原子核的组成、放射性元素的衰变.ppt

原子核的组成,十九世纪末，通过对阴极射线现象的研究使人们认识到原子内部存在结构。,原子核是否是最小的结构呢？,关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象。人们从破解天然放射现象入手，一步一步解开了原子核的秘密。,一、天然放射现象,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，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象物质发射射线的性质称为放射性具有放射性的元素称为放射性元素,钡铀云母,翠砷铜铀矿,斜水钼铀矿,铀钙石矿,放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于等于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性,放大了1000倍的铀矿石,二、射线到底是什么?,三种射线,如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？,二、射线到底是什么?,三种射线,射线,根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成，我们把它叫做射线，射线由带正电的粒子组成.科学家们研究发现每个粒子带的正电荷是电子电荷的2倍，粒子质量大约等于氦原子的质量.进一步研究表明粒子就是氦原子核.由于粒子的质量较大、体积大、电荷数多、速度相对小些，所以射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住，在空气中只能前进几厘米.,射线,与射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做射线.研究发现射线由带负电的粒子（粒子）组成.进一步研究表明粒子就是电子.射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板.,射线,中间不发生偏转的那束射线叫做射线，研究表明，射线的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的.射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板.,阅读课文填写表格：,氦原子核,高速电子流,高能量电磁波,1/10光速,接近光速,光速,弱,较强,很强,较强,较弱,更小,1.实验发现，如果一种元素具有放射性，那么无论以何种形式存在都具有放射性。放射性的强度也不受温度、压强等外界因素的影响。2.由于元素的化学性质有原子核外电子决定，所以射线与这些电子无关，即射线来自原子核。3.放射性现象意义：射线来自原子核说明原子核内部是有结构的。射线的能量高说明原子核蕴含着巨大能量。,三、原子核的组成,原子核内究竟还有什么结构？原子核又是由什么粒子组成的呢？,三、原子核的组成-质子的发现,1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子。经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍.进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核.,同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。-质子是原子核的组成部分。,原子核是否只是由质子组成呢？,卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜想被他的学生查德威克用实验证实，并得到公认,三、原子核的组成-中子的发现,1932年英国物理学家查德威克又发现了中子，通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电.是中性粒子.在对各种原子核进行的实验中，发现质子和中子是组成原子核的两种基本粒子.,原子核是由中子和质子组成,原子核的表示:,X表示元素符号,Z表示质子数,A表示质量数,如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），则互为 同位素。,4同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，互称同位素。同种元素的同位素具有相同的化学性质。,原子核的组成,中子,质子,统称核子,U,He,H,11,42,235 92,X,AZ,（核）电荷数,质量数,1015m,元素符号,质子,中子,核子,质子数,核电荷数,原子序数,质量数,核子数,中子+质子,同位素,1,2,核外电子数,质子数相同而中子数不同,原子核的组成,氢原子核(H)最简单，它就是一个质子，核外有一个电子绕着它转；氦原子核(He)是由2个质子和2个中子组成的，核外有2个电子绕着它转；锂原子核(Li)是由3个质子和4个中子组成的，核外有3个电子分两层绕着它转；铍原子核(Be)由4个质子和5个中子组成，核外有4个电子分两层绕着它转；,放射性元素的衰变,原子核放出粒子或粒子，变成另一种原子核，把这种变化称为原子核的衰变,1、两种衰变：衰变、衰变 衰变：衰变：,原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒,衰变：,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：,实质：,衰变,衰变,衰变或衰变后产生的新核往往处于高能级，不稳定，要向低能级跃迁放出光子射线是伴随着射线和射线产生的 没有衰变放射性物质发生衰变时，有的发生衰，有的发生衰变，同时伴随射线这时三种射线都有,核 反 应,用天然放射性的高速粒子或人工加速的粒子去轰击原子核，以产生新的原子核的过程,反应方程,写出镭(Ra)226、钋(Po)210、氡(Rn)222的一次衰变方程写出铜66、磷32、铋(Bi)210的一次衰变方程,23892U衰变为22286Rn共发生了次衰变和次衰变,4,2,衰变、衰变表示了原子核是可以变化的每一种元素的衰变快慢一样吗?衰变快慢有什么规律?如何描述这一变化规律?,1.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量,半衰期(T),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、衰变规律：m0:放射性元素的原有质量；m：经过n个半衰期的时间后剩余的放射性元素的质量，则有,4、决定半衰期的因素：由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有关，跟元素所处的物理或化学状态无关。,放射性元素的半衰期是对大量原子进行观察的统计规律，是个概率的问题，对于个别原子是无意义的。不能确定哪个将要发生衰变。,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,随堂巩固,1天然放射现象显示出 A原子不是单一的基本粒子B原子核不是单一的基本粒子C原子内部大部分是空的D原子有一定的能级2衰变中所放出的电子，来自 A原子核外内层电子B原子核内所含电子C原子核内中子衰变为质子放出的电子D原子核内质子衰变为中子放出的电子,B,C,3科学家常用中子轰击原子核，这是因为中子 A质量较小B质量较大C能量较大D显电中性4关于射线的说法中，错误的是 A射线是处于激发状态的原子核放射的B射线是从原子内层电子放射出来的C射线是一种不带电的中子流D射线是一种不带电的光子流,D,BC,5A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场，磁场方向如图所示，其中一个放出粒子，另一个放出粒子，与粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d分别表示粒子，粒子以及两个剩余核的运动轨迹 Aa为粒子轨迹，c为粒子轨迹Bb为粒子轨迹，d为粒子轨迹Cb为粒子轨迹，c为粒子轨迹 Da为粒子轨迹，d为粒子轨迹,C,6.静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示：则（）,A、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90C、反冲核的核电荷数为88D、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、粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆,粒 子半径大。粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆,粒子半径大。,总结：,