5.2 放射性元素的衰变 （教学课件）—2022-2023学年高二物理人教版（2019）选择性必修第三册（共24页ppt）

(共24张PPT)
放射性元素的衰变
教学设计
一、教学内容分析
1.教材分析
2.学情分析
二、教学目标确定
三、重点和难点分析
四、开放性学习环境
五、教学过程设计
六、板书设计
七、作业设计及评价
一、教学内容分析
1.教材分析
本节内容紧接上一节的思路，指出天然放射现象产生的机制，即原子核的衰变以及用半衰期描述衰变遵从的规律，然后介绍了核反应、放射性同位素及其应用，最后特别强调了辐射与安全的相关问题。
本节从内容上来讲这些知识非常抽象，从掌握知识的角度来讲理解、记忆的成分较多。因此本节教材注意与前面学过的相关知识（特别还包括化学知识）进行联系，并用类比的方法，注重知识的迁移。
一、教学内容分析
2.学情分析
学生通过化学学习，对化学反应很熟悉，而核反应与之不同，在教学中要引导学生区分两者。
学生在数学中学过有关统计的相关知识，在学习分子热运动时也用到了统计规律，对学生理解半衰期的统计意义起到了铺垫作用。
守恒思想是一直贯彻在物理学习过程中的重要思想，各种守恒定律都是物理学的基本定律。在此基础上有助于学生理解核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒。
二、教学目标确定
知识目标 核心素养目标
1. 了解原子核的衰变，会正确书写衰变方程。 科学思维 科学论证
2. 知道半衰期及其统计意义。 科学探究 科学思维 问题证据
科学推理
3. 能根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程。 科学思维 科学推理
4. 知道放射性同位素及其应用，知道射线的危害及防护。 物理观念 科学态度与责任 物质观念
社会责任
三、重点和难点分析
重点：
1.原子核衰变时电荷数和质量数守恒。
2.半衰期的概念。
难点：
半衰期的统计意义。
四、开放性学习环境
化学元素周期表
学生查阅辐射与安全的相关知识
五、教学过程设计
问题引入
【设计意图】激起学生兴趣，引发学生思考。为学生了解放射性元素的衰变创设思考的空间。
环节一：原子核的衰变
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒
a衰变
原子核经过一次a衰变，新核比原来的核质量数减少4，核电荷数减少2，新核在元素周期表中的位置前移2位。
【设计意图】与开始的问题呼应，体会核反应与化学反应的不同之处。
b衰变
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒
b衰变的规律
原子核经过一次b衰变，新核与原来的核质量数相同，电荷数增加 1。新核在元素周期
表中位置向后移了1位。
提出问题：在α衰变、β 衰变中，分别从原子核中释放出了α粒子和β 粒子，难道原子核里还存在着两种粒子吗？
【设计意图】上一节明确了原子核由质子和中子组成，此处通过问题引发学生进行探究，猜测有关衰变的实质。


提出问题：β 射线与阴极射线都是电子流，你能说出它们的区别吗？
【设计意图】提出问题引发学生思考与讨论，通过比较，加深学生对两种射线的理解。
阴极射线来源于核外电子，其发现的重要意义是说明原子是有结构的；
β 射线是原子核内部放出的电子，天然放射现象说明原子核是有结构的。
提出问题：原子核的能量也跟原子的能量一样吗？其变化是连续的还是不连续的？
【设计意图】与上一章呼应，体现了物理知识的系统性。
1、能量变化不连续，存在着能级。
2、能级越低越稳定。
环节二：理解半衰期
能力强的学生可以尝试写出表达式。
【设计意图】借助数学知识和图形的形象类比，理解半衰期的概念。
N剩越来越少，去哪了？
衰变成其他核了。
半衰期对少量的、单个的原子核说它的半衰期是毫无意义的，半衰期是对大量的原子核整体衰变做出的“统计预测”。
统计意义
思考： 我们还学过那些结论是统计规律？
【设计意图】体会统计规律在物理学研究中的作用。
决定因素
放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。
【设计意图】（1）通过阅读材料，加深对半衰期的理解。
（2）体会科学技术与社会发展密切相关。
环节三：核反应、放射性同位素及其应用、辐射与安全
问题引导，自主阅读教材。查阅资料，拓展交流。
（1）核反应遵循哪些规律？与化学反应有哪些相同和不同之处？
（2）放射性同位素有哪些应用？
（3）你在哪见过放射性标志？你知道哪些防护措施？
（4）查阅资料了解放疗和 γ刀的相关知识，与同学交流。
（5）查阅资料，了解历史上的核污染事件，知道其危害。
【设计意图】（1）通过问题引导，培养学生自主学习能力。
（2）通过查阅资料，拓展知识，培养科学态度与责任。
六、板书设计
§4.2 光电效应
一、原子核的衰变
衰变时，电荷数和质量数都守恒。
二、半衰期
三、核反应
统计规律
决定因素
四、同位素
五、辐射与安全
七、作业设计及评价
评价内容：是否真正理解衰变的规律。
评价方法：同学交流 、教师点评
评价内容：通过查阅资料，了解物理与生活的关系。
评价方法：同学交流 、教师点评
查阅资料并交流：
放射性同位素在生活中还有哪些应用。
了解核污染的危害。