粵教物理選修3542核衰變與核反應(yīng)方程學(xué)案

1、4.2 核衰變與核反應(yīng)方程 學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】(1)知道天然放射現(xiàn)象的原因是核的衰變(2)知道三種射線的本質(zhì)，以及如何運(yùn)用磁場和電場來區(qū)分它們(3)知道衰變和衰變(4)會書寫核反應(yīng)方程(5)知道半衰期的概念，會用半衰期描述衰變的速度，知道半衰期的統(tǒng)計意義【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】核反應(yīng)方程【知識要點(diǎn)】1、原子核的衰變（1）原子核的衰變 原子核放出或粒子，由于核電荷數(shù)變了，它在周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變。一種物質(zhì)變成另一種物質(zhì)。（2）衰變 鈾238核放出一個粒子后，核的質(zhì)量數(shù)減少4，核電荷數(shù)減少2，變成新核-釷234核。那這種放出粒子的衰變叫做衰變。這個過程可以用衰變

2、方程式來表示：23892U23490Th+42He（3）衰變方程式遵守的規(guī)律 第一、質(zhì)量數(shù)守恒 第二、核電荷數(shù)守恒衰變規(guī)律：AZXA-4Z-2Y+42He（4）衰變 釷234核也具有放射性，它能放出一個粒子而變成23491Pa（鏷），那它進(jìn)行的是衰變，請同學(xué)們寫出釷234核的衰變方程式？粒子用0-1e表示。 釷234核的衰變方程式： 23490Th23491Pa+0-1e 衰變前后核電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)都守恒，新核的質(zhì)量數(shù)不會改變但核電荷數(shù)應(yīng)加1 衰變規(guī)律：AZXAZ+1Y+0-1e（5）射線 是由于原子核在發(fā)生衰變和衰變時原子核受激發(fā)而產(chǎn)生的光（能量）輻射，通常是伴隨射線和射線而產(chǎn)生。射線的本質(zhì)是

3、能量。理解射線的本質(zhì)，不能單獨(dú)發(fā)生。2、半衰期半衰期表示放射性元素的衰變的快慢；放射性元素的原子核，有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間，叫做這種元素的半衰期；半衰期描述的對象是大量的原子核，不是個別原子核，這是一個統(tǒng)計規(guī)律說明：一種元素的半衰期與這種元素是以單質(zhì)形式還是以化合物形式存在，或者加壓，增溫均不會改變?！締栴}探究】問題1：原子核既然是由質(zhì)子和中子組成，那為什么還會從原子核里發(fā)射出a粒子和粒子？解答：實際上，發(fā)射出來的a粒子和粒子仍是原子核的質(zhì)子和中子結(jié)合或轉(zhuǎn)化而成的。a粒子是原子核的2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合在一起發(fā)射出來的，粒子是原子核乃的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)總時產(chǎn)生發(fā)射出來的。所以不能因為從原子核中發(fā)

4、射出a粒子和粒子就認(rèn)為原子核也是由它們組成的問題2在寫核反應(yīng)方程時，能否用“=”連結(jié)核反應(yīng)方程?為什么?解答：核反應(yīng)通常是不可逆的，如：用a粒子轟擊氮核，+可能得到氧核，但是用質(zhì)子轟擊氧核時，卻不能得到氮核所以核反應(yīng)方程只能用“”連接，不能用“=”連接，用“”連接，指示反應(yīng)方向問題3：衰變?nèi)绻此プ兎匠淌降囊?guī)律來寫的話應(yīng)該沒有問題，但并不象衰變那樣容易理解，因為核電荷數(shù)要增加，為什么會增加？哪來的電子？ 解答：原子核內(nèi)雖然沒有電子，但核內(nèi)的的質(zhì)子和中子是可以相互轉(zhuǎn)化的。當(dāng)核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時同時要產(chǎn)生一個電子：10n11H0-1e 這個電子從核內(nèi)釋放出來，就形成了衰變。可以看出新核少了一個中

