19.2 放射性元素的衰变
文档属性
| 名称 | 19.2 放射性元素的衰变 |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 775.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-03-13 09:40:09 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
19.2《放射性元素
的衰变》
一、衰变
原子核放出 α粒子或 β粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变
α衰变：放出α粒子的衰变，如
β衰变：放出β粒子的衰变，如
1.定义：
2.种类：
原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．
α衰变：
β衰变：
说明：
1. 中间用单箭头，不用等号；
2. 是质量数守恒，不是质量守恒;
3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。
3．规律：
衰变方程
4. 本质：
α衰变：原子核内少两个质子和两个中子
β衰变：原子核内的一个中子变成质子， 同时放出一个电子
γ射线的产生：γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的，没有γ衰变。
元素的放射性与元素存在的状态无关，
放射性表明原子核是有内部结构的。
说明：
5．注意：
一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出α、β和γ三种射线。
二、半衰期(T)
1.意义： 表示放射性元素衰变快慢的物理量
2.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间
不同的放射性元素其半衰期不同．
3.公式：
注意：
(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关
(2)半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的．
考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法．
探测射线的方法
1、粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和汽会产生云雾，过热液体会产生气泡
2、使照相底片感光
3、使荧光物质产生荧光
射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：
一、威尔逊云室：
构造：一个圆筒状容器，低部可以上下移动，上盖是透明的，内有干净空气
实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状态。
利用射线的电离本领
a射线在云室中的径迹：直而粗
原因：a粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生的粒子多
射线在云室中的径迹：比较细，而且常常弯曲
原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少
二、气泡室-----高能物理实验的最风行的探测设备
气泡室是由一密闭容器组成，容器中盛有工作液体
液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀，由于在一定的时间间隔内（例如50ms）处于过热状态，液体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得到记录有高能带电粒子轨迹的底片。
照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作液体，气泡随之消失，整个系统就很快回到初始状态，准备作下一次探测。
气泡室中带电粒子的径迹
气泡室的优点：
它的空间和时间分辨率高；
工作循环周期短，本底干净、径迹清晰，可反复操作。
但也有不足之处：
那就是扫描和测量时间还嫌太长；
体积有限，而且甚为昂贵，
三、盖革-米勒计数器
一种能自动把放射微粒计数出来的仪器，利用了射线的电离本领
练习1、关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）
A、α射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱
B、β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的贯穿能力
C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的贯穿能力最强
D、γ射线是电磁波，它的电离作用最强
C
练习2：如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电
场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（ ）
BC
A、a为α射线，b为β射线
B、a为β射线，b为γ射线
C、b为γ射线，c为α射线
D、b为α射线，c为γ射线
-
+
c
b
a
P
练习3：由原子核的衰变规律可知 ( )
C
A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线
B．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变
C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制
D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1
练习4：某原子核A的衰变过程为
A β B α C,下列说法正确的是（ ）
A、核A的质量数减核C的质量数等于5;
B、核A的中子数减核C的中子数等于2;
C、核A的中性原子中的电子数比原子核B的中性原子中的电子数多1;
D、核A的质子数比核C的质子数多1。
D
思考： (铀)要经过几次α衰变和β衰变，才能变为 (铅)？它的中子数减少了多少？
8次 α衰变，6次 β衰变，
中子数减少 22个.
