全國高中物理優(yōu)質(zhì)課一等獎(jiǎng)人教版選擇性必修三《放射性元素的衰變》精美課件

5.2放射性元素的衰變問題導(dǎo)入

在古代無論是東方還是西方，都有一批人追求“點(diǎn)石成金”之術(shù)，他們?cè)噲D利用化學(xué)方法將一些普通的礦石變成黃金。當(dāng)然，這些煉金術(shù)的愿望都破滅了。那么，真的存在能讓一種元素變成另一種元素的過程嗎？一、原子核的衰變衰變：是指一種原子核放出某些粒子變?yōu)榱硪环N原子核的過程。放出粒子的不同放出ɑ粒子：ɑ衰變放出β粒子：β衰變（氦核

）（電子

）放射性衰變后的原子核ɑ粒子β粒子放射性衰變后的原子核1.ɑ衰變ɑ粒子核核用一般方程表達(dá)為：思考：在衰變中遵循什么規(guī)律呢？在這個(gè)衰變過程中，衰變前的質(zhì)量數(shù)等于衰變后的質(zhì)量數(shù)之和；衰變前的電荷數(shù)等于衰變后的電荷數(shù)之和。規(guī)律：原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒X

元素符號(hào)質(zhì)量數(shù)A（核）電荷數(shù)Z兩邊的質(zhì)量數(shù)：238234+4=兩邊的電荷數(shù)：9290+2=2.β衰變核β粒子核用一般方程表達(dá)為：思考：原子核內(nèi)不是沒有電子嗎？怎么又說原子核會(huì)放出電子？化學(xué)方程式核反應(yīng)方程式聯(lián)系區(qū)別電荷、質(zhì)量守恒電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒用符號(hào)用箭頭原子核能量質(zhì)量虧損光這種光叫伽馬射線：γ放出粒子的不同放出ɑ粒子和γ射線：ɑ衰變放出β粒子和γ射線：β衰變（氦核

）（電子

）（氡核）要經(jīng)過幾次ɑ衰變，幾次β衰變？例1：（鈾核）衰變?yōu)檎n堂練習(xí)解：設(shè)經(jīng)過x次衰變，y次衰變質(zhì)量數(shù)：238＝222＋4x電荷數(shù)：92=86+2x-yx＝4y＝2所以經(jīng)過4次衰變，2次衰變二、半衰期思考：一個(gè)氡原子核過多久會(huì)發(fā)生衰變呢？1s10min一萬年單個(gè)的微觀事件是不可預(yù)測(cè)的（大量）3.8天+3.8天放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變，所需要的時(shí)間是固定的，稱為半衰期。衰變未衰變關(guān)于半衰期的計(jì)算最初的質(zhì)量：m0半衰期：τ時(shí)間：t未衰變的質(zhì)量：補(bǔ)充幾點(diǎn)：①半衰期必須是大量原子核滿足的統(tǒng)計(jì)規(guī)律②不同元素的原子核半衰期差異很大③每一種原子核的半衰期是固定的，由原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，與外部因素?zé)o關(guān)氡222:3.8天鐳226:1620年軸238:4.5×109年課堂練習(xí)例2：已知釷234的半衰期是24天，1g釷經(jīng)過120天后還利多少?解：根據(jù)半衰期的定義，τ=24，t=120剩下的釷為三、核反應(yīng)天然放射現(xiàn)象是原子核自發(fā)的變化，科學(xué)家更加希望人工控制原子核的變化。方法2：用質(zhì)子、中子甚至用γ光子去轟擊一些原子核，都可以實(shí)現(xiàn)原子核的轉(zhuǎn)變方法1：a粒子轟擊氮原子核：目的：研究原子核的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)和制造新元素a粒子、質(zhì)子、中子，光子核反應(yīng)：核自發(fā)衰變。（不可控）原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程（人工轉(zhuǎn)變）。它們都是衰變過程所以，在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒。四、放射性同位素及其應(yīng)用很多元素都存在一些具有放射性的同位素，它們被稱為放射性同位素。分類：天然的放射性同位素和人工放射性同位素放射強(qiáng)度容易控制半衰期比較短優(yōu)點(diǎn)：1.射線測(cè)厚儀在鋼板一面，放置γ射線源，另一面放著接收裝置。那么鋼板越厚，接收到了射線信號(hào)越弱，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度就可以測(cè)量金屬板的厚度?！忙蒙渚€具有很強(qiáng)的穿透性2.放射治療——γ射線對(duì)細(xì)胞有很強(qiáng)的殺傷力——γ射線遺傳基因發(fā)生變異3.培優(yōu)保鮮——γ射線可以殺死細(xì)菌4.示蹤原子含有放射性同位素的磷肥同位素化學(xué)性質(zhì)相同，這樣就可以用放射性同位素了解各元素的流向。診斷甲狀腺疾病五、輻射與安全人類一直生活在放射性的環(huán)境中宇宙的射線巖石放射性物質(zhì)不過這些射的強(qiáng)度都在安全劑量之內(nèi)，對(duì)我們沒有傷害。電磁信號(hào)然而過量的射線對(duì)人體組織有破壞作用，這種破壞往往是對(duì)細(xì)胞核的破壞，有時(shí)不會(huì)馬上察覺。所以使用放射性同位素質(zhì)，都必須嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，做好防護(hù)。防止對(duì)空氣，水源等的污染。課堂練習(xí)例3：在下列4個(gè)核反應(yīng)方程中，x表示質(zhì)子的是（）A.B.C.D.C課堂小結(jié)一、原子核的衰變①衰變：是指一種原子核放出某些粒子變?yōu)榱硪环N原子核的過程。②放出粒子的不同放出ɑ粒子和γ射線：ɑ衰變放出β粒子和γ射線：β衰變（氦核

）（電子

）③原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒二、半衰期半衰期：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間三、核反應(yīng)原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng)。四、放射性同位素及其應(yīng)用1.射線測(cè)厚儀——利用γ射線具