5、子，卻增加了一個質(zhì)子，并放出一個電子?！镜湫屠}】例1：配平下列衰變方程 23492U23090Th+( 42He ) 23490U23491Pa+( 0-1e )例2：釷232（23290Th）經(jīng)過_次衰變和_次衰變，最后成為鉛208（20882Pb）分析：因為衰變改變原子核的質(zhì)量數(shù)而衰變不能，所以應(yīng)先從判斷衰變次數(shù)入手： 衰變次數(shù)=6 每經(jīng)過1次衰變，原子核失去2個基本電荷，那么，釷核經(jīng)過6次衰變后剩余的電荷數(shù)與鉛核實際的電荷數(shù)之差，決定了衰變次數(shù)： 衰變次數(shù)=4【當(dāng)堂反饋】1、原子核放出_粒子或_粒子，變成一種新的原子核，這種變化叫原子核的_。這種變化自發(fā)進(jìn)行時主要有兩種，一種叫_，另一

6、種叫_。2、放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間叫這種元素的_，它是_決定的，與原子核所處的物理或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)。3、放射性元素的衰變時遵守兩個守恒：分別為_守恒，_守恒4、下列關(guān)于三種射線的說法正確的是 ( )A 粒子就是電子 B粒子就是氦原子核C 就是光子 D以上說法都不正確5、下列關(guān)于三種射線的本領(lǐng)和主要作用，說法正確的是( )A射線的穿透本領(lǐng)很強(qiáng)，電離作用很弱 B 射線是高速電子流，電離作用較強(qiáng)，穿透本領(lǐng)也較強(qiáng)C射線是波長很短的電磁波，穿透本領(lǐng)很強(qiáng) D以上說法都不正確6、對天然放射現(xiàn)象，下列說法中正確的是 ( )A粒子帶正電，所以射線一定是從原子核中射出的B 粒子帶負(fù)電，所以射線有

7、可能是核外電子C是光子，所以射線是可能是原子發(fā)光產(chǎn)生的D射線、射線、射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的7、一放射源放射出某種或多種射線，當(dāng)用一張簿紙放在放射源前面時，射線的強(qiáng)度減為原來的三分之一，而當(dāng)用1cm厚的鋁板放在放射源前面時，射線的強(qiáng)度幾乎減為零，由此可知該放射源所放射出的 ( )A只有射線 B只有射線C是射線和射線 D是射線和射線8、某放射性元素的原子核X連續(xù)經(jīng)過三次衰變和兩次衰變，若最后變成另一種元素的原子核Y，則該新核的符號是 ( AY BY CY DY9、原子核X經(jīng)過一次衰變后變成原子核Y，原子核Y再經(jīng)過一次衰變后變成原子核Z，則下列關(guān)于這三種原子核的說法正確的是 ( )AX的中子

8、數(shù)比Z的中子數(shù)多3個 BX的質(zhì)子數(shù)比Z的質(zhì)子數(shù)多2個 CZ的核子數(shù)比Y的核子數(shù)少3個 DX的中性原子的核外電子數(shù)比Y的中性原子的核外電子數(shù)少5個10、下列關(guān)于半衰期的理解正確的是 ( )A放射性元素的半衰期越短，表明有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時間越短，衰變速度越快 B放射性元素的樣品不斷衰變，隨著剩下未衰變的原子核的減少，元素的半衰期也變短C把放射性元素放到密閉的容器中，可以減慢它的衰變速度 D降低溫度或增大壓強(qiáng)，可以讓放射性元素的半衰期變長11、某兩種放射性元素A和E分別發(fā)生了如下的系列衰變：ABCD，EFGH，已知B和E是同位素，則 ( ) AC和F是同位素，D和G是同位素 BA和G是同位

9、素 B和H是同位素CC和G是同位素 D和H是同位素 DA和F是同位素 B和G是同位素12、如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中，一個原來靜止的原子核發(fā)生衰變，得到兩圓軌跡，不計放出光子的能量，則下列說法正確的是 ( )A發(fā)生的是衰變B發(fā)生的是衰變 Ca是粒子的運(yùn)動軌跡D衰變后的新核是逆時針運(yùn)動的13、測得某礦石中鈾、鉛質(zhì)量比為1.161，假設(shè)開始時礦石中只含有鈾238，發(fā)生衰變的鈾238都變成了鉛206，已知鈾238的半衰期為4.5109年，求礦石的年齡。14、靜止的鐳原子核Ra經(jīng)一次衰變后變成一個新核Rn，（1）寫出衰變方程；（2）若測得放出的粒子的動能為E1，求新核的動能；（3）鐳核衰變時放出的能量。（不