高中物理 4.1-4.2 走進(jìn)原子核 放射性元素的衰變課件 粵教版選修3-5.ppt
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,,,高中物理·選修3-5·粵教版,第四章 原子核 第一節(jié) 走進(jìn)原子核 第二節(jié) 放射性元素的衰變,[目標(biāo)定位] 1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射現(xiàn)象.2.知道原子核的組成,會正確書寫原子核符號.3.知道原子核的衰變及兩種衰變的規(guī)律,掌握三種射線的特性.4.會用半衰期描述衰變的快慢,知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義.,一、放射性的發(fā)現(xiàn) 1.放射性 1896年法國物理學(xué)家_____________發(fā)現(xiàn),鈾及含鈾的礦物都能夠發(fā)出看不見的射線,物質(zhì)放射出_____的性質(zhì)叫做放射性. 2.放射性元素 具有_______的元素叫放射性元素. 瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強(qiáng)的新元素,命名為______和______,享利·貝克勒爾,射線,放射性,釙(Po),鐳(Ra),3.天然放射性元素 能_____地放出射線的元素叫做天然放射性元素.原子序數(shù)大于___的所有元素,都有放射性.原子序數(shù)小于等于___的元素,有的也具有放射性. 4.放射性發(fā)現(xiàn)的意義 放射性的發(fā)現(xiàn)揭示了_______結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性. 二、原子核的組成 1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn): ______用α粒子轟擊________獲得了質(zhì)子. 2.中子的發(fā)現(xiàn):盧瑟福的學(xué)生________通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了____的存在.,自發(fā),83,83,原子核,盧瑟福,氮原子核,查德威克,中子,3.原子核的組成:由____和____組成,因此它們統(tǒng)稱為____. 4.原子核的電荷數(shù):等于原子核的______即原子的_______ ___. 5.原子核的質(zhì)量數(shù):等于______和______的總和. 6.原子核的符號:X,其中X為________,A為原子核的______,Z為原子核的_______. 三、放射線的本質(zhì) 1.射線種類:放射性物質(zhì)發(fā)出的射線有三種,分別為_____、 _____、 _____.,質(zhì)子,中子,核子,質(zhì)子數(shù),原子序,質(zhì)子數(shù),中子數(shù),元素符號,質(zhì)量數(shù),電荷數(shù),α射線,β射線,γ射線,數(shù),2.放射線的本質(zhì) (1)α射線是高速運(yùn)動的________粒子流,符號為 He,射出時(shí)的速度可達(dá)0.1c. (2)β射線是高速運(yùn)動的_______,符號為_____,射出時(shí)速度可達(dá)0.99c. (3)γ射線是波長很短的_______. 四、原子核的衰變 1.衰變 放射性元素的原子核放出某種粒子后變成新的原子核的變化.,氦原子核,電子流,電磁波,2.衰變方程 3.γ射線 γ射線是伴隨α衰變、β衰變____產(chǎn)生的,γ射線不改變原子核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù).,同時(shí),五、半衰期 1.定義:放射性元素的原子核數(shù)目因衰變減少到原來的____所經(jīng)過的時(shí)間.,一半,一、原子核的組成 1.原子核的組成:原子核是由質(zhì)子、中子構(gòu)成的,質(zhì)子帶正電,中子不帶電.不同的原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的個(gè)數(shù)并不相同.原子核的直徑為10-15~10-14 m. 2.原子核的符號和數(shù)量關(guān)系:(1)符號: X. (2)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).,【例1】 已知鐳的原子序數(shù)是88,原子核的質(zhì)量數(shù)是226.試問: (1)鐳核中有幾個(gè)質(zhì)子?幾個(gè)中子? (2)鐳核所帶電量是多少? (3)若鐳原子呈現(xiàn)中性,它核外有幾個(gè)電子? 答案 (1)88 138 (2)1.41×10-17 C (3)88 (4)113∶114,解析 因?yàn)樵有驍?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.由此可得: (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)鐳原子呈中性,則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù),故核外電子數(shù)為88.,借題發(fā)揮 對核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解 (1)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,所以質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù). (2)電荷數(shù)(Z):原子核所帶的電荷等于質(zhì)子電荷的整數(shù)倍,通常用這個(gè)數(shù)表示原子核的電量,叫做原子核的電荷數(shù).,(3)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)倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù).,針對訓(xùn)練1 (單選)在α粒子轟擊金箔的散射實(shí)驗(yàn)中,α粒子可以表示為He,He中的4和2分別表示 ( ) A.4為核子數(shù),2為中子數(shù) B.4為質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和,2為質(zhì)子數(shù) C.4為核外電子數(shù),2為中子數(shù) D.4為中子數(shù),2為質(zhì)子數(shù) 答案 B 解析 根據(jù)He所表示的物理意義,原子核的質(zhì)子數(shù)決定核外電子數(shù),原子核的電荷數(shù)就是核內(nèi)的質(zhì)子數(shù),也就是這種元素的原子序數(shù).