高中物理第十九章原子核2放射性元素的衰变名师导航学案新人教版选修3-5

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1、2放射性元素的衰变名师导航知识梳理1.三种射线：放射性物质放出的射线有三种：射线、射线和射线.«射线实际上是,a粒子就是:B射线实际上是,P粒子就是;Y射线实际上是能量很高（波长极短）的2.天然放射现象表明原子核具有复杂结构：由于元素的放射性与其存在的形式（单质、化合物等）无关，因此，放射线來源于,这表明原子核是具有内部结构的，人们认识原子核的结构是从开始的.3.衰变：原子核放出a粒子或P粒子后，就变成新的,这种变化就叫原子核的衰变，原子核的自发衰变分为两种，一种是衰变，另一种叫衰变.4.半衰期：放射性元素的原子核有发生衰变所需的时问，叫做这种

2、元素的半衰期.半衰期表示放射性元素衰变的快慢，不同放射性元素的半衰期不同.半衰期的大小与放射性元素所处的物理或化学状态,这是因为衰变发生在,压力、温度、与其他元素的化合等，都不会影响的结构.疑难突破1.对□衰变和3衰变的实质的正确理解剖析：（1）原子核放出a粒子或B粒子后，就变成了新的原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变.a粒子、P粒子及丫粒子都是从原子核里发射出来的，但不能认为原子核是由这些粒子组成的，原子核是由质子和中子组成的.（2）a衰变的实质是原子核中的2个质子和2个中子结合在一起发射出来的，a衰变的方程为+；屁,实质是2出+2»；血

3、・（3）P衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和电子，放出高速电子流，P衰变的方程为；X->z；Y+%,实质是（4）在发生a、B衰变的过程屮，由于新核处于不稳定状态，它要通过辐射光子而达到稳定的状态，因此Y射线总是伴随a、B衰变而产生.2.对半衰期的正确理解剖析：（1）半衰期表示放射性元素衰变的快慢，放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的1-1-时间叫做这种元素的半衰期•公式N二N（）（—）「、沪"）（一）「.22式中N。、Hi。表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N.m表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变的

4、时间，t表示半衰期.（2）不同的放射性元素，半衰期不同，甚至相差十分悬殊；衰变速度越快的元素，其半衰期越短.如氯222衰变为针218的半衰期为3.8天，而铀238衰变为社234的半衰期长达4.5X10°年.（3）影响因素：半衰期由放射性元素的原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理状态（如压强、温度）或化学状态（如单质、化合物）无关，因为这些因素都不能改变原子核的结构.（4）规律理解：半衰期是一个统计规律，只对大量原子核适用，对于少数个别的原子核，其衰变毫无规律，何时衰变、何时衰变一半，都是不可预知的.问题探究问题：如果磁场和电场方向未知，能否区

5、分出放射线的种类？探究：三种射线在电场和磁场中的偏转特点：（1）不论在电场还是磁场中，丫射线总是做匀速直线运动，不发生偏转.（2）在匀强电场中，a和B粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，B粒子的偏移最大.如图19-2-1所示，根据粒子在电场力方向做初速为零的匀加速直线运动，位移x可表示为图19-2-1在同样的条件下«和B粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，B粒子的轨道半径最小，偏转最大.niVmv如图19-2-2所示，轨道半径可表示为R二——-—Bqq图19-2-2所以，在同样条件下B与a粒子的轨道半径之比为探究结论：在不知

6、磁场和电场方向的情况下，可以区分放射线的种类.典题精讲【例1】对天然放射现彖，下列说法中正确的是（）A.a粒子带正电，所以a射线一定是从原子核中射出的B.P粒子带负电，所以B射线有可能是核外电子C.丫粒子是光子，所以Y射线有可能是由原子发光产生的D.a射线、B射线、Y射线都是从原子核内部释放出來的思路解析：a衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氨核放出的，（3衰变的实质是一个屮子变成一个质子和一个电子，然后释放岀电子，Y衰变伴随a衰变和［3衰变的产生而产生•所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的.答案：AD【例2】雹Th（针）经

7、过一系列a和B衰变，变成辔"（铅），问经过了多少次a衰变？经过了多少次P衰变？思路解析：由a衰变和B衰变的规律分析.由B衰变不影响质量数的变化，所以质量数的变化决定了a衰变的次数，由变为，质量数减少了232-208=24,每一次Q衰变质量数减少4,因此«衰变的次数为6次.6次a衰变，电荷数应减少6X2=12次，而现在只减少了90-82-8个，所以应有4次B衰变（每次B衰变增加一个电荷数）.答案：经过6次a衰变，4次B衰变.【例3】关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是（）A.原子核全部衰变所需要的吋间的一半B.原子核有半数发生衰变所需要的吋

8、间C.原子量减少一半所需要的时间D.元素质量减半所需要的时间思路解析：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫做这种元素的半衰期，它与原子核全部