物理-新教材選擇性必修三-第2節(jié)-放射性元素的衰變課件

第2節(jié)放射性元素的衰變第2節(jié)放射性元素的衰變核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1.知道衰變及兩種衰變的規(guī)律，能熟練寫出衰變方程。2.掌握半衰期的概念及有關(guān)計(jì)算。3.知道核反應(yīng)及其遵從的規(guī)律，會(huì)正確書寫核反應(yīng)方程。4.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。5.了解放射性在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，知道射線的危害及防護(hù)。1.體會(huì)半衰期與統(tǒng)計(jì)規(guī)律間的關(guān)系。2.體會(huì)核反應(yīng)方程與化學(xué)反應(yīng)方程的區(qū)別。3.體會(huì)放射性應(yīng)用與危害的關(guān)系。射線在生產(chǎn)、生活、科技方面的應(yīng)用核心素養(yǎng)物理觀念科學(xué)思維科學(xué)態(tài)度與責(zé)任1.知道衰變及兩種衰變知識(shí)點(diǎn)一原子核的衰變[觀圖助學(xué)]聽說過“點(diǎn)石成金”的傳說嗎？晉朝初年，南昌人許遜被朝廷任命為旌陽縣令，他看到很多老百姓的租稅交不了，非常同情他們，用點(diǎn)石成金的法術(shù)，免去百姓的租稅。許遜真的能把石頭點(diǎn)成金子嗎？答案是否定的。那么，存在不存在能讓一種元素變成另一種元素的過程呢？知識(shí)點(diǎn)一原子核的衰變聽說過“點(diǎn)石成金”的傳說嗎？1.定義：原子核放出________或________，變成另一種原子核的過程。2.衰變類型 (1)α衰變：放射性元素放出α粒子的衰變過程。放出一個(gè)α粒子后，核的質(zhì)量數(shù)________，電荷數(shù)________，成為新核。 (2)β衰變：放射性元素放出β粒子的衰變過程。放出一個(gè)β粒子后，核的質(zhì)量數(shù)______，電荷數(shù)________。3.衰變規(guī)律：原子核衰變時(shí)________和________都守恒。α粒子β粒子減少4減少2不變?cè)黾?電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)1.定義：原子核放出________或________，變成4.衰變的實(shí)質(zhì)(1)α衰變的實(shí)質(zhì)：2個(gè)______和2個(gè)______結(jié)合在一起形成α粒子。(2)β衰變的實(shí)質(zhì)：核內(nèi)的______轉(zhuǎn)化為了一個(gè)______和一個(gè)______。(3)γ射線經(jīng)常是伴隨α衰變和β衰變產(chǎn)生的。中子質(zhì)子中子質(zhì)子電子4.衰變的實(shí)質(zhì)(1)α衰變的實(shí)質(zhì)：2個(gè)______和2個(gè)__[思考判斷](1)原子核在衰變時(shí)，它在元素周期表中的位置不變。()(2)發(fā)生β衰變是原子核中的電子發(fā)射到核外。()(3)γ射線經(jīng)常是伴隨α射線和β射線產(chǎn)生的。()××√[思考判斷](1)原子核在衰變時(shí)，它在元素周期表中的位置不變知識(shí)點(diǎn)二半衰期[問題助學(xué)]

