原子核衰变及半衰期.ppt

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1、原子核衰变及半衰期 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 人们通过什么现象或实验发现原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？子核是由更小的微粒构成的？人们认识人们认识原子原子核核的结构就是的结构就是从从天然放射性天然放射性开始的。开始的。1896年，法国物理学家年，法国物理学家贝克贝克勒尔勒尔发现了铀的放射性现象。发现了铀的放射性现象。贝克勒尔贝克勒尔 发出不发出不可见的可见的射线射线穿透黑穿透黑纸使底纸使底片感光片感光一、天然放射现象的

2、发现一、天然放射现象的发现放大了放大了10001000倍的铀矿石倍的铀矿石铅盒铅盒放射源放射源射射线线 天然放射性元素的原子核发出天然放射性元素的原子核发出的射线可使照相底片感光的射线可使照相底片感光照相底片照相底片物质放物质放出出射线的性质射线的性质具有放射性的元素具有放射性的元素天然放射现象：天然放射现象：物质能自发地放物质能自发地放出出射线的现象。射线的现象。放射性：放射性：放射性元素：放射性元素：问题：铀、钋、镭等放出的射线到底是问题：铀、钋、镭等放出的射线到底是什么？其性质如何？什么？其性质如何？利用什么方法可以将天然放射线分离开来，利用什么方法可以将天然放射线分离开来，并加以鉴别？

3、并加以鉴别？法一：利用磁场法一：利用磁场 法二：利用电场法二：利用电场氦核氦核电子电子电磁波电磁波 放射线的性质及其比较放射线的性质及其比较名称名称构成构成电量电量（e e）质量质量(u)(u)射出射出速度速度电离电离能力能力贯穿贯穿本领本领氦核氦核+2+24 40.1c0.1c最强最强最弱最弱电子电子-1-11/18401/18400.9c0.9c较强较强较强较强光子光子0 00 0c c最弱最弱最强最强放射性的本质及其意义放射性的本质及其意义 本质：本质：是原子核的性质，而不是原子的性质。是原子核的性质，而不是原子的性质。意义：意义：表明原子核是可以变化的，原子核也有其内表明原子核是可以变

4、化的，原子核也有其内部结构部结构.天然放射性现象的发现，打开了人们认识天然放射性现象的发现，打开了人们认识原子核内部世界的窗口，而且，告诉人们原子核可原子核内部世界的窗口，而且，告诉人们原子核可以自发地转变为另一种原子核。以自发地转变为另一种原子核。问题：放出射线后，元素的性质会不会问题：放出射线后，元素的性质会不会 发生变化？发生变化？三、原子核的衰变三、原子核的衰变 射线、射线、射线和射线和射线都是从原子核里射线都是从原子核里放射出来的。原子核放出粒子后，会变成新的放射出来的。原子核放出粒子后，会变成新的原子核。原子核。原子核的衰变：原子核的衰变：原子核由于自发地释放原子核由于自发地释放出

5、出某些粒子而转变成新的原子核的变化。某些粒子而转变成新的原子核的变化。衰变规律：衰变规律：衰变：放出衰变：放出粒子粒子衰变规律：衰变规律：衰变：放出一个电子衰变：放出一个电子衰变规律：衰变规律：说明：说明：由于原子核的能级越低越稳定。放射性的由于原子核的能级越低越稳定。放射性的原子核在发生原子核在发生衰变或衰变或衰变后产生的新核往往处于衰变后产生的新核往往处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并辐射高能级，这时它要向低能级跃迁，并辐射光子。因光子。因此，此，射线是伴随射线是伴随射线或射线或射线产生的。当放射性射线产生的。当放射性物质连续发生衰变时，有的原子核发生物质连续发生衰变时，有的原子核发生衰

6、变，有的衰变，有的发生发生衰变，如果还伴随着衰变，如果还伴随着辐射，这时射线中就会辐射，这时射线中就会同时具有同时具有、三种射线。三种射线。放射性元素的原子核有半数发生衰变所需放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫的时间叫半衰期半衰期。半衰期越大，表明放射性元。半衰期越大，表明放射性元素的衰变变得越慢。素的衰变变得越慢。计算式为：计算式为：式中式中m m0 0表示放射性物质表示放射性物质的质量，的质量，m mT T表示时间表示时间t t后的后的剩余量剩余量。四、半衰期四、半衰期 注意：注意：(1)(1)半衰期由放射性元素的半衰期由放射性元素的原子原子核内部自身的因素核内部自身的因素决定，

7、跟原子所处的决定，跟原子所处的物物理状态理状态(如压强、温度等如压强、温度等)或或化学状态化学状态(如单如单质、化合物质、化合物)无关。无关。例如例如，一种放射性元素，不管它以单，一种放射性元素，不管它以单质存在还是以化合物的形式存在，或者对质存在还是以化合物的形式存在，或者对它加压，或者增高它的温度，都不能改变它加压，或者增高它的温度，都不能改变其半衰期。其半衰期。(2)(2)半衰期是统计规律，针对大量原子核，对半衰期是统计规律，针对大量原子核，对有限数量有限数量的原子核无意义。的原子核无意义。应用：应用：考古学家确定古木年代的方法是用放考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为射性同位

8、素作为“时钟时钟”，来测量漫长的时间，这，来测量漫长的时间，这叫做叫做放射性同位素鉴年法放射性同位素鉴年法 例例1 1 关于天然放射现象，下列说法正关于天然放射现象，下列说法正确的是确的是:():()A A、是玛丽、是玛丽*居里夫妇发现的居里夫妇发现的 B B、首先说明了原子核不是单一的粒子、首先说明了原子核不是单一的粒子 C C、射线必须伴随着射线必须伴随着或或射线而产生射线而产生 D D、任何放射性元素都能同时发出三种射线、任何放射性元素都能同时发出三种射线 BCBC思考与研讨思考与研讨例例2 2、如图所示，铅盒、如图所示，铅盒A A中装有天中装有天然放射性物质，放射线从其右端然放射性物质

9、，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的匀强磁场，则下列说法中正确的有有()()A.A.打在图中打在图中a a、b b、c c三点的依次三点的依次是是射线、射线、射线和射线和射线射线B.B.射线和射线和射线的轨迹是抛物射线的轨迹是抛物线线C.C.射线和射线和射线的轨迹是圆弧射线的轨迹是圆弧 D.D.如果在铅盒和荧光屏间再加一如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电个竖直向下的场强适当的匀强电场，可能使屏上的亮斑只剩下场，可能使屏上的亮斑只剩下b bA a b cAC例例3 3、在核反应方程式在核反应方程式A AX X是中子，是中子，k=9k=9B BX X是中子，是中子，k=10k=10C CX X是质子，是质子，k=9k=9D DX X是质子，是质子，k=10k=10中中()()B B例例4 4、钍钍232232经过经过6 6次次衰变和衰变和4 4次次衰变后变成一种衰变后变成一种稳定的元素稳定的元素.这种元素是这种元素是 ,它的质量数它的质量数是是 ,原子序数是原子序数是 .208 208 8282PbPb2082088282