例2：一块氡222放在天平的左盘时，需在天平的右盘加444g砝码，天平
才能处于平衡，氡222发生α衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为（ ）
A．222g B．8g
C．2g D．4g
D
练习：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（ ）
A、该核发生的是α衰变
B、该核发生的是β衰变
C、磁场方向一定垂直于纸面向里
D、不能判定磁场方向向里还是向外
a
b
BD
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
练习：静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示：则（ ）
A、 α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反
B、原来放射性元素的原子核电荷数为90
C、反冲核的核电荷数为88
D、α粒子与反冲核的速度之比为1：88
R1
R2
ABC
静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后
1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等， 方向相反
2、α粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆
β粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆
小结：
19.2《放射性元素
的衰变》
一、衰变
原子核放出 α粒子或 β粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变
α衰变：放出α粒子的衰变，如
β衰变：放出β粒子的衰变，如
1.定义：
2.种类：
原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．
α衰变：
β衰变：
说明：
1. 中间用单箭头，不用等号；
2. 是质量数守恒，不是质量守恒;
3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。
3．规律：
衰变方程
4. 本质：
α衰变：原子核内少两个质子和两个中子
β衰变：原子核内的一个中子变成质子， 同时放出一个电子
γ射线的产生：γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的，没有γ衰变。
元素的放射性与元素存在的状态无关，
放射性表明原子核是有内部结构的。
说明：
5．注意：
一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出α、β和γ三种射线。
二、半衰期(T)
1.意义： 表示放射性元素衰变快慢的物理量
2.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间
不同的放射性元素其半衰期不同．
3.公式：
注意：
(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关
(2)半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的．
考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法．
探测射线的方法
1、粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和汽会产生云雾，过热液体会产生气泡
2、使照相底片感光
3、使荧光物质产生荧光
射线中的粒子与其它物质作用会产生的现象：
一、威尔逊云室：
构造：一个圆筒状容器，低部可以上下移动，上盖是透明的，内有干净空气
实验时，加入少量酒精，使酒精蒸汽达到过饱和状态。
利用射线的电离本领
a射线在云室中的径迹：直而粗
原因：a粒子质量大，不易改变方向，电离本领大，沿涂产生的粒子多
射线在云室中的径迹：比较细，而且常常弯曲
原因：粒子质量小，跟气体碰撞易改变方向，电离本领小，沿途产生的离子少
二、气泡室-----高能物理实验的最风行的探测设备
气泡室是由一密闭容器组成，容器中盛有工作液体
液体在特定的温度和压力下进行绝热膨胀，由于在一定的时间间隔内（例如50ms）处于过热状态，液体不会马上沸腾，这时如果有高速带电粒子通过液体，在带电粒子所经轨迹上不断与液体原子发生碰撞而产生低能电子，因而形成离子对，这些离子在复合时会引起局部发热，从而以这些离子为核心形成胚胎气泡，经过很短的时间后，胚胎气泡逐渐长大，就沿粒子所经路径留下痕迹。如果这时对其进行拍照，就可以把一连串的气泡拍摄下来，从而得到记录有高能带电粒子轨迹的底片。
照相结束后，在液体沸腾之前，立即压缩工作液体，气泡随之消失，整个系统就很快回到初始状态，准备作下一次探测。
气泡室中带电粒子的径迹
气泡室的优点：
它的空间和时间分辨率高；
工作循环周期短，本底干净、径迹清晰，可反复操作。
但也有不足之处：
那就是扫描和测量时间还嫌太长；
体积有限，而且甚为昂贵，
三、盖革-米勒计数器
一种能自动把放射微粒计数出来的仪器，利用了射线的电离本领
练习1、关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ）
A、α射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱
B、β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的贯穿能力
C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的贯穿能力最强
D、γ射线是电磁波，它的电离作用最强
C
练习2：如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电
场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（ ）
BC
A、a为α射线，b为β射线
B、a为β射线，b为γ射线
C、b为γ射线，c为α射线
D、b为α射线，c为γ射线
-
+
c
b
a
P
练习3：由原子核的衰变规律可知 ( )
C
A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线
B．放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变
C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制
D．放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1
练习4：某原子核A的衰变过程为
A β B α C,下列说法正确的是（ ）
A、核A的质量数减核C的质量数等于5;
B、核A的中子数减核C的中子数等于2;
C、核A的中性原子中的电子数比原子核B的中性原子中的电子数多1;
D、核A的质子数比核C的质子数多1。
D
思考： (铀)要经过几次α衰变和β衰变，才能变为 (铅)？它的中子数减少了多少？
8次 α衰变，6次 β衰变，
中子数减少 22个.
例2：一块氡222放在天平的左盘时，需在天平的右盘加444g砝码，天平
才能处于平衡，氡222发生α衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为（ ）
A．222g B．8g
C．2g D．4g
D
练习：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（ ）
A、该核发生的是α衰变
B、该核发生的是β衰变
C、磁场方向一定垂直于纸面向里
D、不能判定磁场方向向里还是向外
a
b
BD
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
练习：静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示：则（ ）
A、 α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反
B、原来放射性元素的原子核电荷数为90
C、反冲核的核电荷数为88
D、α粒子与反冲核的速度之比为1：88
R1
R2
ABC
静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后
1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等， 方向相反
2、α粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆
β粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆
小结：