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

,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),射線,射線,射線,數(shù),2放射線的本質(zhì) (1)射線是高速運(yùn)動的_粒子流，符號為 He，射出時的速度可達(dá)0.1c. (2)射線是高速運(yùn)動的_，符號為_，射出時速度可達(dá)0.99c. (3)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射線 射線是伴隨衰變、衰變_產(chǎn)生的，射線不改變原子核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù),同時,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)子和中子的個數(shù)并不相同原子核的直徑為10151014 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)鐳核中有幾個質(zhì)子？幾個中子？ (2)鐳核所帶電量是多少？ (3)若鐳原子呈現(xiàn)中性，它核外有幾個電子？ 答案 (1)88 138 (2)1.41×1017 C (3)88 (4)113114,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 NAZ22688138. (2)鐳核所帶電荷量 QZe88×1.6×1019C1.41×1017C. (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)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù),針對訓(xùn)練1 (單選)在粒子轟擊金箔的散射實(shí)驗(yàn)中，粒子可以表示為He，He中的4和2分別表示 ( ) A4為核子數(shù)，2為中子數(shù) B4為質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和，2為質(zhì)子數(shù) C4為核外電子數(shù)，2為中子數(shù) D4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、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，射線偏轉(zhuǎn)較小，射線偏轉(zhuǎn)較大，射線不偏轉(zhuǎn)，如圖41、21甲所示 圖41、21 (2)在勻強(qiáng)磁場中，射線偏轉(zhuǎn)半徑較大，射線偏轉(zhuǎn)半徑較小，射線不偏轉(zhuǎn)，如圖乙所示,【例2】 一置于鉛盒中的放射源發(fā)射出的、和射線，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41、22所示，則圖中的射線a為_射線，射線b為_射線 圖41、22,答案 解析 在三種射線中，射線帶正電，穿透能力最弱，射線不帶電，穿透能力最強(qiáng)；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)為射線，b射線應(yīng)為射線 借題發(fā)揮 三種射線的比較方法： (1)射線是、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、三種射線的本質(zhì)，、是實(shí)物粒子，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射線，但不能擋住射線和射線 B某原子核在放出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)的是射線 D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，射線貫穿本領(lǐng)最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住射線和射線，故A正確；射線是伴隨、衰變而產(chǎn)生的一種電磁波，不會使原核變成新核，故B錯；三種射線中射線電離作用最強(qiáng)，故C正確；粒子是電子，來源于原子核，故D正確,三、原子核的衰變 1原子核放出粒子或粒子后，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)行衰變時，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2. (2)衰變的實(shí)質(zhì)：在放射性元素的原子核中，2個中子和2個質(zhì)子結(jié)合得比較牢固，有時會作為一個整體從較大的原子核中釋放出來，這就是放射性元素發(fā)生的衰變現(xiàn)象,(1)原子核進(jìn)行衰變時，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射線是在發(fā)生或衰變過程中伴隨而生，且粒子是不帶電的粒子，因此射線并不影響原子核的核電荷數(shù)，故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 AA4n，ZZ2nm.,答案 (1)8次衰變，6次衰變 (2)10個；22個 (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.,Am7，n3 Bm7，n4 Cm14，n9 Dm14，n18 答案 B 解析 根據(jù)題意有：2354m207，922mn82，解兩式得m7，n4，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)，對于一個特定的原子核，無法確定其何時發(fā)生衰變，但可以確定各個時刻發(fā)生衰變的概率，即某時衰變的可能性，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,