《高二物理3-1,3-2《原子核結(jié)構(gòu)》《原子核衰變及半衰期》》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高二物理3-1,3-2《原子核結(jié)構(gòu)》《原子核衰變及半衰期》（38頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

歡迎進(jìn)入物理課堂 第1節(jié)原子核結(jié)構(gòu) 第2節(jié)原子核衰變及半衰期 1 知道什么是放射性及放射性元素 2 知道三種射線的特性 知道原子核的組成 3 會(huì)正確書寫原子核符號(hào) 4 通過(guò)對(duì)原子核結(jié)構(gòu)模型的探究 體會(huì)物理學(xué)的研究方法 5 知道原子核的衰變 6 會(huì)用半衰期描述衰變的快慢 知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義 7 知道兩種衰變的規(guī)律 能夠熟練寫出衰變方程 1 1896年法國(guó)物理學(xué)家 發(fā)現(xiàn) 2 定義 放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象叫做 現(xiàn)象 3 原子序數(shù) 的元素 都能自發(fā)地發(fā)出射線 原子序數(shù) 的元素 有的也能放出射線 4 射線種類 放射性物質(zhì)發(fā)出的射線有三種 有放射性的元素稱為 一 原子核的組成 天然放射現(xiàn)象 貝可勒爾 天然放射 大于或等于83 小于83 射線 射線 射線 放射性元素 1 射線 射線是高速 粒子流 實(shí)際就是 電荷數(shù)是 質(zhì)量數(shù)是 可記為 2 射線 射線是高速 3 射線 射線是能量很高的 4 三種射線的區(qū)分 三種射線可以用 或 來(lái)區(qū)分 圖3 1 2 1中1是 2是 3是 三種射線的本質(zhì) 圖3 1 2 1 氦原子核 4 電子流 電磁波 磁場(chǎng) 電場(chǎng) 射線 射線 射線 2 1 射線 粒子容易使空氣 使膠片 但貫穿本領(lǐng)很 2 射線 粒子貫穿本領(lǐng) 但電離能力 3 射線 粒子電離本領(lǐng) 但貫穿本領(lǐng) 1 質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) 三種射線的特點(diǎn) 原子核的組成 電離 感光 弱 較強(qiáng) 較弱 很弱 很強(qiáng) 2 中子的發(fā)現(xiàn) 3 原子核的組成原子核由 組成 質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為 4 原子核的符號(hào) 質(zhì)子和中子 核子 原子核的質(zhì)量數(shù) 元素符號(hào)核電荷數(shù) 原子核的 即原子的原子序數(shù) 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 質(zhì)子數(shù) 1 衰變 放射性元素的原子核放出 粒子或 粒子后變成新的 的變化 2 衰變形式 常見(jiàn)的衰變有兩種 放出 粒子的衰變?yōu)?放出 粒子的衰變叫 而 是伴隨 射線或 射線產(chǎn)生的 二 放射性元素的衰變 原子核的衰變 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 同一位置 原子核 衰變 衰變 射線 3 衰變實(shí)質(zhì)和規(guī)律 實(shí)質(zhì) 原子核變成 規(guī)律 原子核衰變時(shí) 和 都守恒 1 定義 放射性元素的原子核有 發(fā)生衰變需要的時(shí)間 叫做這種元素的半衰期 2 特點(diǎn) 放射性元素衰變的快慢是由 的因素決定 跟原子所處的 和 沒(méi)有關(guān)系 不同元素有 的半衰期 半衰期 新的原子核 電荷數(shù) 質(zhì)量數(shù) 核內(nèi)部自身 化學(xué)狀態(tài) 物理狀態(tài) 外部條件 不同 半數(shù) 半衰期是 原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律 3 應(yīng)用 利用半衰期非常穩(wěn)定的特點(diǎn) 可以測(cè)量其衰變程度 推斷時(shí)間 1 用途 表示原子核的變化 2 原則 核反應(yīng)方程必須滿足反應(yīng)前后 和 都守恒 核反應(yīng)方程 大量 電荷數(shù) 質(zhì)量數(shù) 一 三種射線的本質(zhì)及特點(diǎn) 三種射線的性質(zhì) 特征比較 1 在勻強(qiáng)電場(chǎng)中 射線偏轉(zhuǎn)較小 射線偏轉(zhuǎn)較大 射線不偏轉(zhuǎn) 如圖3 1 2 2甲所示 2 在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中 射線偏轉(zhuǎn)半徑較大 射線偏轉(zhuǎn)半徑較小 射線不偏轉(zhuǎn) 如圖3 1 2 2乙所示 圖3 1 2 2 在電場(chǎng) 磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)情況的比較 二 衰變 衰變過(guò)程 衰變和 衰變的實(shí)質(zhì) 確定原子核衰變次數(shù)的方法及技巧 根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程A A 4n Z Z 2n m由以上兩式聯(lián)立解得由此可見(jiàn) 確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為解一個(gè)二元一次方程組 2 技巧 為了確定衰變次數(shù) 一般先由質(zhì)量數(shù)的改變確定 衰變的次數(shù) 這是因?yàn)?