2019-2020學年高中物理 第十九章 原子核 2 放射性元素的衰變課件 新人教版選修3-5.ppt

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2放射性元素的衰變 一 原子核的衰變1 定義原子核放出 粒子或 粒子 則核電荷數(shù)變了 變成另一種原子核 這種變化稱為原子核的衰變 2 衰變分類 1 衰變 放出 粒子的衰變 2 衰變 放出 粒子的衰變 3 衰變方程 4 衰變規(guī)律 1 原子核衰變時電荷數(shù)和質量數(shù)都守恒 2 當放射性物質連續(xù)衰變時 原子核中有的發(fā)生 衰變 有的發(fā)生 衰變 同時伴隨著 輻射 這時 放射性物質發(fā)出的射線中就會同時具有 和 三種射線 二 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 2 決定因素放射性元素衰變的快慢是由核內部自身的因素決定的 跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件沒有關系 不同的放射性元素 半衰期不同 3 應用利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點 可以測量其衰變程度 推斷時間 自我檢測1 思考辨析 1 由原子核發(fā)生 衰變時放出的 粒子是電子 可知原子核內一定存在著電子 解析 原子核內并不含電子 但在一定條件下 一個中子可以轉化成一個質子和一個電子 粒子 電子 是由原子核內的中子轉化而來 答案 2 射線是由原子核外的內層電子躍遷產生 解析 射線是原子核衰變過程中 產生的新核具有過多的能量 這些能量以 光子的形式釋放出來 答案 3 對于不同的放射性元素 盡管其半衰期不同 但對于同一種元素的每一個原子來說其半衰期是固定的 非常穩(wěn)定 解析 半衰期是一個統(tǒng)計概念 是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結 對于一個特定的原子核 無法確定其何時發(fā)生衰變 半衰期只適用于大量的原子核 答案 4 原子核發(fā)生 衰變時 核的質子數(shù)減少2 而質量數(shù)減少4 解析 原子核發(fā)生 衰變放出He原子核 答案 5 原子核發(fā)生 衰變時 原子核的質量不變 解析 原子核發(fā)生 衰變時 原子核內部的中子放出一個電子變成質子 原子核的質量數(shù)不變 質量減小 答案 2 探究討論 1 元素的半衰期有哪些方面的應用 答案 利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點 可以通過測量其衰變程度來推斷時間 2 如何確定元素的衰變次數(shù) 探究一 探究二 原子核的衰變問題探究1 元素自發(fā)地放出射線后 原子核發(fā)生了變化 成為原子核的衰變 放出 粒子成為 衰變 放出 粒子成為 衰變 研究表明 碳14只放出 射線 鈷60只放出 射線 鐳226只放出 射線 不同元素放出的射線相同嗎 元素放出射線后 原子核發(fā)生了什么變化 要點提示 不同的放射性元素放出的射線是不同的 探究一 探究二 2 下圖為 衰變 衰變示意圖 1 當原子核發(fā)生 衰變時 原子核的質子數(shù)和中子數(shù)如何變化 為什么 2 當發(fā)生 衰變時 新核的核電荷數(shù)相對原來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 探究一 探究二 要點提示 1 當原子核發(fā)生 衰變時 原子核的質子數(shù)和中子數(shù)各減少2個 因為 粒子是原子核內2個質子和2個中子結合在一起發(fā)射出來的 2 當原子核發(fā)生 衰變時 新核的核電荷數(shù)相對于原來增加了1個 新核在元素周期表中的位置向后移動了1個位次 探究一 探究二 知識歸納1 衰變規(guī)律原子核衰變時 電荷數(shù)和質量數(shù)都守恒 2 衰變方程 探究一 探究二 3 輻射 衰變或 衰變后產生的新核往往處于高能級 不穩(wěn)定 要向低能級躍遷 放出 光子 射線是伴隨著 射線和 射線產生的 輻射并不能獨立發(fā)生 所以 只要有 射線必有 衰變或 衰變發(fā)生 粒子不是帶電粒子 