xx年鲁科版高二物理选修3-5教师用书：第3章第2节原子核衰变及半衰期

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1、XX年鲁科版高二物理选修3-5教师用书：第3章第2节原子核衰变及半衰期　　第2节　原子核衰变及半衰期　　学习目标知识脉络　　知道什么是放射性及放射性元素．　　．知道三种射线的本质和特性．　　．知道原子核的衰变和衰变规律．　　．知道什么是半衰期．　　天然放射现象的发现及放射线的本质　　[先填空]　　．天然放射现象的发现　　天然放射现象：物质能自发地放出射线的现象．　　放射性：物质放出射线的性质，叫做放射性．　　放射性元素：具有放射性的元素，叫做放射性元素．　　天然放射现象的发现：1896年，法国物理学家贝可勒尔发现了天然放射现象．　　．放射线的本质　　如图321所示，让放射

2、线通过强磁场，在磁场的作用下，放射线能分成3束，这表明有3种射线，且它们电性不同．带正电的射线向左偏转，为α射线；带负电的射线向右偏转，为β射线；不发生偏转的射线不带电，为γ射线．　　图321　　α射线是高速运动的氦原子核粒子流，有很强的电离作用，但是穿透能力很弱．一张铝箔或一张薄纸就能将它挡住．　　β射线是高速运动的电子，穿透能力较强，但电离作用较弱．能穿透几毫米厚的铝板．　　γ射线是波长很短的电磁波，穿透能力很强，但电离作用很弱．能穿透几厘米的铅板．　　[再判断]　　．放射性元素发出的射线可以直接观察到．　　．放射性元素发出的射线的强度可以人工控制．　　．α射线的穿透

3、本领最强，电离作用很弱．　　[后思考]　　天然放射现象说明了什么？　　【提示】　天然放射现象说明了原子核具有复杂的内部结构．　　[核心点击]　　．三种射线的比较如下表　　种类α射线β射线γ射线　　组成高速氦核流高速电子流光子流　　带电荷量2e－e0　　质量4p　　p＝1.67×10－27gp1836　　静止质量为零　　速度0.1c0.9cc　　在电场或磁场中偏转与α射线　　反向偏转不偏转　　贯穿本领最弱用纸能挡住较强穿透几毫米的铝板最强穿透几厘米的铅板　　对空气的电离作用很强较弱很弱　　在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长　　通过胶片感光感光感光　　三种射线在电场和

4、磁场中的偏转　　在匀强电场中，γ射线不发生偏转，做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动，在同样的条件下，β粒子的偏移大，如图322所示．　　图322　　位移x可表示为x＝12at2＝12•qEy0v2∝qv2　　所以，在同样条件下β粒子与α粒子偏移之比为xβxα＝e2e×411836×110c299100c2＝37.　　在匀强磁场中：γ射线不发生偏转，仍做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径小，如图323所示．　　图323　　根据qvB＝v2R得　R＝vqB∝vq　　所以，在同样条件下β粒子与α粒子的轨道半径

5、之比为RβRα＝118364×99100cc10×2ee＝1371.　　．关于天然放射现象，下列说法正确的是　　A．α射线是由氦原子核组成的　　B．β射线的穿透能力最强　　c．γ射线是波长很短的电磁波　　D．β射线本质是高速电子流　　【解析】　α射线本质是氦核，A正确；β射线本质是高速电子流，D正确；γ射线是波长很短的电磁波，c正确；α射线的电离作用最强，γ射线的穿透能力最强，B错误．　　【答案】　AcD　　．一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线

6、b发生了偏转，如图324所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．　　图324　　【解析】　在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强，β射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为γ射线，b射线应为β射线．　　【答案】　γ　β　　．将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图中表示射线偏转情况正确的是　　【解析】　已知α粒子带正电，β粒子带负电，γ射线不带电，根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向可知，A、B、c、D四幅图中α、β粒子的偏转方向都是正确的，但

7、偏转的程度需进一步判断．带电粒子在磁场中做匀速圆周运动，其半径r＝vBq，　　将数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比　　rαrβ＝αβ•vαvβ•qβqα＝411836×0.1c0.99c×12＝371，A对，B错；带电粒子垂直进入匀强电场，设初速度为v0，垂直电场线方向位移为x，沿电场线方向位移为y，则有x＝v0t，y＝12qEt2，消去t可得y＝qEx22v20　　对某一确定的x值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比　　yαyβ＝qαqβ•βα•v2βv2α＝21×118364×(0.99c)2(0.1c)2＝137.5，c错