《高中物理 19_2 放射性元素的衰變學案 新人教版選修3-5》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 19_2 放射性元素的衰變學案 新人教版選修3-5（6頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

課時19.?2　放射性元素的衰變 　　1.?知道放射現(xiàn)象的實質是原子核的衰變。 2.?知道兩種衰變的基本性質，并掌握原子核的衰變規(guī)律。 3.?知道半衰期的統(tǒng)計意義，會用半衰期描述衰變速度。 　　1.?原子核的衰變 (1)原子核放出α或β粒子，由于①核電荷數(shù)變了，它在周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的②衰變。 (2)原子核發(fā)生衰變時，③電荷數(shù)和④質量數(shù)都守恒。 2.?衰變類型 (1)原子核放出⑤α粒子變成新核的衰變叫作α衰變。衰變規(guī)律：新的原子核的質量數(shù)減少⑥4　，核電荷數(shù)減少⑦2　，在元素周期表中，新核向前移動2位。 (2)原子核放出⑧β粒子(電子)變成新核的衰變叫作β衰變。衰變規(guī)律：新的原子核的質量數(shù)⑨不變，核電荷數(shù)增加⑩1　，在元素周期表中，新核向后移動1位。 (3)γ射線通常伴隨α　射線和β　射線而產生。 3.?半衰期 (1)定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間叫作這種元素的半衰期。 (2)意義：半衰期表示放射性元素衰變的快慢。半衰期描述的對象是大量的原子核，是一個統(tǒng)計規(guī)律。 (3)決定因素：元素的半衰期反映的是原子核內部的性質，與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關。 　　主題1：原子核的衰變 　　情景：相傳晉朝初年，南昌人許遜被朝廷任命為旌陽縣令，他看到很多老百姓的租稅交不了，非常同情他們，用點石成金的法術，免去百姓的租稅。這就是成語“點石成金”的故事，不過“點石成金”在現(xiàn)實中是不存在的。閱讀教材中的相關內容，回答下列問題。 問題：(1)有沒有讓一種物質自發(fā)變成另外一種物質的方法呢？ (2)自然界的衰變有哪幾種？衰變遵循怎樣的規(guī)律？ (3)β衰變中的電子與光電效應中的電子來源相同嗎？ 　　主題2：探究γ射線 情景：γ射線，又稱γ粒子流，中文音譯為伽馬射線，是波長短于210-11 m的電磁波。γ射線有很強的穿透力，工業(yè)中可用來探傷或流水線的自動控制。γ射線對細胞有殺傷力，醫(yī)療上用來治療腫瘤。2011年英國斯特拉斯克萊德大學研究發(fā)明了地球上最明亮的伽馬射線，它比太陽亮1萬億倍。這將開啟醫(yī)學研究的新紀元。 問題：γ射線是如何產生的？ 　　主題3：半衰期 情景：日本的核泄漏事故，引起周邊國家的普遍關注。這些泄露的物質不斷放射射線，對環(huán)境、生物造成傷害，許多媒體經常播報輻射情況，我們常聽到或看到“半衰期”一詞。閱讀教材中相關內容，回答下列問題。 問題：(1)你知道什么是半衰期嗎？ (2)半衰期遵循怎樣的規(guī)律？ 1.?(考查原子核的質量數(shù)與電荷數(shù))有一種衰變叫EC衰變，EC衰變發(fā)生于核內中子數(shù)相對較少的放射性原子核。核內的一質子(H)可以俘獲一個核外電子(e)并發(fā)射出一個中微子而轉變?yōu)橐粋€中子(n)。經過一次EC衰變后原子核的(　　) A.?質量數(shù)不變，原子序數(shù)減少1　　　　　　　　 B.?質量數(shù)增加1，原子序數(shù)不變 C.?質量數(shù)不變，原子序數(shù)不變 D.?質量數(shù)減少1，原子序數(shù)減少1 2.?(考查衰變規(guī)律)某放射性元素的原子核發(fā)生兩次α衰變和六次β衰變，關于它的原子核的變化，下列說法中正確的是(　　) A.?中子數(shù)減少8　　　 　B.?質子數(shù)減少2　　　　 C.?質子數(shù)增加2　　　 　D.?核子數(shù)減少10 3.?(考查衰變方程)完成下列衰變方程： (1)Bie+　　　　。 (2)RnPo+　　　　。 (3)ThRa+　　　　。 (4)PoAt+　　　　。 4.?(考查半衰期)下列有關半衰期的說法正確的是(　　) A.?