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选修3-5

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1、2放射性元素的衰变KECHENGMUBIAOYINHANG^々i果程目ili•1.知道放射现象的实质是原子核的衰变。2.知道两种衰变的基本性质，掌握原子核的衰变规律及实质。3.理解半衰期的概念及影响因素。4.会利用半衰期解决相关问题。导入Q1NGJINGSIKAODAORU你知道考古学家靠什么推断古化石的年代吗?提示：利用力与更的比值来推断古化石年代。垦础知识•痂里SHULI1.原子核的哀变(1)衰变：原子核放出或,变成另一种原子核，这种变化称为原子核⑵衰变的种类和规律:种类方程规律原子«衰变：放出粒子的衰变例如：＞^2349oTh+核的B衰变：放出粒子的衰变例如：駕Th-駕Pa+

2、、守恒衰变Y衰变：伴随a衰变和B衰变产生思考：原子核发生C1衰变时，新核在元素周期表屮的位置发生怎样的变化?2.半衰期(1)放射性元素的原子核有发生衰变所需要的时间，叫做这种元素的—(2)放射性元素衰变的快慢是由的因素决定的，跟原子所处的和—都没有关系。(3)半衰期是原子核衰变的统计规律。答案：1.(1)a粒子B粒子衰变⑵a；HeP-?e电荷数质量数思考提示：发生a衰变后，新核的核电荷数减少2,在元素周期表上的位置前移两位。2.(1)半数半衰期(2)核内部自身化学状态外部条件(3)大量ZHONGDIANNANDIANTUPO一、对原子核的衰变的止确理解1.衰变规律原子核衰变吋，电荷

3、数和质量数都守恒。2.衰变方程(1)a衰变：饮七二；丫+猥；(2)P衰变：zX->z+iY+-?eo3.a衰变和B衰变的实质⑴a衰变:原子核中的两个质子和两个中子结合在一起发射出来的，即：2b+2：Hf；He；(2)6衰变：原子核内的一个中子衰变成一个质子，同时放出一个电子，即：Jn->；H+44.衰变次数的计算方法设放射性元素；X经过n次a衰变和m次P衰变后，变成稳定的新元素'；：Y,则衰变方程为zX-*rY+n；IIe+m_fe根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A=A'+4n,Z=Z'+2n—m,A—A'A—A',zn=^—f心二一+/—爲二、半衰期1•半衰期公式用t表示某放

4、射性元素的半衰期，衰变时间用t表示，如果原来的质量为血，剩余的质量为m,经过+个半衰期，该元素的剩余质量变为1-=^o（-）r若用N和n分别表示衰变前后的原子数，衰变公式乂可写成1.半衰期是一个统计概念描述的是大量原子核的集体行为，个别原子核经过多反时间衰变无法预测。对个别或极少数原子核，无半衰期而言。类型一原子核衰变的实质【例题1】对天然放射现象，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岀的B.3粒子带负电，所以P粒子有可能是核外电子C.Y射线是光子，所以Y射线有可能是原子发光产生的A.a射线、3射线、Y射线都是从原子核内部释放出来的解析：«衰变的实

5、质是原子核中的两个质子和两个中子结合在一起形成一个氨核发射11!来的，B衰变的实质是原子核内的一个中子变成-个质子和电子，然后释放11!电子，丫射线是伴随a衰变和P衰变产生的，所以这三种射线都是从原子核内部释放出來的。答案：AD题后反思：a射线、B射线和Y射线是由于原子核发生反应产生的，与原子的变化无关。类型二原子核衰变规律的应用【例题2】豐u经一系列的衰变后变为駕pg(1)求一共经过儿次a衰变和儿次P衰变？(2)駕Pb与鑒U相比，求质子数和中子数各少多少？(3)写出这一衰变过程的方程。点拨：可依据衰变过程中质量数和电荷数守恒求解衰变次数，再根据a衰变、p衰变的实质推算质子数、中子

6、数的变化。解析：(1)设缰U衰变为駕Pb经过x次a衰变和y次［3衰变。由质量数和电荷数守恒可得238=206+4x①92=82+2x—y②联立①②解得x=8,y=6,即一共经过8次a衰变和6次B衰变。(2)由于每发生一次a衰变质子数和屮子数均减少2,每发生一次B衰变屮子数减少1,而质子数增加1,故電Pb较豐U质子数少10,中子数少22。(3)核反应方程为豐U-缰Pb+8；He+6_：e。答案：(1)86(2)1022(1)辔U-電pb+8；He+6—：e题后反思：衰变次数的判断方法：(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒；(2)每发生一次Q衰变质子数、中子数均减少2；(3)每发生

7、一次B衰变中子数减少1,质子数增加1。触类旁通：在例题2(2)中，駕Pb核的中子数比质子数多多少？类型三半衰期的应用【例题3】「'C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叱的含量为原来的则该古树死亡时间距今大约()。A.22920年B.11460年C.5730年D.2865年解析：假设古木刚死亡时的质塑为m。，现在的质量为m,由题意可知说所以n=2,古木死亡的吋间为5730X2年=11460年，应选B选项。答案:B题后反思：利用半衰期公式解