原子核衰变及半衰期(市级公开)课.ppt

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1、听说过“点石成金”的传说吗？,同学们有没有听说过点石成金的传说吗？,这个成语讲的是有个穷困潦倒、沿路求乞的书生遇到了一位仙翁，书生向仙翁祈求帮助，仙翁欣然答应，叫书生看看地上的石块，接着用右手食指轻轻一点，石块立即变成了黄金。仙翁叫书生拾起黄金变卖为生。书生俯身拾起了黄金，恭恭敬敬地交还给仙翁，说：“这块黄金我不要，我要你的手指头。”,看来，点石成金是不可能实现了，果真是这样？到了20世纪，科学昌盛了，于是，科学家又重新想起，要圆当年炼金家“点石成金”的梦。问题：给同学们以下信息，作为当代的炼金术士，你有方法实现前人的夙愿么？利用高能的射线来照射某种金属元素时，这种金属元素的原子核便会失去一个

2、质子，转变成原子序数比它小1的金属元素。打开元素周期表，观察金原子序数与汞原子序数的关系。,根据上述设想，日本科学家松本高明进行了一次大型实验，将1.34t汞放在一个特制的容器中，然后用五千万电子伏特的射线照射汞，照射时间为70天，最后得到74kg的黄金。看来，真的可以通过直接改变原子核质子数，来创造新原子！那么，我们现在就开始一起学习的这种神奇的物理现象衰变！,翠砷铜铀矿,斜水钼铀矿,3-2 原子核 衰变与半衰期 建瓯一中 郭建敏,人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？,人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的。,天然放射性现象,阅读教材回答下列问题,一：认真阅读教材P49

3、第一部分“天然放射现象的发现”，自学后回答：什么叫“天然放射现象”、“放射性”、“放射性元素”？,1.放射性和放射性元素: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，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2.天然放射性现象:放射性元素自发地放出射线的现象叫做天然放射现象,一、天然放射现象,放射性元素,居里和居里夫人在贝可勒耳的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（Po)，另一种命名为镭（Ra）。,放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，

4、原子序数大于82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,钡铀云母,翠砷铜铀矿,斜水钼铀矿,铀钙石矿,认真阅读教材P50第二部分“放射线的本质”，自学后回答：1.在射线经过的空间施加磁场，你观察到了什么现象？据此现象推断、三种射线分别带何种电荷？若不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？三种射线的的实质是什么？,放射性,思考与讨论不加磁场，如何实现如下图偏转情况？,铅盒,放射源,射线,天然放射性元素的原子核发出的射线可使照相底片感光,照相底片,放射性,由左手定则可得如下结论：,射线,根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确

5、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，所以射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住.,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

6、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.,放射性,由上图所示实验可得如下结论,经过研究可得三种射线电离能力关系如下,高能量电磁波,1/10光速,接近光速,光速,弱,较强,很强,很强,较强,弱,阅读课文填写表格：,氦原子核,高速电子流,三：认真阅读教材P51第三部分“原子核的衰变”，自学后回答：1.什么叫“原子核的衰变”？衰变过程中哪些量是守恒的？2.衰变与衰变的规律如何表示？衰变与衰变的实质是什么？,原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。,原子核衰变时电荷数和质量数都守恒,U238在 衰变时产生的钍234也具有放射性，放出 离子后变为（镤），上述的过程可以用下

7、面的衰变方程表示：,质子,中子,在放射性元素的原子核中：,中子,射线是由于原子核在发生衰变和衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随射线和射线而产生。射线的本质是能量。射线不能单独发生。,（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,3.原子核衰变的分类:,（2）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,（3）衰变:,伴随射线或射线产生.,认真阅读教材P52第四部分“衰变的快慢半衰期”，自学后回答：1.什么叫“半衰期”？2.半衰期的长短与什么因素有关？3.半衰期描述的对象是大量的原子核还是 个别原子核？,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半衰期表示放射性元素衰变

8、快慢的物理量。,放射性元素衰变的快慢有一定的规律。,2、半衰期,放射性元素的剩余质量与原有质量的关系：,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，这就叫做放射性同位素鉴年法,半衰期是由元素原子核本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态及周围环境、温度都无关。,3.不同的放射性元素，半衰期不同。,(1)“单个的微观事件是不可预测的”，所以，放射性元素的半衰期，描述的是统计规律。例如：数学上的概率问题（抛硬币）将1万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为5000对5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，

9、对个别不适用。(2)半衰期的长短由核内部自身的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件都没有关系。,4、注意：,常见核素半衰期,Pm-147钷-1472.62年PMGd-153钆-153240.4天GDIr-192铱-19273.8天IRPo-210钋-210138.4天PORa-226镭-2261602年RAPu-238钚-23887.7年P8Pu-239/Be钚-239/铍24400年P9Am-241镅241432.2年AMAm-241/Be镅241/铍432.2年ABCm-244锔-24418.1年CMCf-252锎-2522.64年CFP-32磷-3214.26天-Mo-99钼-992.7

10、天-,5、应用,1、人们利用地壳岩石中存在的微量的放射性元素的衰变规律，测定地球的年龄为46亿年。地壳有一部漫长的演变历史，一部不断变化、不断发展的历史。2、碳14测年技术，14C是具有放射性的碳的同位素，能够自发的进行 衰变，变成氮。,判断古生物年代常用14C定年法。若干万年以前，始祖鸟通过摄食，吸收了植物中含有14C的营养物质，死亡后不再吸收。随着年代的推移，其体内14C的含量为现代鸟的，已知地表中14C的含量基本不变，14C的半衰期为T年，试判断始祖鸟距今年代为：()A B C D 2,高考题回顾：,一、原子核的衰变,2.衰变原则：,质量数守恒，电荷数守恒。,1.原子核的衰变：我们把原子

11、核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变（decay）,（1）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,（2）衰变:原子核放出粒子的衰变叫做衰变,（3）衰变:总是伴随射线或射线产生.,二、半衰期,1、半衰期: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、不同的放射性元素，半衰期不同,放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。,课堂总结,放射性元素半衰变是一个统计规律。,高考题回顾：,1图中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Aa为射线、b为射线Ba为射线、b为射线Cb为射线、C为射线Db为射线、C为射

12、线,BC,例题分析,例题：本题中用大写字母代表原子核，E经衰变成为F，再经衰变成为G，再经衰变成为H。上述系列衰变可记为下式：另一系列衰变如下：已知P和F是同位素，则（）A.Q和G是同位素，R和H是同位素B.R和E是同位素，S和F是同位素C.R和G是同位素，S和H是同位素D.Q和E是同位素，R和F是同位素,B,例题分析,例题：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分别如图中a、b所示，由图可以知（）A.该核发生的衰变B.该核发生的衰变C.磁场方向一定垂直纸面向里D.磁场方向向里还是向外不能判定,BD,a,b,1、下面的事实揭示出原子核具有复杂结构的是 A、粒子散射实验B、氢光谱实验 C、X光的发现 D、天然放射现象,巩固练习:,D,3.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？,解：设经过x次衰变，y次衰变,2382064x,92=82+2x-y,x8y6,作业：,谢 谢,