地質(zhì)工作者在野外的地層中發(fā)現(xiàn)一具恐龍化石，怎樣來確定它的形成年代呢？1.定義：放射性元素的原子核有______發(fā)生衰變所需的時(shí)間。2.特點(diǎn) (1)不同的放射性元素，半衰期______，甚至差別非常大。 (2)放射性元素衰變的快慢是由__________________決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件__________。半數(shù)不同核內(nèi)部自身的因素沒有關(guān)系知識(shí)點(diǎn)二半衰期 地質(zhì)工作者在野外的地層中發(fā)現(xiàn)一具恐龍化石，3.適用條件：半衰期描述的是__________，不適用于單個(gè)原子核的衰變。4.半衰期的應(yīng)用：利用半衰期非常穩(wěn)定這一特點(diǎn)，可以通過測(cè)量其衰變程度來推斷______。統(tǒng)計(jì)規(guī)律時(shí)間3.適用條件：半衰期描述的是__________，不適用于單[思考判斷](1)半衰期是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間，經(jīng)過兩個(gè)半衰期原子核就全部發(fā)生衰變。()(2)根據(jù)半衰期的計(jì)算，我們可以知道一個(gè)特定的原子核何時(shí)發(fā)生衰變。()(3)半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件都無關(guān)。()××√[思考判斷](1)半衰期是原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間，經(jīng)知識(shí)點(diǎn)三核反應(yīng)1.定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生__________或者發(fā)生狀態(tài)變化的過程。2.原子核的人工轉(zhuǎn)變 (1)1919年________用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)子。3.遵循規(guī)律：________守恒，________守恒。新原子核盧瑟福質(zhì)量數(shù)電荷數(shù)知識(shí)點(diǎn)三核反應(yīng)3.遵循規(guī)律：________守恒，____知識(shí)點(diǎn)四放射性同位素及其應(yīng)用1.放射性同位素(1)定義：具有________的同位素。(2)類型：______放射性同位素和______放射性同位素。(3)人工放射性同位素具有______豐富，輻射強(qiáng)度__________，半衰期______和放射性廢料容易______的優(yōu)點(diǎn)。放射性天然人工資源容易控制較短處理知識(shí)點(diǎn)四放射性同位素及其應(yīng)用(1)定義：具有_______2.放射性同位素的應(yīng)用(1)射線測(cè)厚度：使用放射性同位素發(fā)出的射線來測(cè)______。(2)放射治療：利用放射性同位素發(fā)出的______破壞癌細(xì)胞組織。(3)培優(yōu)保鮮：利用放射性同位素放出的射線照射______培養(yǎng)優(yōu)良品種等。(4)示蹤原子：一種元素的各種同位素具有________化學(xué)性質(zhì)，用放射性同位素替換非放射性的同位素后可以探測(cè)出原子到達(dá)的位置。3.輻射與安全：人類一直生活在放射性的環(huán)境中，過量的射線對(duì)人體組織____________。要防止放射性物質(zhì)對(duì)水源、空氣、用具等的污染。厚度射線種子相同的有破壞作用2.放射性同位素的應(yīng)用(1)射線測(cè)厚度：使用放射性同位素發(fā)出[思考判斷](1)利用γ射線照射種子，可以培育出優(yōu)良品種。()(2)用γ射線照射食品可以殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長保存期。()(3)任何放射性物質(zhì)都可以作為示蹤原子使用。()√√×[思考判斷](1)利用γ射線照射種子，可以培育出優(yōu)良品種。([觀察探究]

如圖為α衰變、β衰變示意圖。核心要點(diǎn)原子核衰變的理解及探究[觀察探究]核心要點(diǎn)原子核衰變的理解及探究(1)當(dāng)原子核發(fā)生α衰變時(shí)，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)如何變化？為什么？(2)當(dāng)發(fā)生β衰變時(shí)，新核的核電荷數(shù)相對(duì)原來的原子核變化了多少？新核在元素周期表中的位置怎樣變化？答案(1)當(dāng)原子核發(fā)生α衰變時(shí)，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各減少2個(gè)。因?yàn)棣亮Ｗ邮窃雍藘?nèi)2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合在一起放出來的。(2)當(dāng)原子核發(fā)生β衰變時(shí)，新核的核電荷數(shù)相對(duì)于原來增加了1個(gè)。新核在元素周期表中的位置向后移動(dòng)了1個(gè)位次。(1)當(dāng)原子核發(fā)生α衰變時(shí)，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)如何變化？[探究歸納]1.衰變實(shí)質(zhì)[探究歸納]2.衰變規(guī)律

原子核發(fā)生衰變時(shí)，遵循三個(gè)守恒定律 (1)衰變前后的電荷數(shù)守恒。 (2)質(zhì)量數(shù)守恒。 (3)動(dòng)量守恒。3.衰變方程通式2.衰變規(guī)律4.確定原子核衰變次數(shù)的方法與技巧4.確定原子核衰變次數(shù)的方法與技巧由此可見，確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為解一個(gè)二元一次方程組。(2)技巧：為了確定衰變次數(shù)，一般先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)(這是因?yàn)棣滤プ兊拇螖?shù)多少對(duì)質(zhì)量數(shù)沒有影響)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。由此可見，確定衰變次數(shù)可歸結(jié)為解一個(gè)二元一次方程組。A.α衰變、β衰變和β衰變B.β衰變、α衰變和β衰變C.β衰變、β衰變和α衰變D.α衰變、β衰變和α衰變A.α衰變、β衰變和β衰變答案A答案A[針對(duì)訓(xùn)練1]