衰變的次數(shù)的多少對(duì)質(zhì)量數(shù)沒(méi)有影響 然后根據(jù)衰變規(guī)律確定 衰變的次數(shù) 對(duì)半衰期的理解 半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量 同一放射性元素具有的衰變速率一定 不同元素的半衰期不同 有的差別很大 半衰期公式式中N原 m0表示衰變前的原子數(shù)和質(zhì)量 N余 m余表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子數(shù)和質(zhì)量 t表示衰變時(shí)間 表示半衰期 三 理解放射性元素的半衰期 適用條件 半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念 是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié) 對(duì)于一個(gè)特定的原子核 無(wú)法確定其何時(shí)發(fā)生衰變 但可以確定各個(gè)時(shí)刻發(fā)生衰變的概率 即某時(shí)衰變的可能性 因此 半衰期只適用于大量的原子核 人類認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過(guò)程 請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題 典例1 三種射線的特性 1 盧瑟福 玻爾 查德威克等科學(xué)家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面做出了卓越的貢獻(xiàn) 請(qǐng)選擇其中的兩位 指出他們的主要成績(jī) 圖3 1 2 3 2 在貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后 人們對(duì)放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究 如圖3 1 2 3所示為三種射線在同一磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡 請(qǐng)從三種射線中任選一種 寫出它的名稱和一種用途 解析 1 盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 玻爾把量子理論引入原子模型 并成功解釋了氫原子光譜 查德威克發(fā)現(xiàn)了中子 選兩個(gè)即可 2 1為 射線 科學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用它來(lái)轟擊原子核 2為 射線 照射種子 培育新的優(yōu)良品種 任選一個(gè) 答案見(jiàn)解析 借題發(fā)揮熟記物理學(xué)史上的一些重大發(fā)現(xiàn) 了解三種射線的電性 用途等 是解好此題的前提 圖3 1 2 4中P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源 其放出的射線在電場(chǎng)的作用下分成a b c三束 則以下判斷正確的是 A a為 射線 b為 射線B a為 射線 b為 射線C b為 射線 c為 射線D b為 射線 c為 射線 變式1 圖3 1 2 4 解析 射線不帶電 在電場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn) 射線帶正電荷 向負(fù)極板偏轉(zhuǎn) 粒子質(zhì)量遠(yuǎn)大于 粒子的質(zhì)量 電荷量是 粒子的2倍 粒子的加速度遠(yuǎn)小于 粒子的加速度 粒子的徑跡比 粒子的徑跡彎曲程度大 正確的是B C 答案BC 已知鐳的原子序數(shù)是88 原子核質(zhì)量數(shù)是226 試問(wèn) 1 鐳核中有幾個(gè)質(zhì)子 幾個(gè)中子 2 鐳核所帶的電荷量是多少 3 若鐳原子呈中性 它核外有幾個(gè)電子 解析原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù) 核電荷數(shù) 中性原子的核外電子數(shù)都是相等的 原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和 典例2 原子核的組成 1 鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù) 故質(zhì)子數(shù)為88 中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差 即N A Z 226 88 138 2 鐳核所帶電荷量Q Ze 88 1 6 10 19C 1 41 10 17C 3 核外電子數(shù)等于核電荷數(shù) 故核外電子數(shù)為88 借題發(fā)揮 1 基本關(guān)系 核電荷數(shù) 質(zhì)子數(shù) Z 元素的原子序數(shù) 核外電子數(shù) 質(zhì)量數(shù) A 核子數(shù) 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 2 對(duì)核子數(shù) 電荷數(shù) 質(zhì)量數(shù)的理解 核子數(shù) 質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小 二者統(tǒng)稱為核子 質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù) 電荷數(shù) Z 原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍 