5.2 放射性元素的衰变 课件(共17张PPT)2024-2025学年粤教版2019高中物理选择性必修第三册

(共17张PPT)
第五章 原子与原子核
第2节 放射性元素的衰变
关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。
那么，人们是怎样从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核秘密的呢？
铀矿
1.知道天然放射现象及其规律;
2.理解三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们；
3.知道放射现象的实质是原子核的衰变；
4.知道两种衰变的基本性质，掌握原子核的衰变规律；
一、放射性的发现
1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，它能穿透黑纸使照相底片感光。
1.天然放射现象的发现
贝克勒尔，
1852－1908，法国.
(3)原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。
2.放射性和放射性元素
(1)放射性：物质发出射线的性质。
(2)放射性元素：具有放射性的元素。
3.天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象。
1903年，居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而共同获得诺贝尔物理学奖 。
1911年，因发现元素钋和镭再次获得诺贝尔化学奖，因而成为世界上第一个两获诺贝尔奖的人。
皮埃尔·居里，1859－1906，法国物理学家
玛丽·居里，1867－1934， 法国籍波兰裔物理学家、化学家
4. 射线的来源
射线与核外电子无关，它来自原子核。说明原子核内部是有结构的。
原子核
单质、化合物
放射性的强度不受温度、压强的影响。
二、原子核衰变
1.射线本质
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
γ粒子
（1）研究方法：把射线放入电场或磁场来研究其性质，如图所示:
有磁场：胶片有三处感光
在磁场作用下，射线分为三束，即射线由三种粒子组成.
通过左手定则：
右偏带负电，是β射线
不偏不带电，叫γ射线
无磁场：胶片只有一处感光
说明：
左偏带正电，是α射线
β粒子
α粒子
2.三种射线的性质、特性
α射线 β射线 γ射线
本质
速度
特性
氦核 α粒子流
电子流
光子流
光速的
光速的99%
贯穿本领小，
电离作用强
贯穿本领大，电离作用较弱能穿透几毫米的铝板
贯穿本领最强，电离作用最弱能穿透几厘米的铅板
光速c
原子核的衰变：一种元素经放射过程变成另一种元素的现象。
把放出α粒子的衰变称为α衰变，
放出β粒子的衰变称为β衰变。
以上三种射线都是伴随原子核衰变而放射出来的
3.原子核的衰变
β衰变实质：核内的中子转化成了一个质子和一个电子。
β衰变的本质
α衰变的本质：两个中子和两个质子能十分紧密地结合在一起，因此，在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来，即发生了α衰变。
α衰变的本质
4.两种衰变本质：
三、半衰期
1.半衰期的定义
半衰期：原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间
2.半衰期的特点
（1）不同的放射性元素，半衰期不同
（2）半衰期描述的是统计规律，研究单个原子核无法预测.
（3）半衰期由原子核内部因素决定，与化学状态和外部条件没有关系.
半衰期越大，衰变得越慢！
3.衰变规律
m 为衰变后剩下原子核质量
m0为衰变前的原子核质量
t 为衰变的时间
为元素的半衰期
4.应用
利用天然放射性元素的半衰期可以估测岩石、化石和文物的年代．
情境：新疆文物考古研究所在2017年的1月、2月先后对罗布泊境内的古楼兰区域进行考古调查，在孔雀河下游北岸发现了一座古城，经过14C测定，古城的年代在东汉至魏晋时期，
请问：考古学家测量某古生物遗骸14C含量为现代生物14C含量的k倍，如何据此数据推算出古城遗址的年代呢？（14C的半衰期为5730年）
1.某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．射线1的电离作用在三种射线中最强
B．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住
C．放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个
D．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个
D
2.用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是(　　)
A．质子，α衰变　　　　　　　
B．电子，α衰变
C．α粒子，β衰变
D．正电子，β衰变
C
3. 关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是（ ）
A．半衰期是原子核全部衰变所需时间的一半
B．半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间
C．半衰期是原子量减少一半所需的时间
D．半衰期是元素质量减少一半所需的时间
B
放射性元素的衰变
放射性的发现
原子核的衰变
半衰期
贝克勒尔
居里夫妇
三种射线的特点
(带电、贯穿和电离能力)
定义
三个特点
衰变规律