2012届高考物理第一轮复习天然放射现象 衰变学案

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1、2012届高考物理第一轮复习天然放射现象衰变学案　　第二课时天然放射现象衰变　　【教学要求】　　1．了解天然放射现象，知道三种射线的本质和特性，掌握核衰变的特点和规律；　　2．知道原子核人工转变的原理，了解质子、中子和放射性同位素的发现过程。　　【知识再现】　　一、天然放射现象　　1．天然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。　　2．种类和性质　　α射线——高速的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度约为光速1/10，贯穿能力最弱，电离能力最强。　　β射线——高速的电子流，β粒子是速度接近光速的负电子，贯穿能

2、力稍强，电离能力稍弱。　　γ射线——能量很高的电磁波，γ粒子是波长极短的光子,贯穿能力最强,电离能力最弱。　　二、原子核的衰变　　1．衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化．　　2．衰变规律：α衰变　X→Y+He；　　β衰变X→Y+e　　3．α衰变的实质：某元素的原子核同时发出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）　2H+2n→He　　　β衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子发射出一个电子。即　n→H+e+　（为反中微子）　　4．γ射线：总是伴随α衰变或β衰变产生的，不能单独放出γ射线．γ射线不改变原子核的电荷数和质量数．实

3、质是元素在发生α衰变或β衰变时产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态），向低能级跃迁而辐射出光子．　　三、半衰期　　1．放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。它是大量原子核衰变的统计结果，不是一个原子发生衰变所需经历的时间。　　2．决定因素：由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关．　　四、原子核的人工转变　　1．质子的发现：N+He→O+H　　2．中子的发现：Be+He→C+n　　　3．放射性同位素和正电子的发现：　　　Al+He→P+n　　P→Si+e　　4．放射性同位素的应

4、用　　（1）利用它的射线；　　（2）做示踪原子。　　知识点一三种射线的特性　　人们通过对天然放射现象的研究，发现了原子序数大于83的所有天然存在的元素，都有放射性。原子序数小于83的天然存在的元素，有的也有放射性。放射出来的射线共有三种：α射线、β射线和γ射线。三种射线的本质和特性对比如下：　　【应用1】如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面向外。已知放射源放出的射线有α、β、γ三种。下列判断正确的是（　　）　　A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线　　　B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线　　C．甲是γ射线，乙

5、是α射线，丙是β射线　　D.甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线　　导示:天然放射现象发出的射线有三种：α射线、β射线和γ射线。他们分别带正电、负电、不带电。再结合左手定则，可知：甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线。故答案应选B。　　知识点二半衰期的理解　　放射性元素经n个半衰期未发生衰变的原子核数N和原有原子核数N0间关系为：N＝N0（1/2）n，对应的质量关系为：m=m0（1/2）n　　【应用2】14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的1/4，则该古树死亡时间距今大约（　）　　A．22920年

6、　　　B．11460　　　C．5730年　　　D．2865年　　导示:生物体内的14C在正常生活状况下应与大气中14C含量保持一致。但当生物死亡后，新陈代谢停止，体内14C不再更新，加之14C由于不断地衰变其含量逐渐减少，据半衰期含义可推知：该生物化石已经历了2个半衰期，从而可知该生物死后至今经历了大约5730×2=11460年。　　故答案应选B。　　对半衰期两种典型错误的认识：　　1、N0个某种放射性元素的核，经过一个半衰期T，衰变一半，再经过一个半衰期T，全部衰变了；2、8个某种放射性元素核，经过一个半衰期T，衰变了4个，再经过一个半衰期T，

7、又衰变了2个．事实上，半衰期是对大量放射性原子核的一个统计规律，而对于少量的核，并不适用。　　类型一衰变次数的计算　　【例1】（2007年上海卷）衰变为要经过m次a衰变和n次b衰变，则m，n分别为（　）　　A．2，4　　　B．4，2　　C．4，6　　D．16，6　　导示:假设变为的过程中，发生了m次α衰变和n次β衰变．则其核反应方程为　　根据电荷数守恒和质量数守恒列出方程　　92=82+2m-n238=222+4m　　以上两式联立解得：m=4，n=2　　故应选B　　求解衰变次数的方法除了上述解法之外，还可以利用两种衰变的特点来求解．每发生一次β衰

8、变原子核的质量数不变．而每发生一次α衰变质量数减少4．因由变成质量数减少16，所以可以确定α衰变次数，然后再利用电荷数守恒确定β衰变的次