通常用這個(gè)整數(shù)表示原子核的電荷量 叫做原子核的電荷數(shù) 質(zhì)量數(shù) A 原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和 而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等 所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍 這個(gè)整數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù) 下列說(shuō)法正確的是 C 同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)量數(shù)D 同一元素的兩種同位素具有不同的中子數(shù)解析A項(xiàng)釷核的質(zhì)量數(shù)為234 質(zhì)子數(shù)為90 所以A錯(cuò) B項(xiàng)的鈹核的質(zhì)子數(shù)為4 中子數(shù)為5 所以B錯(cuò) 由于同位素是指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同 即質(zhì)量數(shù)不同 因而C錯(cuò) D對(duì) 答案D 變式2 3 綜合寫出這一衰變過(guò)程的核反應(yīng)方程 238 206 4x 92 82 2x y 聯(lián)立 解得x 8 y 6 即一共經(jīng)過(guò)8次 衰變和6次 衰變 典例3 衰變方程及衰變次數(shù)的計(jì)算 答案 1 8次 衰變 6次 衰變 2 10個(gè) 22個(gè) 3 見(jiàn)解析借題發(fā)揮衰變次數(shù)的判斷方法 1 衰變過(guò)程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 2 每發(fā)生一次 衰變質(zhì)子數(shù) 中子數(shù)均減少2 3 每發(fā)生一次 衰變中子數(shù)減少1 質(zhì)子數(shù)增加1 A 衰變 衰變和 衰變B 衰變 衰變和 衰變C 衰變 衰變和 衰變D 衰變 衰變和 衰變答案A 變式3 某放射性元素質(zhì)量原為8g 經(jīng)6天時(shí)間已有6g發(fā)生了衰變 此后它再衰變1g 還需幾天 解析8g放射性元素已衰變了6g 還有2g沒(méi)有衰變 現(xiàn)在要求在2g的基礎(chǔ)上再衰變1g 即再衰變一半 故找出半衰期即可 答案3天 典例4 對(duì)半衰期的理解及計(jì)算 借題發(fā)揮分析有關(guān)放射性元素的衰變數(shù)量和時(shí)間問(wèn)題時(shí) 正確理解半衰期的概念 靈活運(yùn)用有關(guān)公式進(jìn)行分析和計(jì)算是解決問(wèn)題的關(guān)鍵 關(guān)于天然放射現(xiàn)象 下列說(shuō)法正確的是 A 放射性元素的原子核內(nèi)的核子有半數(shù)發(fā)生變化所需的時(shí)間就是半衰期B 放射性物質(zhì)放出的射線中 粒子動(dòng)能很大 因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很強(qiáng)C 當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時(shí) 將發(fā)生 衰變D 放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí) 輻射出 射線 變式4 解析大量的放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間叫半衰期 而不是原子核中核子數(shù)目的變化多少 放射性元素放射出的 粒子速度都比較接近光速 粒子的速度略小于 粒子 但 粒子的質(zhì)量卻比 粒子的質(zhì)量大得多 粒子的動(dòng)能較大 射線是頻率極高的電磁波 三種射線中 射線的貫穿本領(lǐng)最強(qiáng) 原子能級(jí)之間的躍遷會(huì)輻射出 或吸收 一定頻率的 射線 答案D 如圖3 1 2 5所示 鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì) 放射線從其右端小孔水平向右射出 在小孔和熒光屏之間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng) 則下列說(shuō)法中正確的是 三種射線的特性 1 圖3 1 2 5 A 打在圖中a b c三點(diǎn)的依次是 射線 射線和 射線B 射線和 射線的軌跡是拋物線 C 射線和 射線的軌跡是圓弧D 如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng) 則屏上的亮斑可能只剩下b答案AC A 它們的質(zhì)子數(shù)相等B 它們的核外電子數(shù)相等C 它們的核子數(shù)相等D 它們的化學(xué)性質(zhì)相同解析氕 氘 氚的核子數(shù)分別為1 2 3 質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)均相同 都是1 中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù) 故中子數(shù)各不相同 A B兩項(xiàng)正確 同位素化學(xué)性質(zhì)相同 只是物理性質(zhì)不同 D正確 答案ABD 原子核的組成 2 答案BC 衰變方程及衰變次數(shù)的計(jì)算 3 答案A 對(duì)半衰期的理解及計(jì)算 4 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全