5.2 原子核衰变 课件（18张PPT）

§5.2 原子核衰变
授课教师 孙光荣
教 材 高中物理选修2-3（人教版）
单 位 甘肃省张掖市临泽县第一中学
一、原子核衰变
1.铀238发生α衰变
α衰变的实质
铀238α衰变的方程
铀238α衰变的方程
2.钍234发生β衰变
钍234发生β衰变的方程：
β衰变的实质:
1.α衰变和β衰变过程中遵循电荷数守恒，质量数守恒(不是质量守恒)。
2.衰变现象不是化学反应。
强调
3. 原子核在发生α衰变和β衰变后，常常处在不稳定的高能级状态，它向低能级状态跃迁，会向外辐射出γ射线，所以γ射线通常是伴随α射线和β射线而产生，原子核不会单独释放出γ射线。
4.一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
例1：写出放射性同位素 2511Na经过β衰变和γ辐射，衰变成镁同位素Mg的衰变方程
练习1：将下列衰变方程补充完整
二、半衰期
m0为放射性元素的初始质量，m为经过一段时间后剩余的该元素质量.
思考 这些放射性元素半衰期都非常短，为什么？
(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)单个的微观事件是不可预测的;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．
(3)不同的放射性元素，半衰期不同
强调：
例题2：已知钍234的半衰期是24天，1g钍经过120天后还剩多少？
练习2 下列关于放射性元素的半衰期的几种说法中正确的是(　)
A．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长
B．把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变
C．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用
D．氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后只剩下一个氡原子核
三、碳14鉴年技术
自然界中的碳元素主要是碳12C ，还有少量的碳14C ，它是太阳中的高能粒子与高层大气中的其他原子核作用产生的。
14C是具有放射性的碳的同位素，能够自发的进行β衰变，变成氮。 14C这样不断产生，又不断衰变而减少，最终达到动态平衡，使12C和14C的比值保持不变。
动植物一生中都从二氧化碳中吸收碳元素，它们体内的14C与碳12C比值同空气中12C和14C的比值相同，保持恒定。
应用质谱仪测量样品中残留的14C含量，就可以知道有机物死亡的年龄
当它们死亡后，立即停止与生物圈的碳交换，其14C由于自发的进行β衰变含量开始减少，减少的速度由放射性衰变决定，应用质谱仪测量样品中残留的14C含量，就可以知道有机物死亡的年龄
练习3 (多选)放射性同位素14C被考古学家称为“碳钟”，它可用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖． 14C发生放射性衰变为14N，半衰期约5700年. 现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一.下列说法正确的是(　　)
A.该古木的年代距今约5 700年
B.12C、13C、14C具有相同的中子数
C.14C衰变为14N的过程中放出β射线
D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
练习4 经过一系列?衰变和?衰变后，可以变成稳定的元素铅206 ，问这一过程?衰变和?衰变次数？
例题3 在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α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＝1∶44.求
(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？
(2)图中哪一个圆是α粒子
的径迹？(说明理由)