高二物理下选修3-5 19.2 放射性元素的衰变 课件（人教版19张ppt）

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1.常考点:衰变规律以及半衰期的概念；
2.题型及难度:时常与其他相关知识综合考查,多为选择题,难度偏易。
19.2 放射性元素的衰变
1.原子核的衰变
原子核放出 粒子或粒子,由于核电荷数变了,它在周期表中的位置就变了,变成另一种原子核,我们把这种变化称为原子核的衰变。
2.原子核衰变遵循的规律
电荷数和质量数守恒,即衰变前质量数之和等于衰变后质量数之和;衰变前的电荷数之和等于衰变后的电荷数之和。
一、原子核的衰变
3. 衰变
放射性元素的原子核放射出 粒子(质量数减少4,核电荷数减少2)，成为新元素原子核的过程。
(1) 衰变方程: X→ Y+ He
(2) 粒子的本质: 粒子本质就是氦核,它由两个质子和两个中子组成。
(3) 衰变的实质:在放射性元素的原子核中,两个质子和两个中子结合得比较牢固,会作为一个整体从放射性元素原子核中被抛射出来,即为放射性元素发生的 衰变
(2 H+2 n→ He)。
(4) 衰变后生成的新元素的原子核,其核电荷数比衰变前少2,在元素周期表中的位置向前移动两位。
一、原子核的衰变
衰变
放射性元素的原子核放出一个 粒子(质量数不变,核电荷数增加1），成为新元素原子核的过程。
(1) 衰变方程:X→ Y+ e
(2) 粒子的本质: 粒子就是电子.
(3) 衰变的实质:原子核内的一个中子转化为一个质子,放出一个电子,
即 n→ H+ e.
(4)衰变后生成的新元素,其核电荷数比衰变前增加1,在元素周期表中的位置向后 移一位.
一、原子核的衰变
辨析比较■
衰变、衰变的比较

一、原子核的衰变
衰变类型 衰变 衰变
衰变方程 X→ Y+ He X→ Y+ e
衰变实质 2 H+2 n→ He n→ H+ e
实例 U→Th+He Th→+e
衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒
射线的产生
(1) 射线产生的机理:
放射性的原子核在发生 衰变或 衰变时,会释放能量,使生成的新核处于高能量状态(能级),在新核向低能级跃迁时,能量以 光子的形式辐射出来.
(2) 射线是不带电的光子,因此原子核放射出 射线,在元素周期表中的位置不变.
一、原子核的衰变
拓展延伸■
1.核反应过程一般都不是可逆的,所以核反应方程式只能用单向箭头表示反应方向,不能用等号连接.
2.核反应的生成物一定要以实验为基础,不能凭空只依据两个守恒杜撰出生成物来写核反应方程.
3.核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒,核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)而释放出核能.
一、原子核的衰变
例1.下列观点正确的是（　　）
A．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流
B．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
C．原子核发生衰变时一定同时放出α射线、β射线、γ射线
D．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
一、原子核的衰变
D
例2.某放射性元素的原子核发生两次α衰变和六次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是（　　）
A．中子数减小8 B．质子数减小2
C．质子数增加2 D．核子数减小10
一、原子核的衰变
C
变式1.放射性元素钋（ P0）发生衰变时，会产生 He和一种未知粒子，并放出γ射线，其核反应方程为P0→ X+ He+ γ．下列说法正确的是（　　）
A． He的穿透能力比 γ 射线强
B．y＝214
C．X核的中子个数为124
D．这种衰变为β衰变
一、原子核的衰变
C
变式2. U 核经过一系列的衰变后变为 Pb核，问:
（1）一共经过几次α衰变和β衰变？
（2） Pb与 U相比，质子数和中子数各少了多少？
（3）综合写出这一衰变过程的方程．

一、原子核的衰变
变式3. 三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦（ He ），则下面说法正确的是（　　）
A．X核比Z核多一个原子
B．X核比Z核少一个中子
C．X核的质量数比Z核质量数大3
D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的3倍
一、原子核的衰变
C
变式4.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个 粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片（如图所示），今测得两个相切圆半径之比
r1：r2＝ 44 ：1 。
（1） 求这个原子原来所含质子数。
（2）图中哪一个圆是 粒子的径迹？（说明理由）
一、原子核的衰变
1.定义
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间,叫做这种元素的半衰期。
2.影响因素
放射性元素衰变的快慢是由核内部的因素决定的,跟原子所处的物理状态(如
温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。不同元素的衰期不同。
3.公式
N余 = N原( ), m余 = m原 ( )
式中N原、 m原 表示衰变前放射性元素的原子数和质量, N余 、 m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量, t 表示衰变时间, T表示半衰期.
二、半衰期
4.应用
利用半衰期非常稳定这一特点,可以测量衰变程度、推断时间,常用半衰期测定地质年代、古生物年龄等.
特别提醒■
半衰期是大量原子核衰变的统计规律,只对大量原子核有意义,对少数原子核是没有意义的,对于一个特定的原子核,无法确定其何时发生衰变,但可以确定各个时刻发生衰变的概率,即某时刻衰变的可能性,因此,半衰期只适用于大量的原子核.
二、半衰期
例3.（多选）目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（　 　）
A．氡的半衰期为3.8天，若有4kg氡原子核，经过7.6天后就只剩下1kg氡原子核
B．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天后就只剩下1个氡原子核
C．放射性元素发生β衰变时释放的电子是原子核外电子电离产生产生的高速电子
D．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
AD
二、半衰期
变式5. 14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素．若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的 ，则该古树死亡时间距今大约（　　）
A．22 920年 B．11 460年 C．5 730年 D．2 865年
B
二、半衰期
种类：
公式：
定义：
定义：
意义：



表示放射性元素衰变快慢的物理量
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间
原子核的衰变
半衰期
放射性元素的衰变
规律：
原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒。
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、β衰变
课堂小结
作业
1.先复习今天所讲基础内容完成本节大小本；
2.预习第三节，完成大本。