關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是(

)A.α射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生B.β射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生C.γ射線是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生D.通過化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性解析α、β射線是天然放射性元素原子核衰變時(shí)產(chǎn)生的。γ射線是核反應(yīng)過程中發(fā)生質(zhì)量虧損時(shí)釋放出來的，故A、B、C三項(xiàng)錯(cuò)誤；放射性是核本身的一個(gè)性質(zhì)，故D項(xiàng)正確。答案D[針對(duì)訓(xùn)練1]關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是()A92＝82＋2x－y②聯(lián)立①②解得x＝8，y＝6，即一共經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變。92＝82＋2x－y②(2)因?yàn)樵雍说碾姾蓴?shù)等于質(zhì)子數(shù)，因此質(zhì)子數(shù)減少92－82＝10個(gè)。原子核的質(zhì)量數(shù)為質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和。故中子數(shù)減少量為(238－92)－(206－82)＝22個(gè)。答案見解析(2)因?yàn)樵雍说碾姾蓴?shù)等于質(zhì)子數(shù)，答案見解析方法凝煉衰變次數(shù)的判斷技巧(1)衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。(2)每發(fā)生一次α衰變質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均減少2。(3)每發(fā)生一次β衰變中子數(shù)減少1，質(zhì)子數(shù)增加1。方法凝煉衰變次數(shù)的判斷技巧A.124、259 B.124、265C.112、265 D.112、277A.124、259 B.124、265答案D答案D[觀察探究]

如圖所示為氡衰變剩余質(zhì)量與原有質(zhì)量比值示意圖?？v坐標(biāo)表示的是任意時(shí)刻氡的質(zhì)量m與t＝0時(shí)的質(zhì)量m0的比值。(1)每經(jīng)過一個(gè)半衰期，氡原子核的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮?2)從圖上可以看出，經(jīng)過兩個(gè)半衰期未衰變的原子核還有多少？核心要點(diǎn)對(duì)半衰期的理解和有關(guān)計(jì)算[觀察探究](1)每經(jīng)過一個(gè)半衰期，氡原子核的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼奈锢?新教材選擇性必修三-第2節(jié)-放射性元素的衰變課件[探究歸納]1.意義：表示放射性元素衰變的快慢。3.適用條件：半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對(duì)于一個(gè)特定的原子核，無法確定其何時(shí)發(fā)生衰變，半衰期只適用于大量的原子核。4.應(yīng)用：利用半衰期非常穩(wěn)定的特點(diǎn)，可以測(cè)算其衰變過程，推算時(shí)間等。[探究歸納]3.適用條件：半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，是對(duì)大量的原A.1g釷234經(jīng)過48天將全部衰變B.1g釷234經(jīng)過48天，有0.25g發(fā)生了衰變C.1g釷234經(jīng)過48天，有0.75g發(fā)生了衰變D.在化合物中，釷234的半衰期比24天要短些，1g釷234要完全衰變用不了48天答案CA.1g釷234經(jīng)過48天將全部衰變答案C[針對(duì)訓(xùn)練3]

碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有(

)答案C[針對(duì)訓(xùn)練3]碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為[問題探究]

下列方程中屬于衰變的是哪些？屬于核反應(yīng)的是哪些？生成原來元素的同位素是哪些？放出β粒子的是哪些？核心要點(diǎn)核反應(yīng)及核反應(yīng)方程[問題探究]核心要點(diǎn)核反應(yīng)及核反應(yīng)方程提示首先從方程左端去判斷哪種是衰變、哪種是核反應(yīng)，當(dāng)方程左端只有一種元素的原子核時(shí)，只能是衰變，故②③為衰變，①④為核反應(yīng)；而同位素的產(chǎn)生，是根據(jù)原子序數(shù)相同而質(zhì)量數(shù)不同來判斷，所以①會(huì)生成原來元素的同位素；判斷β衰變，只需要看清衰變方程右端是否產(chǎn)生電子即可，應(yīng)選③。提示首先從方程左端去判斷哪種是衰變、哪種是核反應(yīng)，當(dāng)方程左[探究歸納]1.核反應(yīng)的條件：用α粒子、質(zhì)子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變。2.核反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變。3.原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)[探究歸納]4.人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較 (1)不同點(diǎn)：原子核的人工轉(zhuǎn)變，是一種核反應(yīng)，是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生；而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理化學(xué)條件的影響。 (2)相同點(diǎn)：人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣，在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應(yīng)前后粒子總動(dòng)量守恒。4.人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較[試題案例][例4]

完成下列核反應(yīng)方程，并指出其中________是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，________是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程。[試題案例]其中發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是(2)，發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是(4)。答案見解析其中發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程是(2)，發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程是(4方法凝煉書寫核反應(yīng)方程三條重要原則(1)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒；(2)中間用箭頭，不能寫成等號(hào)；(3)核反應(yīng)必須是實(shí)驗(yàn)中能夠發(fā)生的，不能憑空杜撰。方法凝煉書寫核反應(yīng)方程三條重要原則[針對(duì)訓(xùn)練4]

