高中物理 第十九章 原子核 1、2 原子核的组成、放射性元素的衰变导学案 新人教版选修3-5.doc

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1、1　原子核的组成2　放射性元素的衰变[目标定位]　1.了解什么是放射性、天然放射现象、衰变.2.知道原子核的组成及三种射线的特征.3.理解α衰变和β衰变的规律及实质，并能熟练书写衰变方程.4.理解半衰期的概念，学会利用半衰期解决相关问题．一、对三种射线的理解[问题设计]1．1896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素自发地发出射线的现象，即天然放射现象．那么哪些元素能够放出射线呢？放射性物质发出的射线有哪些种类？答案　原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线．放射性物质发出的射线有三种：α射线、β射线、γ射线．2．三种射线的本质是什么

2、？有哪些特点呢？答案　见要点提炼．[要点提炼]1．三种射线的本质(1)α射线：α射线是高速α粒子流，实际就是氦原子核，电荷数是2，质量数是4.(2)β射线：β射线是高速电子流．(3)γ射线：γ射线是能量很高的电磁波．(4)如图1所示中1是β射线，2是γ射线，3是α射线．图12．三种射线的特点(1)α射线：α粒子容易使空气电离，但穿透本领很弱．(2)β射线：β粒子穿透能力较强，但电离作用较弱．(3)γ射线：γ粒子电离作用很弱，但穿透能力很强．二、原子核的组成1．质子的发现1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子，测定了它的电荷和质量，确定它是氢原子核

3、，叫做质子，用p或H表示，其质量为mp＝1.67×10－27_kg.2．中子的发现(1)卢瑟福的预言：原子核内可能还有一种不带电的粒子，名字叫中子．(2)查德威克的发现：用实验证明了中子的存在，用n表示，中子的质量非常接近于质子的质量．3．原子核的组成(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数．(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数．(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍

4、，这个倍数叫做原子核的质量数．三、原子核的衰变1．衰变：放射性元素的原子核放出α粒子或β粒子后变成新的原子核的变化．2．α衰变：X→Y＋He(新核的质量数减少4，电荷数减少2.)举例：U→Th＋He.3．β衰变：X→　AZ＋1Y＋e(新核的质量数不变，电荷数增加1.)实质是核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，其转化方程为：n→H＋e.举例：Th→Pa＋e.4．γ射线是在α或β衰变过程中伴随而生的，且γ粒子是不带电的粒子，因此γ射线并不影响原子核的电荷数，故γ射线不会改变元素在周期表中的位置．5．由电荷数守恒和质量数守恒确定衰变次数设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳

5、定的新元素Y，则衰变方程为X→Y＋nHe＋m　0－1e.根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.四、半衰期1．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．不同的放射性元素，半衰期不同．2．注意以下两点：(1)对于同一种元素，其半衰期是一定的，无论是加温、加压，或是处于单质、化合物状态均不影响元素的半衰期，但不同元素的半衰期不同，有的差别很大．(2)半衰期是一种统计规律．对于大量的原子核发生衰变才具有实际意义，而对于少量的原子核发生衰变，该统计规律不再适用．3．半衰期公式N余＝N原()，m余＝m原()，其中τ为半衰期．一、三种射线的性质例1　图2中

6、P为放在匀强电场中的天然放射源，其发射的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是(　　)图2A．a为α射线、b为β射线B．a为β射线、b为γ射线C．b为γ射线、c为α射线D．b为α射线、c为γ射线解析　由题图可知电场线方向向右，α射线带正电所受电场力方向与电场线方向一致，故α射线向右偏转，即c为α射线．β射线带负电所受电场力方向与电场线方向相反，故β射线向左偏转，即a为β射线．γ射线不带电不发生偏转，即b为γ射线．故选项B、C正确．答案　BC二、原子核的组成例2　已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带电荷量

7、是多少？(3)若镭原子呈现中性，它核外有几个电子？(4)88Ra是镭的一种同位素，让88Ra和88Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？解析　因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得：(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.(2)镭核所带电荷量Q＝