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成才之路 物理,路漫漫其修遠(yuǎn)兮 吾將上下而求索,人教版 選修3-5,原子核,第十九章,第二節(jié) 放射性元素的衰變,第十九章,你知道考古學(xué)家靠什么推斷古化石的年代嗎？,1．定義 原子核放出________或________，由于核電荷數(shù)變了，它在周期表中的位置就變了，變成________原子核。 2．衰變的類型 一種是________，另一種是________，而γ射線是伴隨α衰變或β衰變產(chǎn)生的。,原子核的衰變,α粒子,β粒子,另一種,α衰變,β衰變,電荷數(shù),質(zhì)量數(shù),1．定義 放射性元素的原子核有______發(fā)生衰變所需的時(shí)間，叫作半衰期。 2．決定因素 放射性元素衰變的快慢是由原子核_______因素決定的，跟原子所處的__________ (如溫度、壓強(qiáng))或__________ (如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān)。,半衰期,半數(shù),內(nèi)部,物理狀態(tài),化學(xué)狀態(tài),3．適用條件 半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，是對(duì)_______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，_______確定何時(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,無(wú)法,大量的原子核,一、對(duì)α衰變和β衰變的實(shí)質(zhì)的正確理解 1．原子核的衰變 原子核放出α粒子或β粒子后就變成了新的原子核，我們把這種變化稱為原子核的衰變。α粒子、β粒子及γ射線都是從原子核里發(fā)射出來(lái)的，但不能認(rèn)為原子核是由這些粒子組成的，原子核是由質(zhì)子和中子組成的。 2．α衰變的實(shí)質(zhì) 是原子核中的2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合在一起發(fā)射出來(lái)的。,3．β衰變的實(shí)質(zhì) 是原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和電子，從而放出高速電子流。 4．γ射線 是伴隨α衰變或β衰變產(chǎn)生的，γ射線不改變?cè)雍说碾姾蓴?shù)和質(zhì)量數(shù)。其實(shí)質(zhì)是放射性原子核在發(fā)生α衰變或β衰變時(shí)，產(chǎn)生的某些新核由于具有過多的能量(核處于激發(fā)態(tài))而輻射出γ光子。,特別提醒： (1)核反應(yīng)中遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)而釋放出核能。 (2)當(dāng)放射性物質(zhì)發(fā)生連續(xù)衰變時(shí)，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時(shí)伴隨著γ輻射。 (3)為了確定衰變次數(shù)，一般是由質(zhì)量數(shù)的改變先確定α衰變的次數(shù)，這是因?yàn)棣滤プ兊拇螖?shù)的多少對(duì)質(zhì)量數(shù)沒有影響，然后再根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。,(1)當(dāng)原子核發(fā)生α 衰變時(shí)，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)如何變化？為什么？ (2)當(dāng)發(fā)生β 衰變時(shí)，新核的核電荷數(shù)相對(duì)原來(lái)的原子核變化了多少？新核在元素周期表中的位置怎樣變化？ 解析：(1)當(dāng)原子核發(fā)生α衰變時(shí)，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各減少2個(gè)。因?yàn)棣亮Ｗ邮窃雍藘?nèi)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合在一起發(fā)射出來(lái)的。 (2)當(dāng)原子核發(fā)生β衰變時(shí)，新核的核電荷數(shù)相對(duì)于原來(lái)增加了1個(gè)。新核在元素周期表中的位置向后移動(dòng)了1個(gè)位次。,3．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，半衰期只適用于大量的原子核。 4．應(yīng)用 利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點(diǎn)，可以測(cè)量其衰變程度、推斷時(shí)間。,衰變規(guī)律的應(yīng)用,分析：(1)可根據(jù)衰變過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒求解； (2)根據(jù)每發(fā)生一次α衰變?cè)雍说馁|(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均少2，每發(fā)生一次β衰變?cè)雍说闹凶訑?shù)少1，質(zhì)子數(shù)多1來(lái)推算； (3)根據(jù)(1)的解答結(jié)果寫方程。,點(diǎn)評(píng)：寫核反應(yīng)方程的基本原則是質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，依據(jù)這兩個(gè)原則列方程就可確定α衰變和β衰變的次數(shù)，根據(jù)每發(fā)生一次α衰變新核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均比原來(lái)的核少2，每發(fā)生一次β衰變中子數(shù)少1，質(zhì)子數(shù)多1，就可計(jì)算多次衰變后的核與原來(lái)核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的差值，也可根據(jù)其核電荷數(shù)和核質(zhì)量數(shù)進(jìn)行推算。,半衰期的應(yīng)用,點(diǎn)評(píng)：找出每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比這一隱含條件是解決本題的關(guān)鍵。,現(xiàn)在很多心血管專科醫(yī)院引進(jìn)了一種被稱為“心臟灌注顯像”的檢測(cè)技術(shù)，方法是將若干毫升含放射性元素锝的注射液注入被檢測(cè)者的動(dòng)脈，經(jīng)過40分鐘后，這些含放射性物質(zhì)的注射液通過血液循環(huán)均勻地分布在血液中，這時(shí)對(duì)被檢測(cè)者的心臟進(jìn)行造影。心臟血管正常的位置由于有放射性物質(zhì)隨血液到達(dá)而顯示出有射線射出；心臟血管被堵塞的部分由于無(wú)放射性物質(zhì)到達(dá)，將無(wú)射線射出。醫(yī)生根據(jù)顯像情況就可以判定被檢測(cè)者心血管有無(wú)病變，并判斷病變位置。,答案：B 解析：如果半衰期太短，則在放射期內(nèi)，放射性物質(zhì)的注射液尚未均勻地分布在血液中而無(wú)法完成檢測(cè)工作，再則因放射強(qiáng)度較大而對(duì)人體造成傷害。如果半衰期太長(zhǎng)，放射性物質(zhì)長(zhǎng)期殘留在人體內(nèi)也會(huì)對(duì)人體造成傷害。對(duì)比四個(gè)選項(xiàng)中的時(shí)間，應(yīng)以10小時(shí)為宜，故正確選項(xiàng)應(yīng)為B。,易錯(cuò)分析：不明確半衰期的真正含義，認(rèn)為發(fā)生衰變的核的個(gè)數(shù)為一半指核的質(zhì)量數(shù)變?yōu)橐话?，半?shù)核發(fā)生衰變經(jīng)歷的時(shí)間指全部核衰變所經(jīng)歷時(shí)間的一半，而錯(cuò)選A、C項(xiàng)。不明確半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，是對(duì)大量的原子核的衰變規(guī)律的總結(jié)，而錯(cuò)選D。 正確解答：放射性元素的核從個(gè)數(shù)上看有半數(shù)發(fā)生衰變所經(jīng)歷的時(shí)間叫半衰期，A、C錯(cuò)，B正確；半衰期只適用于大量的原子核，D錯(cuò)誤。 正確答案：B,