鲁科版高中物理选修3-5：《原子核衰变及半衰期》课件1-新版

原子核衰变及半衰期人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的。1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，物质发射射线的性质称为放射性．具有发射性的元素称为放射性元素．元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．一、天然放射现象的发现钡铀云母翠砷铜铀矿斜水钼铀矿铀钙石矿放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．放大了1000倍的铀矿石天然放射现象铅盒放射源射线照相底片天然放射现象：放射线是直接用肉眼看不见的,必须借助于专门的仪器来观察研究发现:原子序数大于82的所有元素,都能自发的放出射线,原子序数小于82的元素,有的也具有放射性．天然放射线的分离及其鉴别方法一:利用磁场方法二:利用电场射线射线射线电离能力贯穿能力射出速度成分氦核电子光子0.1c0.9cc阅读课文填写表格：天然放射线的性质及其比较.质量(u)电量(e)名称+2-1040()184010最弱较强很强较强最强最弱特点：与元素所处的化学状态无关本质：是原子核的性质,而不是原子的性质意义：表明原子核是可以变化的,原子核也有其内部结构.放射性的特点、本质及其意义•在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？•它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？•这些射线带不带电呢？二、放射线的本质天然放射现象射线射线射线电离能力贯穿能力速度成分氦原子核高速电子流高能量电磁波1/10光速接近光速光速弱较强很强很容易较弱更小阅读课文填写表格：放射型物质发出的射线有三种：天然放射现象三种射线•α射线•β射线•γ射线α射线•根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成，我们把它叫做α射线，α射线由带正电的α粒子组成.科学家们研究发现每个α粒子带的正电荷是电子电荷的2倍，α粒子质量大约等于氦原子的质量.进一步研究表明α粒子就是氦原子核.•由于α粒子的质量较大，所以α射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住.β射线•与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做β射线.研究发现β射线由带负电的粒子（β粒子）组成.进一步研究表明β粒子就是电子.•β射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板.γ射线•中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线，研究表明，γ射线的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的.•γ射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板.三、原子核的衰变1.定义：某种元素原子核自发地放出射线粒子后,转变成新的元素原子核的现象.电荷数、质量数、能量和动量都守恒2.衰变规律:α衰变规律:β衰变规律:U23892Th23490＋He42Th23490Pa23491＋e01-HeYXAZAZ4242eYXAZAZ011说明：1.中间用单箭头，不用等号；2.是质量数守恒，不是质量守恒;3.方程及生成物要以实验为基础,不能杜撰。α衰变：原子核中2个中子和2个质子结合成为一个整体从核中抛射出来，发生α衰变。β衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子γ射线的产生：γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的，没有γ衰变。元素的放射性与元素存在的状态无关，放射性表明原子核是有内部结构的。注意：一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出α、β和γ三种射线。HeThU422349023892ePaTh012349123490四、衰变的快慢---半衰期（T）1.定义：放射性元素的原子核衰变掉一半所用时间,叫放射性元素的半衰期.2.衰变规律：021mmnTtn3.决定半衰期的因素：由原子核内部的因素决定,只与元素的种类有关,跟元素所处的物理或化学状态无关.如：氡222→钋218的半衰期为3.8天镭226→氡222的半衰期为1620年铀238→钍234的半衰期为4.5亿年考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时钟”,来测量漫长的时间,这叫做放射性同位素鉴年法．课堂巩固训练［例1］平衡下列衰变方程：23492U→23090Th+()23490U→23491Pa+()［例2］钍232（23490Th）经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208（20882Pb）.He42e0164［例3］23892U衰变成20682Pb的过程中A、经过8次α衰变，6次β衰变B、中子数减少22个C、质子数减少16个D、有6个中子失去电子转化为质子ABD××××××××××××××××××××（1）α粒子与氡核的动能之比；（2）若α粒子与氡核的运动方向与匀强磁场的磁感线垂直，画出轨迹示意图，并计算轨道半径之比.［例4］静止的镭226()发生α衰变生成氡222(),如果衰变中放出的能量都转化为α粒子和氡核的动能Ra22688Rn22286Bqmvrq1α粒子Rn核【例5】一束天然放射线沿垂直电场线的方向从中间进入到两块平行带电金属板M、N之间的匀强电场中，试问：（1）射线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各是哪种射线？（2）M、N各带何种电荷？Ⅰ为α射线，Ⅲ为β射线，Ⅱ为γ射线.［例6］氡（22286Rn)经过α衰变变为钋（Po)的半衰期是3.8d.（1）试写出氡核发生衰变的方程.(2)444g的氡元素经过7.6d能形成多少克的α粒子？(1)22286Rn→21884Po+42He(2)6g1.能够表明原子核具有复杂结构的事实是A.天然放射现象B.α粒子散射实验C.阴极射线D.光电效应练习：2、一个原子核abX进行一次α衰变后成为原子核cdY,然后又进行一次β衰变,成为原子核fgZ:abXcdYfgZ它们的质量数a、c、f及电荷数b、d、g之间应有的关系是A.a=f+4B.c=fC.d=g-1D.b=g+1ABCD3.云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个原来静止的原子核在云室中发生一次α衰变.观察发现，云室中出现了两个大小不同的相切圆轨迹，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内，现测量得知，大圆与小圆的半径比为44∶1，求原来的原子核的原子序数是多少？（不考虑α粒子与新核之间的相互作用力）904.在垂直于纸面向里的匀强磁场中,有一原来静止的原子核.该核衰变后,放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图中a、b所示.由图可以判定A.该核发生的是α衰变,a轨迹中的运动方向是逆时针B.该核发生的是α衰变,b是带电粒子运动的轨迹C.该核发生的是β衰变,b轨迹中的运动方向是逆时针D.该核发生的是β衰变,a是反冲核的运动轨迹