浙江2018年高中物理第十九章原子核第2节放射性元素的衰变学案新人教版

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1、第2节放射性元素的衰变原子核的衰变[探新知·基础练]1．衰变定义原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。2．衰变的类型一种是α衰变，另一种是β衰变，而γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的。3．衰变方程α衰变：U→Th＋He；β衰变：Th→Pa＋e。4．衰变规律电荷数守恒，质量数守恒。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．原子核发生β衰变时放出一个电子，说明原子核内有电子。(×)2．原子核发生α衰变时，新核的质量数减少4。(√)[释疑难·对点练]1．α衰变和β衰变的实质及规律(1)α衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个质子和2个中

2、子结合得比较紧密，在一定条件下会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的α衰变，其反应式为2H＋2n→He。(2)β衰变的实质：原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变，其反应式为n→H＋e。(3)γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的，γ射线不改变原子核的电荷数和质量数。其实质是放射性原子核在发生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)而辐射出γ光子。(4)原子核衰变时质量数守恒，但并非质量守恒，核反应过程前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出核能，质量与能量相联系。(5)在发生β衰变

3、时，释放的电子具有很大的能量，一定来自于原子核，它是由中子和质子的转化产生的，这表明质子(或中子)也是变化的。2．衰变次数的计算方法设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为：X→Y＋nHe＋me。根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m。以上两式联立解得：n＝，m＝＋Z′－Z。[试身手]1．原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射线。这些射线共有三种：α射线、β射线和γ射线。下列说法中正确的是(　　)A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4C．原子核每放出一个β粒

4、子，原子序数减少1D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1解析：选D　发生一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减少2；发生一次β衰变，核电荷数、原子序数增加1。故D正确。半衰期[探新知·基础练]1．半衰期定义大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。2．决定因素放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。不同的放射性元素，半衰期不同。3．应用利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、推断时间。[辨是非](对的划“√”，错的划“×”)1．温度升高，放射性元素的半衰期会减小。(×)2．氡的半衰期为3.8天，若取4g

5、氡原子核，经7.6天后只剩下1g氡原子核。(√)[释疑难·对点练]1．对半衰期的理解半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰变速率一定，不同元素半衰期不同，有的差别很大。2．半衰期公式N余＝N原()t/T，m余＝m0()t/T。式中N原、m0表示衰变前的原子数和质量，N余、m余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t表示衰变时间，T表示半衰期。3．适用条件半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，因此，半衰期只适用于大量的原子核。[试身手]2．关于半

6、衰期，下面各种说法中正确的是(　　)A．所有放射性元素都有一定的半衰期，半衰期的长短与元素的质量有关B．半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间C．一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半D．放射性元素在高温和高压的情况下，半衰期要变短，但它与其他物质化合后，半衰期要变长解析：选B　半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，是表明放射性元素原子衰变快慢的物理量，与元素的质量、物理、化学状态，均无关，因为衰变产物大部分仍留在矿石中，所以矿石总质量没有太大的改变，故正确答案为B。对α衰变和β衰变的实质的正确理解[典例1]　U核经一系列的衰

7、变后变为Pb核，问：(1)一共经过几次α衰变或几次β衰变？(2)写出这一衰变过程的方程。[思路点拨]　由题可知开始原子核为U，最终的原子核为Pb，根据电荷数和质量数守恒可求得衰变次数从而写出衰变方程。[解析]　(1)设U衰变为Pb经过x次α衰变和y次β衰变。由质量数守恒和电荷数守恒，可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②联立①②解得x＝8，y＝6即一共经过8次α衰变和6次β衰变。(2)核反应方程为：U→Pb＋8He＋6e。[答案]　(1)8　6　(2)U→P