2019-2020年高中物理第四章原子核第二节放射性元素的衰变教学案粤教版选修3-5

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1、2019-2020年高中物理第四章原子核第二节放射性元素的衰变教学案粤教版选修3-51．α射线实际上就是高速运动的α粒子流，速度可达到光速的1/10，其电离能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米。2．β射线是高速运动的电子流，它速度很大，可达光速的90%，它的穿透能力较强，电离能力较弱。3．γ射线呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板。4．原子核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，电荷数减少2。5．半衰期越大，说明放射性元素衰变得越慢，放射性元素的半衰期是由核本身

2、的因素决定的，与原子所处的物理状态或化学状态无关。对三种射线的理解1.三种射线的比较种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量2e－e0质量4mpmp＝1.67×10－27kg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图4－2－12．三种射线的分离(1)用匀强电场分离时，带正电的α射线沿电场方向偏转，带负电的β射线沿电场的反方向偏转，且

3、α射线偏转小，β射线偏转大，而γ射线不偏转。如图4－2－1所示。(2)用匀强磁场分离时，α射线和β射线沿相反的方向做匀速圆周运动，且在同样的条件下α射线的轨道半径大，β射线的轨道半径小；γ射线不偏转。如图4－2－2所示。图4－2－21．一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源前面时，射线的强度减为原来的，而当用1cm厚的铝板放在放射源前面时，射线的强度减小到几乎为零。由此可知，该放射源所放射出的(　　)A．仅是α射线　　　　　B．仅是β射线C．是α射线和β射线D．是α射线和γ射线解析：三种射线中，γ射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板

4、。本题中用1cm厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含γ射线，用薄纸便可挡住部分射线，说明射线中含有贯穿本领较小的α射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有β射线。故选项C对。答案：C原子核的衰变1.定义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．衰变规律原子核衰变时，电荷数和质量数都守恒。3．衰变方程(1)α衰变：原子核放出一个α粒子，衰变方程为：X→Y＋He(2)β衰变：原子核放出一个β粒子，衰变方程为：X→Y＋　e(3)γ射线经常是伴随α衰变或β衰变而产生，往往是由于衰变后的新核向低能级跃迁时辐射出来的一份能量，原子核释放出一

5、个γ光子不会改变它的质量数和核电荷数。4．α衰变和β衰变的实质(1)α衰变：α粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的。在放射性元素的原子核中，两个质子和两个中子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象，即2n＋2H→He(2)β衰变：原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变。β衰变是原子核中的一个中子转化成一个电子和一个质子，即n→H＋　0－1e5．衰变方程的书写(1)衰变过程一般都不是可逆的，所以衰变方程只能用单向箭头表示反应方向

6、，不能用等号连接。(2)衰变的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒杜撰出生成物来写衰变方程。(3)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射。这时可连续放出三种射线。2．原子核发生β衰变时，此β粒子是(　　)A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着的电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子解析：因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不含电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个负电子，一个质子可以转化成一个中子和

7、一个正电子，其转化可用该式表示：n―→H＋e(β)，H―→n＋e。由上式可看出β粒子(负电子)是原子核内的中子转化而来，正电子是由原子核内的质子转化而来。选项D对。答案：D半　衰　期1.定义放射性元素的原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间，叫做半衰期，用符号T表示。2．物理意义半衰期是描述放射性元素衰变快慢的物理量；不同的放射性元素，其半衰期不同，有的差别很大。半衰期越大，表明放射性元素衰变得越慢。3．公式N＝N0，m＝m0式中N0、m0表示衰变前的原子数和质量，N、m表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t表示衰变时间，T表示半衰期。4

8、．影响因素放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无