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 特別提醒 1 衰變方程的書寫 衰變方程用 表示 而不用 表示 2 衰變方程表示的變化 衰變方程表示的是原子核的變化 而不是原子的變化 3 衰變過程遵循動量守恒和能量守恒 原子核衰變時電荷數(shù)和質量數(shù)都守恒 探究一 探究二 思考問題 原子核衰變時遵循什么規(guī)律 提示 原子核衰變時電荷數(shù)和質量數(shù)都守恒 探究一 探究二 探究一 探究二 規(guī)律總結衰變次數(shù)的判斷方法 1 衰變過程遵循質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 2 每發(fā)生一次 衰變質子數(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 質子數(shù)增加1 探究一 探究二 變式訓練1原子序數(shù)大于83的所有元素 都能自發(fā)地放出射線 這些射線共有三種 射線 射線和 射線 下列說法正確的是 A 原子核每放出一個 粒子 原子序數(shù)減少4B 原子核每放出一個 粒子 原子序數(shù)增加4C 原子核每放出一個 粒子 原子序數(shù)減少1D 原子核每放出一個 粒子 原子序數(shù)增加1解析 發(fā)生一次 衰變 核電荷數(shù)減少2 質量數(shù)減少4 原子序數(shù)減少2 發(fā)生一次 衰變 核電荷數(shù)增加1 原子序數(shù)增加1 答案 D 探究一 探究二 半衰期問題探究1 放射性元素衰變有一定的速率 鐳226變?yōu)檠?22的半衰期為1620年 有人說 10克經過1620年有一半鐳226發(fā)生衰變 鐳226還有5克 在經過1620年另一半鐳也發(fā)生了衰變 鐳226就沒有了 對嗎 為什么 要點提示 不對 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需時間叫做這種元素的半衰期 經過第二個1620年鐳226還有2 5克 探究一 探究二 2 右圖為氡衰變剩余質量與原有質量比值示意圖 縱坐標表示的是任意時刻氡的質量m與t 0時的質量m0的比值 1 每經過一個半衰期 氡原子核的質量變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦?2 從圖中可以看出 經過兩個半衰期未衰變的原子核還有多少 探究一 探究二 探究一 探究二 知識歸納1 半衰期 放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間 不同的放射性元素 半衰期不同 2 注意以下兩點 1 對于同一種元素 其半衰期是一定的 無論是加溫 加壓 或是處于單質 化合物狀態(tài)均不影響元素的半衰期 但不同元素的半衰期不同 有的差別很大 2 半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律 對于大量的原子核發(fā)生衰變才具有實際意義 而對于少量的原子核發(fā)生衰變 該統(tǒng)計規(guī)律不再適用 3 半衰期公式 探究一 探究二 放射性元素衰變的快慢是由核內部自身的因素決定的 探究一 探究二 探究一 探究二 解析 元素半衰期的長短由原子核自身因素決定 與原子所處的物理 化學狀態(tài)以及周圍環(huán)境 溫度無關 C D錯 即使元素氡的含量足夠高 經過漫長的地質年代 地殼中也幾乎沒有氡了 一定是來自于其他放射性元素的衰變 故A對 B錯 答案 A規(guī)律總結分析有關放射性元素的衰變數(shù)量和時間問題時 正確理解半衰期的概念 靈活運用有關公式進行分析和計算是解決問題的關鍵 探究一 探究二 1 2 3 1 多選 關于天然放射性 下列說法正確的是 A 所有元素都可能發(fā)生衰變B 放射性元素的半衰期與外界的溫度無關C 放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D 和 三種射線中 射線的穿透能力最強解析 只有放射性元素才能發(fā)生衰變 A項錯誤 半衰期由原子核的內部自身的因素決定 與原子核所處的化學狀態(tài)和外部條件無關 B C兩項正確 射線的穿透力最強 D項正確 答案 BCD 1 2 3 1 2 3