2019-2020年高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程教案粤教版选修

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1、2019-2020年高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程教案粤教版选修三点剖析一、三种射线种类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0.1c0.99cc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二、核反应方程利用高能粒子轰击原子核，会发生核反应而产生新

2、的原子.无论是核衰变还是核反应，质量数守恒和电荷数都守恒.对α衰变和β衰变的实质的正确理解（1）原子核放出α粒子或β粒子后，就变成了新的原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变.α粒子、β粒子及γ粒子都是从原子核里发射出来的，但不能认为原子核是由这些粒子组成的，原子核是由质子和中子组成的.（2）α衰变的实质是原子核中的2个质子和2个中子结合在一起发射出来的，α衰变的方程、实质.（3）β衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和电子，放出高速电子流，β衰变的方程、实质（4）在发生α、β衰变的过程中，由于新

3、核处于不稳定状态，它要通过辐射光子而达到稳定的状态，因此γ射线总是伴随α、β衰变而产生.三、半衰期（1）半衰期表示放射性元素衰变的快慢，放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期.公式N=.式中N0、m0表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N、m表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变的时间，表示半衰期.（2）不同的放射性元素，半衰期不同，甚至相差十分悬殊；衰变速度越快的元素，其半衰期越短.如氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天，而铀238衰变为钍234

4、的半衰期长达4.5×109年.(3)影响因素：半衰期由放射性元素的原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理状态（如压强、温度）或化学状态（如单质、化合物）无关，因为这些因素都不能改变原子核的结构.（4）规律理解：半衰期是一个统计规律，只对大量原子核适用，对于少数个别的原子核，其衰变毫无规律，何时衰变、何时衰变一半，都是不可预知的.各个击破【例1】下列说法中正确的是（）A.α射线与γ射线都是电磁波B.β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D

5、.原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量解析：α、β、γ三种射线都是由原子核内发射出来的，α射线是氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是高频光子流，因此，A、B选项错，原子核衰变要有质量亏损.答案：C类题演练1将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，图4-2-1中表示射线偏转情况中正确的是（）图4-2-1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

6、的，但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=,将其数据代入，则α粒子与β粒子的半径之比为≈371.7.由此可见，A项正确，B项错误.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=,消去t可得y=对某一确定的x值，α、β粒子沿电场线偏转距离之比为由此可见，C项错误，D项正确.故正确答案是AD.答案：AD【例2】对天然放射现象，下列说法中正确的是（）A.α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B.β粒子带负电，

7、所以β射线有可能是核外电子C.γ粒子是光子，所以γ射线有可能是由原子发光产生的D.α射线、β射线、γ射线都是从由原子核内部释放出来的解析：α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的，β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，γ衰变伴随α衰变和β衰变的产生而产生，所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的.答案：AD类题演练2(钍)经过一系列α和β衰变，变成(铅)，问经过多少次α衰变？经过了多少次β衰变？解析：由α衰变和β衰变的规律分析.由β衰变不影响质量数的变化，所

8、以质量数的变化决定了α衰变的次数，由变为质量数减少了232-208=24，每一次α衰变质量数减少4，因此α衰变的次数为6次.6次α衰变，电荷数应减少6×2=12次，而现在只减少了90-82=8个，所以应有4次β衰变（每次β衰变增加一个电荷数）.答案：经过6次α衰变，4次β衰变.【例3】关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是（）A.原子核全部衰变所需要的时间的一半B.原子核有半数发生衰变所需要的时间C.原子量减少一半所需要的时间D.元素质