高中物理第四章走进原子核放射性元素的衰变学案（含解析）粤教版选修3_5

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1、学案2　放射性元素的衰变[学习目标定位]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，能熟练写出衰变方程.4.会用半衰期描述衰变的速度，知道半衰期的统计意义．1．原子核半径的数量级为10－15m，原子半径的数量级为10－10_m.2．带电粒子以垂直于电场线的方向进入匀强电场，将做类平抛运动，电场力的方向：正电荷受力方向与电场线方向相同，负电荷受力方向与电场线方向相反．3．带电粒子以垂直于磁感线的方向进入匀强磁场，将做匀速圆周运动，洛伦兹力的方向可用左手定则判定．4．放射性的发现(1)放射性1896年

2、法国物理学家享利·贝克勒尔发现，铀及含铀的矿物都能够发出看不见的射线，物质放射出射线的性质叫做放射性．(2)放射性元素具有放射性的元素叫放射性元素．(3)天然放射性元素能自发地放出射线的元素叫做天然放射性元素．原子序数大于83的所有元素，都有放射性．原子序数小于等于83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原子核结构的复杂性．5．原子核的组成(1)质子的发现1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核时，发现了一种新粒子，这种粒子带有一个单位的正电荷，其质量与氢原子的质量相近，人们把这种粒子命名为质子．并由此可以断定，质子是原子核的组成部分．(2)中子的发现卢瑟福

3、发现质子后，预言核内应该还存在着质量跟质子差不多的不带电的中性粒子，卢瑟福把他预言的这种粒子称为中子．后来他的学生查德威克在研究用射线轰击铍而产生的一种能量较高、贯穿能力很强的中性粒子时，证实了这就是卢瑟福所预言的中子．(3)原子核的组成原子核是由中子和质子组成的，一个质量数为A、电荷数为Z的原子核包含Z个质子和A－Z个中子．组成原子核的中子和质子统称为核子．原子核常用符号为X表示，其中X为元素符号．6．原子核的衰变(1)衰变一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变．(2)衰变中的守恒定律原子核在发生衰变时，电荷数和质量数总是守恒的．7．半衰期(1)原子核数目因衰变

4、减少到原来的一半所经过的时间，叫做半衰期，记为T1/2.(2)衰变规律如果用m0表示放射性元素衰变前的质量，经过t时间后剩余的放射性元素的质量为m，则衰变规律可以写为：m＝m0().(3)平均寿命放射性核素的平均存活时间称为平均寿命，记为τ，半衰期与平均寿命之间的关系为：T1/2＝0.693τ.(4)影响因素放射性元素衰变的速率由核本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关.一、原子核的组成[问题设计]天然放射现象揭示了原子核还可以再分，那么原子核是由什么粒子组成的？答案　见[要点提炼][要点提炼]1．质子的发现1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的

5、粒子，测定了它的电荷和质量，确定它是氢原子核，叫做质子，用p或H表示，其质量为mp＝1.67×10－27kg，质子是原子核的组成部分．2．中子的发现(1)卢瑟福的预言：核内还有一种不带电的粒子，名字叫“中子”．(2)查德威克的发现：实验证明了中子的存在，用n表示，中子的质量非常接近于质子的质量，中子是原子核的组成部分．3．原子核的组成(1)原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的．(2)原子核中的三个数字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)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做

6、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的总和，而质子与中子的质量几乎相等，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．(3)原子核表示符号二、三种射线的特性[问题设计]1.图1如图1所示，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有垂直于纸面向外的匀强磁场．其放出的射线在磁场的作用下分成a、b、c三束．a、b、c三条射线哪个是α射线、哪个是β射线、哪个是γ射线？答案　由左手定则知a带负电，应为β射线；c带正电，应为α射线；b不偏转，说明不带电，应为γ射线．2．如图2所示P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成

7、a、b、c三束．则a、b、c三束中哪个是α射线、哪个是β射线、哪个是γ射线？图2答案　a带负电，应为β射线；c带正电，应为α射线；b不带电，应为γ射线．[要点提炼]　三种射线及其特征种类α射线β射线γ射线组成①高速氦核流②高速电子流③光子流(高频电磁波)带电量④2e⑤－e⑥0质量⑦4mpmp＝1.67×10－27kg静止质量为零速度0.1c0.99c⑧c在电场或磁场中偏转与α射线反向偏转不偏转三、原子核的衰变1．原子核放出α粒子或β粒子后，变为另一种原子核，这种现象称