《原子核衰變及半衰期》參考教案

PAGE1/73.2原子核衰變及半衰期三維教學目標1、知識與技能（1）知道放射現(xiàn)象的實質是原子核的衰變；（2）知道兩種衰變的基本性質，并掌握原子核的衰變規(guī)律；（3）理解半衰期的概念。2、過程與方法（1）能夠熟練運用核衰變的規(guī)律寫出核的衰變方程式；（2）能夠利用半衰期來進行簡單計算（課后自學）。3、情感、態(tài)度與價值觀：通過傳說的引入，對學生進行科學精神與唯物史觀的教育，不斷的設疑培養(yǎng)學生對科學孜孜不倦的追求，從而引領學生進入一個美妙的微觀世界。教學重點：原子核的衰變規(guī)律及半衰期。教學難點：半衰期描述的對象。教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。教學用具：投影片，多媒體輔助教學設備。教學過程：（一）引入新課同學們有沒有聽說過點石成金的傳說，或者將一種物質變成另一種物質。那有沒有真的（科學的）能將一種物質變成另一種物質呢？有（大聲，肯定地回答）這就是我們今天要學習的放射性元素的衰變。我們已經知道，原子由什么微粒組成??？學生回答：原子由原子核與核外電子組成。點評：由原來的知識引入新課，對新的一章有一個大致的了解。教師：那原子核內部又是什么結構呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒組成？用什么方法來研究原子核呢？學生思考討論。點評：帶著問題學習，激發(fā)學習熱情教師：人類認識原子核的復雜結構和它的變化規(guī)律，是從發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象開始的。1896年，法國物理學家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光。居里和居里夫人在貝克勒爾的建議下，對鈾和鈾的各種礦石進行了深入研究，又發(fā)現(xiàn)了發(fā)射性更強的新元素。其中一種，為了紀念她的祖國波蘭而命名為釙（Po），另一種命名為鐳（Ra）。學生一邊聽，一邊看掛圖。點評：配合掛圖，展示物理學發(fā)展史上的有關事實，樹立學生對科學研究的正確態(tài)度。一．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)（1）物質發(fā)射射線的性質稱為放射性(radioactivity)。元素這種自發(fā)的放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象．具有放射性的元素稱為放射性元素．（2）放射性不是少數幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數大于82的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數小于83的元素，有的也具有放射性．學生一邊聽，一邊看書。二．放射線的本質教師：那這些射線到底是什么呢？這就激發(fā)著人們去尋求答案：把放射源放入由鉛做成的容器中，射線只能從容器的小孔射出，成為細細的一束。在射線經過的空間施加磁場，發(fā)現(xiàn)射線如圖所示：（投影）思考與討論：①你觀察到了什么現(xiàn)象？為什么會有這樣的現(xiàn)象？②如果射線，射線都是帶電粒子流的話，根據圖判斷，他們分別帶什么電荷。③如果不用磁場判斷，還可以用什么方法判斷三種射線的帶電性質？學生分組討論，回答問題以及實驗方案。①射線分成三束，射線在磁場中發(fā)生偏轉，是受到力的作用。這個力是洛倫茲力，說明其中的兩束射線是帶電粒子。②根據左手定則，可以判斷射線是正電荷，射線是負電荷。③帶電粒子在電場中要受電場力作用，可以加一偏轉電場，也能判斷三種射線的帶電性質，如圖點評：給出實驗現(xiàn)象，設置問題情境，引導學生自己得出結論，培養(yǎng)學生的觀察，分析，探究的能力。培養(yǎng)學生合作式學習的能力用多種方案解決一個問題有利于培養(yǎng)學生的擴散散性思維。教師：我們已經研究了這三種射線的帶電性質，那么這些射線還有哪些性質呢？請同學們閱讀課文后填寫表格。學生看書，進行總結。點評：培養(yǎng)學生自學，總結的能力。教師：（幫助小結）①實驗發(fā)現(xiàn)：元素具有放射性是由原子核本身的因素決定的，跟原子所處的物理或化學狀態(tài)無關。不管該元素是以單質的形式存在，還是和其他元素形成化合物，或者對它施加壓力，或者升高它的溫度，它都具有放射性。②三種射線都是高速運動的粒子，能量很高，都來自于原子核內部，這也使我們認識到原子核蘊藏有巨大的核能，原子核內也有其復雜的結構。學生對照表格，理解書本知識。點評：通過對照表格，可以讓學生更好的掌握規(guī)律性質。三、原子核的衰變（1）原子核的衰變原子核放出α或β粒子，由于核電荷數變了，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。一種物質變成另一種物質。（2）α衰變鈾238核放出一個α粒子后，核的質量數減少4，核電荷數減少2，變成新核--釷234核。那這種放出α粒子的衰變叫做α衰變。這個過程可以用衰變方程式來表示：23892U→23490Th+42He（3）衰變方程式遵守的規(guī)律第一、質量數守恒第二、核電荷數守恒α衰變規(guī)律：AZX→A-4Z-2Y+42He（4）β衰變釷234核也具有放射性，它能放出一個β粒子而變成23491Pa（鏷），那它進行的是β衰變，請同學們寫出釷234核的衰變方程式？β粒子用0-1e表示。釷234核的衰變方程式：23490Th→23491Pa+0-1e衰變前后核電荷數、質量數都守恒，新核的質量數不會改變但核電荷數應加1β衰變規(guī)律：AZX→AZ+1Y+0-1e提問：β衰變如果按衰變方程式的規(guī)律來寫的話應該沒有問題，但并不象α衰變那樣容易理解，因為核電荷數要增加，學生會問為什么會增加？哪來的電子？原子核內雖然沒有電子，但核內的的質子和中子是可以相互轉化的。當核內的中子轉化為質子時同時要產生一個電子：10n→11H＋0-1e這個電子從核內釋放出來，就形成了β衰變?？梢钥闯鲂潞松倭艘粋€中子，卻增加了一個質子，并放出一個電子。（5）γ射線是由于原子核在發(fā)生α衰變和β衰變時原子核受激發(fā)而產生的光（能量）輻射，通常是伴隨α射線和β射線而產生。γ射線的本質是能量。理解γ射線的本質，不能單獨發(fā)生。四、衰變的快慢半衰期提問：閱讀教材半衰期部分放射性元素的衰變的快慢有什么規(guī)律？用什么物理量描述？這種描述的對象是誰？氡的衰變圖的投影：m/m0＝(1/2)n學生交流閱讀體會：（1）氡每隔3.8天質量就減少一半。（2）用半衰期來表示。（3）大量的氡核?？偨Y：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。例如：數學上的概率問題（拋硬幣）將1萬枚硬幣拋在地上，那正反兩面的個數大概為5000對5000，但就某個硬幣來看要么是正面，要么是反面。這個事實告訴我們統(tǒng)計規(guī)律的對象僅僅對大量事實適用，對個別不適用。元素的半衰期反映的是原子核內部的性質，與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關。簡單介紹：鐳226→氡222的半衰期為1620年鈾238→釷234的半衰期為4.5億年說明：一種元素的半衰期與這種元素是以單質形式還是以化合物形式存在，或者加壓，增溫均不會改變。教師給出課堂鞏固練習題例1：配平下列衰變方程23492U→23090Th+(42He)23490U→23491Pa+(0-1e)例2：釷232（23290Th）經過________次α衰變和_______