幾個電子？答案　(1)88　138　(2)1.41×10－17 C　(3)88(4)113∶114,解析　因為原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的，原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和．由此可得：(1)

8、鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為88，中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.(2)鐳核所帶電荷量Q＝Ze＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17C.(3)鐳原子呈中性，則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，故核外電子數(shù)為88.,借題發(fā)揮　對核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解(1)核子數(shù)：質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小，二者統(tǒng)稱為核子，所以質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)

9、之和叫核子數(shù)．(2)電荷數(shù)(Z)：原子核所帶的電荷等于質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個數(shù)表示原子核的電量，叫做原子核的電荷數(shù)．,(3)質(zhì)量數(shù)(A)：原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量總和，而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù)．,針對訓(xùn)練1　(單選)在α粒子轟擊金箔的散射實驗中，α粒子可以表示為He，He中的4和2分別表示(　　)A．4為核子數(shù)，2為中子數(shù)B．4

10、為質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和，2為質(zhì)子數(shù)C．4為核外電子數(shù)，2為中子數(shù)D．4為中子數(shù)，2為質(zhì)子數(shù)答案　B解析　根據(jù)He所表示的物理意義，原子核的質(zhì)子數(shù)決定核外電子數(shù)，原子核的電荷數(shù)就是核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，也就是這種元素的原子序數(shù)．原子核的質(zhì)量數(shù)就是核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和，即為核內(nèi)的核子數(shù).He符號的左下角表示的是質(zhì)子數(shù)或相應(yīng)中性原子核外電子數(shù)，即為2，He符號左上角表示的是核子數(shù)，即為4，故選項B正確．,二、三種射線的本質(zhì)及特點1．

11、α、β、γ三種射線的性質(zhì)、特征比較,2．在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)情況的比較(1)在勻強電場中，α射線偏轉(zhuǎn)較小，β射線偏轉(zhuǎn)較大，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖4－1、2－1甲所示． 圖4－1、2－1(2)在勻強磁場中，α射線偏轉(zhuǎn)半徑較大，β射線偏轉(zhuǎn)半徑較小，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖乙所示．,【例2】　一置于鉛盒中的放射源發(fā)射出的α、β和γ射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強電場．進入電場后，射線變?yōu)閍、

12、b兩束，射線a沿原來方向行進，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖4－1、2－2所示，則圖中的射線a為________射線，射線b為________射線． 圖4－1、2－2,答案　γ　β解析　在三種射線中，α射線帶正電，穿透能力最弱，γ射線不帶電，穿透能力最強；β射線帶負(fù)電，穿透能力一般，綜上所述，結(jié)合題意可知，a射線應(yīng)為γ射線，b射線應(yīng)為β射線．借題發(fā)揮　三種射線的比較方法：(1)α射線是α、β、γ三種射線

13、中貫穿本領(lǐng)最弱的一種，它穿不過白紙．(2)要知道三種射線的成分，貫穿本領(lǐng)和電離本領(lǐng)．(3)要知道α、β、γ三種射線的本質(zhì)，α、β是實物粒子，γ射線是電磁波譜中的一員．,針對訓(xùn)練2　(單選)天然放射性物質(zhì)的放射線包括三種成分，下列說法不正確的是 (　　)A．一張厚的黑紙能擋住α射線，但不能擋住β射線和γ射線B．某原子核在放出γ射線后會變成另一種元素的原子核C．三種射線中對氣體電離作用最強的是α射線

14、D．β粒子是電子，但不是原來繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子答案　B解析　由三種射線的本質(zhì)和特點可知，α射線貫穿本領(lǐng)最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住β射線和γ射線，故A正確；γ射線是伴隨α、β衰變而產(chǎn)生的一種電磁波，不會使原核變成新核，故B錯；三種射線中α射線電離作用最強，故C正確；β粒子是電子，來源于原子核，故D正確．,三、原子核的衰變1．原子核放出α粒子或β粒子后，變成另一種原子核，這種現(xiàn)象稱為原子核的衰變．(1)原子核進行α衰

15、變時，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2.(2)α衰變的實質(zhì)：在放射性元素的原子核中，2個中子和2個質(zhì)子結(jié)合得比較牢固，有時會作為一個整體從較大的原子核中釋放出來，這就是放射性元素發(fā)生的α衰變現(xiàn)象．,(1)原子核進行β衰變時，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1.4．衰變規(guī)律：衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．5．γ射線是在發(fā)生α或β衰變過程中伴隨而生，且γ粒子是不帶電的粒子，因此γ射線并不影響原子核的核電荷數(shù)，故γ射線不會改變元素在周

16、期表中的位置．,6．確定衰變次數(shù)的方法根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.,答案　(1)8次α衰變，6次β衰變　(2)10個；22個(3)見解析,借題發(fā)揮　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α衰變質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均減少2.(3)每發(fā)生一次β衰變中子數(shù)減少1，質(zhì)子數(shù)增加1.,A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4C．m＝14

17、，n＝9 D．m＝14，n＝18答案　B解析　根據(jù)題意有：235－4m＝207，92－2m＋n＝82，解兩式得m＝7，n＝4，選項B正確．,四、對半衰期的理解1．對半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰變速率一定，不同元素的半衰期不同，有的差別很大．2．半衰期公式,3．適用條件：半衰期是一個統(tǒng)計概念，是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對于一個特定的原子核，無法確定其何時發(fā)生衰變，但可