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时间:2018-12-02
《高中物理第十九章原子核1、2原子核的组成、放射性元素的衰变导学案新人教版选修3_5》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、1 原子核的组成2 放射性元素的衰变[目标定位] 1.了解什么是放射性、天然放射现象、衰变.2.知道原子核的组成及三种射线的特征.3.理解α衰变和β衰变的规律及实质,并能熟练书写衰变方程.4.理解半衰期的概念,学会利用半衰期解决相关问题.一、对三种射线的理解[问题设计]1.1896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素自发地发出射线的现象,即天然放射现象.那么哪些元素能够放出射线呢?放射性物质发出的射线有哪些种类?答案 原子序数大于或等于83的元素,都能自发地发出射线,原子序数小于83的元素,有的也能放出射线.放射性物质发出的射线有三种
2、:α射线、β射线、γ射线.2.三种射线的本质是什么?有哪些特点呢?答案 见要点提炼.[要点提炼]1.三种射线的本质(1)α射线:α射线是高速α粒子流,实际就是氦原子核,电荷数是2,质量数是4.(2)β射线:β射线是高速电子流.(3)γ射线:γ射线是能量很高的电磁波.(4)如图1所示中1是β射线,2是γ射线,3是α射线.图12.三种射线的特点(1)α射线:α粒子容易使空气电离,但穿透本领很弱.(2)β射线:β粒子穿透能力较强,但电离作用较弱.(3)γ射线:γ粒子电离作用很弱,但穿透能力很强.二、原子核的组成1.质子的发现1919年,卢瑟
3、福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核,从氮核中打出了一种新的粒子,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=1.67×10-27_kg.2.中子的发现(1)卢瑟福的预言:原子核内可能还有一种不带电的粒子,名字叫中子.(2)查德威克的发现:用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.3.原子核的组成(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,叫做原
4、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.三、原子核的衰变1.衰变:放射性元素的原子核放出α粒子或β粒子后变成新的原子核的变化.2.α衰变:X→Y+He(新核的质量数减少4,电荷数减少2.)举例:U→Th+He.3.β衰变:X→ AZ+1Y+e(新核的质量数不变,电荷数增加1.)实质是核内的一个中子转化成一个质子和一个电子,其转化方程为:n→H+e.举例:Th→Pa+e.4.γ射线是在α或β衰变过程
5、中伴随而生的,且γ粒子是不带电的粒子,因此γ射线并不影响原子核的电荷数,故γ射线不会改变元素在周期表中的位置.5.由电荷数守恒和质量数守恒确定衰变次数设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后,变成稳定的新元素Y,则衰变方程为X→Y+nHe+m 0-1e.根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A=A′+4n,Z=Z′+2n-m.四、半衰期1.半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间.不同的放射性元素,半衰期不同.2.注意以下两点:(1)对于同一种元素,其半衰期是一定的,无论是加温、加压,或是处于单质、化合物状态均不影响元素的半衰
6、期,但不同元素的半衰期不同,有的差别很大.(2)半衰期是一种统计规律.对于大量的原子核发生衰变才具有实际意义,而对于少量的原子核发生衰变,该统计规律不再适用.3.半衰期公式N余=N原(),m余=m原(),其中τ为半衰期.一、三种射线的性质例1 图2中P为放在匀强电场中的天然放射源,其发射的射线在电场的作用下分成a、b、c三束,以下判断正确的是( )图2A.a为α射线、b为β射线B.a为β射线、b为γ射线C.b为γ射线、c为α射线D.b为α射线、c为γ射线解析 由题图可知电场线方向向右,α射线带正电所受电场力方向与电场线方向一致,故α
7、射线向右偏转,即c为α射线.β射线带负电所受电场力方向与电场线方向相反,故β射线向左偏转,即a为β射线.γ射线不带电不发生偏转,即b为γ射线.故选项B、C正确.答案 BC二、原子核的组成例2 已知镭的原子序数是88,原子核的质量数是226.试问:(1)镭核中有几个质子?几个中子?(2)镭核所带电荷量是多少?(3)若镭原子呈现中性,它核外有几个电子?(4)88Ra是镭的一种同位素,让88Ra和88Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中,它们运动的轨迹半径之比是多少?解析 因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数
8、都是相等的,原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和.由此可得:(1)镭核中的质子数等于其原子序数,故质子数为88,中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差,即N=A-Z=226-88=138.(2)镭核所带电荷量Q=
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