高中物理 19．2放射性元素的衰变学案 新人教选修.doc

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1、内蒙古巴彦淖尔市第一中学高中物理19．2放射性元素的衰变学案新人教选修3-5新课标要求（一）知识与技能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，并掌握原子核的衰变规律3、理解半衰期的概念（二）过程与方法1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）（三）情感、态度与价值观通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。教学重点原子核的衰变规律及半衰期教学难点半衰期描述的

2、对象知识梳理一、原子核的衰变1．概念：原子核由于放出_____.α粒子___或_____β粒子___而转变为___新原子核_______的现象．2．衰变分类：放出α粒子的衰变叫_____α衰变___．放出β粒子的衰变叫__β衰变______，而______　γ射线__是伴随着α射线和β射线产生的．3．衰变方程举例(1)α衰变：U―→Th＋He　　(2)β衰变：Th―→Pa＋e二、半衰期(τ)1．概念：放射性元素的原子核有__.半数　____发生衰变所需要的时间．描述的是大量原子核的___统计___规律．2．特点：

3、与放射性无素的物理、化学状态__无关____，只由核内部自身的因素决定．不同的元素有____不同__的半衰期．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．天然放射现象说明原子核具有复杂的结构．原子核放出α粒子或β粒子，并不表明原子核内有α粒子或β粒子；原子核发生衰变后“就变成新的原子核”．1．衰变规律：原子核衰变时，前后的电荷数和质量数都守恒．2．衰变方程示例：α衰变：X―→Y＋He；β衰变：X―→Y＋e.3．α衰变和β衰变的实质(1)α衰变：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合

4、得比较牢固，有时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衰变现象．(2)β衰变：原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即β粒子，使核电荷数增加1.但β衰变不改变原子核的质量数．4．衰变次数的确定设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后变成稳定的新元素Y，则表示该过程的方程为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.α、β衰变过程中系统的动量守恒，若静止的原子核发生衰变，它们在磁场中运动的轨迹特点如下表：α衰变X―→Y＋He两圆外切

5、，α粒子半径大两圆的切点即为原子核起初静止的位置β衰变X―→Y＋e两圆内切，β粒子半径大典型例题剖析：例1、(2008·宁夏高考)天然放射性元素Pu经过______次α衰变和______次β衰变，最后变成铅的同位素__________．(填入铅的三种同位素Pb、Pb、Pb中的一种)[解题指导]根据衰变规律只有α衰变才能使质量数减少，且每次衰变减少质量数4，故Pu与Pb的质量数之差是4的整数倍，经验证明生成物是Pb；由于质量数减少了239－207＝32，故发生＝8次α衰变，因每次α衰变核的电荷数减少2，故由于α衰变

6、核的电荷数应减少8×2＝16，而Pb的电荷数仅比Pu核少了94－82＝12，说明发生了16－12＝4次β衰变．答案：8　4　Pb例2、为测定水库的存水量，将一瓶放射性溶液倒入水库中，已知这瓶溶液每分钟衰变8×107次，这种同位素半衰期为2天，10天以后从水库取出1m3的水，并测得每分种衰变10次，求水库的存水量为多少？[解题指导]设放射性同位素原有质量为m0,10天后的剩余质量为m，水库存水量为Qm3，由每分钟衰变次数与其质量成正比可得＝，由半衰期公式得：m＝m0()，由以上两式联立代入数据得＝()，解得水库存水

7、量为Q＝2.5×105m3.答案：2.5×105m3例3、静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，如图19－2－1所示，则(　　)A．α粒子与反冲粒子的动量大小相等、方向相反B．原来放射性元素原子的核电荷数为90C．反冲核的核电荷数为88D．α粒子和反冲粒子的速度之比为1∶88[解题指导]微粒之间相互作用的过程中动量守恒，由于初始总动量为零，末动量也为零，则α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反．由于释放的α粒子和反冲核均在

8、垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动，Bqv＝，R＝.若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子：R1＝对反冲核：R2＝由于p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90.它们的速度大小与质量成反比，故D错误．综上所述，选项A、B、C正确．自主练习：1．本题中用大写字母代表原子核，E经α衰变变成F，再经β衰变变成G，再经α衰变变成H，上述系列衰变可记为下式：EFG