放射性元素的半衰期越短，表明有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時間越短，衰變速度越快 B.?放射性元素的樣品不斷衰變，隨著剩下未衰變的原子核的減少，元素的半衰期也變短 C.?把放射性元素放在密封的容器中，可以減慢放射性元素的衰變速度 D.?降低溫度或增大壓強，讓該元素與其他物質形成化合物，均可減小衰變速度 　　拓展一：原子核的衰變 1.?原子核自發(fā)地放出電子的現(xiàn)象稱為β衰變，開始時科學家曾認為β衰變中只放出電子，即β粒子，后來發(fā)現(xiàn)這個過程中除了放出電子以外，還放出一種叫作“反中微子”的高速粒子，反中微子不帶電，則(　　) A.?原子核能發(fā)生β衰變，說明原子核內還有電子 B.?發(fā)生β衰變后的原子核的核子數(shù)不變，電荷數(shù)增加 C.?原子核發(fā)生β衰變時放出的能量等于β粒子與衰變后的核的動能之和 D.?靜止的原子核發(fā)生β衰變時，β粒子與衰變后的核的運動速度方向一定相反 　　拓展二：衰變規(guī)律 2.?測得某礦石中鈾、鉛質量比為1.?17∶1，假設開始時該礦石只含有鈾238，發(fā)生衰變的鈾238都變成了鉛206。已知鈾238的半衰期是4.?5109年，求礦石的年齡。 參考答案 知識體系梳理 ①核電荷數(shù)?、谒プ儭、垭姾伞、苜|量　⑤α粒子?、??、??、唳铝Ｗ?電子)　⑨不變?、?　α　β　時間　衰變的快慢　大量　化學狀態(tài)　外部條件 重點難點探究 主題1：(1)原子核的衰變，可以使一種物質自發(fā)變成另外一種物質。原子序數(shù)大于或等于83的元素、原子序數(shù)小于83的某些元素，都能自發(fā)地放出α或β粒子，由于核電荷數(shù)變了，其在元素周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變。 (2)原子核放出α粒子變成新核的衰變叫作α衰變;原子核放出β粒子變成新核的衰變叫作β衰變。無論是何種衰變，從衰變方程可以看出，原子核發(fā)生衰變時，必須有兩個守恒，即：電荷數(shù)守恒，質量數(shù)守恒。 (3)不相同。光電效應中的光電子是金屬原子的核外電子吸收光子能量從金屬中發(fā)出的電子;原子核里沒有電子，核內的中子可以轉變成質子和電子，產生的電子從核內發(fā)射出來，這就是β粒子。 主題2：原子核的能量也是量子化的，也存在著不連續(xù)的能級，并且能級越低越穩(wěn)定。放射性的原子核在發(fā)生α衰變、β衰變時，蘊藏在核內的能量會釋放出來，使衰變產生的新原子核處于高能級，這時它要向較低能級躍遷，釋放的能量就以γ光子的形式輻射，因此γ射線總是伴隨著α射線、β射線產生。 主題3：(1)半衰期是用來表示放射性元素衰變快慢的物理量。所謂半衰期，是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間。 (2)對大量的原子核來說，可以準確預測其剩下沒有衰變的百分數(shù)，這是一個統(tǒng)計規(guī)律。 根據(jù)半衰期的定義，有N=N0()n，式中N0是開始的原子核個數(shù)，N是剩下未衰變的原子核個數(shù)，n=是半衰期個數(shù)(τ為半衰期)。用質量表示為m=m0()n。 對單個的原子核來說，不能確定何時發(fā)生衰變。特別指出的是，元素的半衰期反映的是原子核內部的性質，與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關。也就是說，一種元素的半衰期與這種元素是以單質形式還是以化合物形式存在無關，且對其加壓、增溫，半衰期均不會改變。 基礎智能檢測 1.?A　2.?C 3.?(1)Po　(2)He　(3)He　(4)e 4.?A 全新視角拓展 1.?B　【解析】雖然發(fā)生β衰變時原子核釋放出電子，但原子核內并不存在電子，這里的電子來自于核內一個中子轉化為一個質子時釋放的一個電子，因此發(fā)生β衰變時原子核的核子數(shù)(質量數(shù))不變，電荷數(shù)增加，故A錯誤，B正確;由于β衰變時還會釋放γ光子和中微子，整體能量和動量守恒，而不是新核與電子組成的系統(tǒng)能量和動量守恒，故C，D錯誤。 2.?4.?5109年 【解析】設開始礦石中有m0(千克)的鈾238，經n個半衰期后，剩余鈾m(千克)，則m=m0()n，衰變掉的鈾的質量為m0-m=m0[1-()n]。一個鈾核衰變成一個鉛核，設生成鉛x(千克)，則： = 據(jù)題意有= 解得n=1，即t=τ=4.?5109年。