在中子、質(zhì)子、電子、正電子、α粒子中選出一個(gè)適當(dāng)?shù)牧Ｗ樱謩e填在下列核反應(yīng)式的橫線上。[針對(duì)訓(xùn)練4]在中子、質(zhì)子、電子、正電子、α粒子中選出一個(gè)物理-新教材選擇性必修三-第2節(jié)-放射性元素的衰變課件[問題探究]

醫(yī)學(xué)上做射線治療用的放射性元素，使用一段時(shí)間后，當(dāng)射線強(qiáng)度降低到一定程度時(shí)就需要更換放射材料，原來的材料成為核廢料，這些放射治療選用的放射性元素的半衰期應(yīng)該很長還是較短？為什么？

提示應(yīng)選用半衰期較短的。因?yàn)榘胨テ诙痰姆派湫詮U料容易處理。當(dāng)然也不能選用太短的，否則就需要頻繁更換放射材料了。核心要點(diǎn)放射性同位素及其應(yīng)用[問題探究]核心要點(diǎn)放射性同位素及其應(yīng)用[探究歸納]1.放射性同位素：具有放射性的同位素。

分類：(1)天然放射性同位素。(2)人工放射性同位素。2.人工放射性同位素的優(yōu)點(diǎn) (1)資源豐富，應(yīng)用廣泛。 (2)放射強(qiáng)度容易控制，可以制成各種所需的形狀，廢料容易處理。 (3)現(xiàn)在凡是用到射線時(shí)，用的都是人工放射性同位素，而不用天然放射性物質(zhì)。[探究歸納]3.放射性同位素的主要作用(1)工業(yè)部門使用射線測(cè)厚度——利用γ射線的穿透特性。(2)醫(yī)學(xué)上——利用γ射線的高能量治療癌癥。(3)農(nóng)業(yè)應(yīng)用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細(xì)菌、抑制蔬菜發(fā)芽、延長保存期等。(4)做示蹤原子——利用放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)。3.放射性同位素的主要作用(1)工業(yè)部門使用射線測(cè)厚度——利[試題案例][例5]

(多選)下列關(guān)于放射性同位素的一些應(yīng)用的說法中正確的是(

)A.利用放射性消除靜電是利用射線的穿透作用B.利用射線探測(cè)機(jī)器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋是利用射線的穿透作用C.利用射線改良品種是因?yàn)樯渚€可使DNA發(fā)生變異D.在研究農(nóng)作物合理施肥中是以放射性同位素作為示蹤原子[試題案例]A.利用放射性消除靜電是利用射線的穿透作用解析消除靜電是利用射線的電離作用使空氣導(dǎo)電，A錯(cuò)誤；探測(cè)機(jī)器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋和改良品種分別是利用它的穿透作用和射線可使DNA發(fā)生變異，B、C正確；研究農(nóng)作物對(duì)肥料的吸收是利用其作示蹤原子，D正確。答案BCD解析消除靜電是利用射線的電離作用使空氣導(dǎo)電，A錯(cuò)誤；探測(cè)機(jī)[針對(duì)訓(xùn)練5]

(多選)下列哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子的(

)A.γ射線探傷儀B.利用含有放射性碘131的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油情況C.利用鈷60治療腫瘤等疾病D.把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，用檢測(cè)放射性的辦法確定放射性元素在農(nóng)作物內(nèi)轉(zhuǎn)移和分布情況，找出合理施肥的規(guī)律解析A是利用了γ射線的穿透性；C利用了γ射線的高能量特性；B、D是利用其作為示蹤原子。答案BD[針對(duì)訓(xùn)練5](多選)下列哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤[問題探究]

放射性污染對(duì)環(huán)境和人危害都很大，放射性物質(zhì)發(fā)出的射線穿透力很強(qiáng)，我們對(duì)放射性污染是否無法防護(hù)？

提示放射線危害很難防護(hù)，但是通過屏蔽、隔離等措施可以進(jìn)行有效防護(hù)，但防護(hù)的有效手段是提高防范意識(shí)。核心要點(diǎn)輻射與安全[問題探究]核心要點(diǎn)輻射與安全[探究歸納]射線在我們的生活中無處不在。在合理應(yīng)用射線的同時(shí)，又要警惕它的危害，進(jìn)行必要的防護(hù)。過量的輻射會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人類和自然產(chǎn)生破壞作用。如圖是國際通用的放射性標(biāo)志。[探究歸納]射線在我們的生活中無處不在。在合理應(yīng)用射線的同時(shí)[試題案例][例6]