原子核的質(zhì)量數(shù)就是核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和,即為核內(nèi)的核子數(shù).He符號的左下角表示的是質(zhì)子數(shù)或相應(yīng)中性原子核外電子數(shù),即為2,He符號左上角表示的是核子數(shù),即為4,故選項(xiàng)B正確.,二、三種射線的本質(zhì)及特點(diǎn) 1.α、β、γ三種射線的性質(zhì)、特征比較,2.在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)情況的比較 (1)在勻強(qiáng)電場中,α射線偏轉(zhuǎn)較小,β射線偏轉(zhuǎn)較大,γ射線不偏轉(zhuǎn),如圖4-1、2-1甲所示. 圖4-1、2-1 (2)在勻強(qiáng)磁場中,α射線偏轉(zhuǎn)半徑較大,β射線偏轉(zhuǎn)半徑較小,γ射線不偏轉(zhuǎn),如圖乙所示.,【例2】 一置于鉛盒中的放射源發(fā)射出的α、β和γ射線,由鉛盒的小孔射出,在小孔外放一鋁箔,鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場.進(jìn)入電場后,射線變?yōu)閍、b兩束,射線a沿原來方向行進(jìn),射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn),如圖4-1、2-2所示,則圖中的射線a為________射線,射線b為________射線. 圖4-1、2-2,答案 γ β 解析 在三種射線中,α射線帶正電,穿透能力最弱,γ射線不帶電,穿透能力最強(qiáng);β射線帶負(fù)電,穿透能力一般,綜上所述,結(jié)合題意可知,a射線應(yīng)為γ射線,b射線應(yīng)為β射線. 借題發(fā)揮 三種射線的比較方法: (1)α射線是α、β、γ三種射線中貫穿本領(lǐng)最弱的一種,它穿不過白紙. (2)要知道三種射線的成分,貫穿本領(lǐng)和電離本領(lǐng). (3)要知道α、β、γ三種射線的本質(zhì),α、β是實(shí)物粒子,γ射線是電磁波譜中的一員.,針對訓(xùn)練2 (單選)天然放射性物質(zhì)的放射線包括三種成分,下列說法不正確的是 ( ) A.一張厚的黑紙能擋住α射線,但不能擋住β射線和γ射線 B.某原子核在放出γ射線后會變成另一種元素的原子核 C.三種射線中對氣體電離作用最強(qiáng)的是α射線 D.β粒子是電子,但不是原來繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子 答案 B 解析 由三種射線的本質(zhì)和特點(diǎn)可知,α射線貫穿本領(lǐng)最弱,一張黑紙都能擋住,而擋不住β射線和γ射線,故A正確;γ射線是伴隨α、β衰變而產(chǎn)生的一種電磁波,不會使原核變成新核,故B錯(cuò);三種射線中α射線電離作用最強(qiáng),故C正確;β粒子是電子,來源于原子核,故D正確.,三、原子核的衰變 1.原子核放出α粒子或β粒子后,變成另一種原子核,這種現(xiàn)象稱為原子核的衰變. (1)原子核進(jìn)行α衰變時(shí),質(zhì)量數(shù)減少4,電荷數(shù)減少2. (2)α衰變的實(shí)質(zhì):在放射性元素的原子核中,2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子結(jié)合得比較牢固,有時(shí)會作為一個(gè)整體從較大的原子核中釋放出來,這就是放射性元素發(fā)生的α衰變現(xiàn)象.,(1)原子核進(jìn)行β衰變時(shí),質(zhì)量數(shù)不變,電荷數(shù)增加1. 4.衰變規(guī)律: 衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒. 5.γ射線是在發(fā)生α或β衰變過程中伴隨而生,且γ粒子是不帶電的粒子,因此γ射線并不影響原子核的核電荷數(shù),故γ射線不會改變元素在周期表中的位置.,6.確定衰變次數(shù)的方法 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.,答案 (1)8次α衰變,6次β衰變 (2)10個(gè);22個(gè) (3)見解析,借題發(fā)揮 衰變次數(shù)的判斷方法 (1)衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒. (2)每發(fā)生一次α衰變質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均減少2. (3)每發(fā)生一次β衰變中子數(shù)減少1,質(zhì)子數(shù)增加1.,A.m=7,n=3 B.m=7,n=4 C.m=14,n=9 D.m=14,n=18 答案 B 解析 根據(jù)題意有:235-4m=207,92-2m+n=82,解兩式得m=7,n=4,選項(xiàng)B正確.,四、對半衰期的理解 1.對半衰期的理解: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. 2.半衰期公式,3.適用條件:半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念,是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié),對于一個(gè)特定的原子核,無法確定其何時(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.,【例4】 (2011·山東高考)碘131核不穩(wěn)定,會發(fā)生β衰變,其半衰期為8天. (2)經(jīng)過________天75 %的碘131核發(fā)生了衰變.,,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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