放射性元素的衰变课件.pptx

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1、第二节第二节 放射性元素的衰变放射性元素的衰变第十九章第十九章 原子核原子核.大家听大家听说过吕洞洞宾“点石成金点石成金”的的神神话传说吗？疑：要改变一种元素，是改变质子数、中子数、还是疑：要改变一种元素，是改变质子数、中子数、还是电子数呢？电子数呢？日本科学家松本高明进行了一次大型实验：将日本科学家松本高明进行了一次大型实验：将1.34吨汞放在一个特制的容器中，然后用五千万电子伏特吨汞放在一个特制的容器中，然后用五千万电子伏特的的射线照射汞，照射时间为射线照射汞，照射时间为70天，最后得到天，最后得到74kg的的黄金。黄金。物理学家物理学家“点汞成金点汞成金”的的科学事实：科学事实：注意：注

2、意：要以实验为基础，不能杜撰。要以实验为基础，不能杜撰。请看下列两个通过请看下列两个通过实验实验检验的方程：检验的方程：大家能看出哪些规律呢？大家能看出哪些规律呢？1、用、用单箭头单箭头，不用等号；，不用等号；2、质量数守恒质量数守恒，质量守恒，质量守恒;3、电荷数守恒电荷数守恒，电荷守恒；，电荷守恒；4、方程及生成物要以、方程及生成物要以实验为基础实验为基础，不能杜撰。不能杜撰。1.1.衰变的定义：衰变的定义：2.2.衰变的原则：衰变的原则：放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？3.3.衰变的分类：衰变的分类：5.5.衰变的实质：衰变的实质：4.4.衰变的通式：

3、衰变的通式：1.1.衰变的定义：衰变的定义：原子核放出原子核放出 粒子或粒子或 粒子转变粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变为新核的变化叫做原子核的衰变 2.2.衰变的原则：衰变的原则：质量数质量数守恒，电荷数守恒。守恒，电荷数守恒。放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？放射性元素的衰变又有怎样的规律呢？（1 1）衰变衰变:原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变（2 2）衰变衰变:原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变 3.3.衰变的分类衰变的分类(高中阶段高中阶段)：（1 1）衰变衰变:4.4.衰变的通式：衰变的通式：（2 2）衰变衰变:（1 1）衰变衰变

4、:原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变（1 1）衰变衰变:原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变（2 2）衰变衰变:原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变 解：设经过解：设经过x x次次 衰变，衰变，y y次次 衰变衰变2382064x92=82+2x-yx8y6 经过一系列经过一系列 衰变和衰变和 衰变后，可衰变后，可以变成稳定的元素铅以变成稳定的元素铅206 206 ，问这一过程，问这一过程 衰变和衰变和 衰变次数？衰变次数？经验：经验：典例分析：典例分析：先算先算 衰变次数。衰变次数。例例1：质子质子中子中子结合结合粒子粒子

5、衰变衰变5.5.衰变的本质：衰变的本质：原子核中两个质子和两个原子核中两个质子和两个中子结合为氦核。中子结合为氦核。本质：本质：中子中子质子质子电子电子转化转化和和衰变衰变5.5.衰变的本质：衰变的本质：原子核内的一个中原子核内的一个中子变成一个质子和一个子变成一个质子和一个电子电子本质：本质：5.5.衰变的本质：衰变的本质：注意：注意：射线的产生：射线的产生：1.1.射线是电磁波，不是实物粒子。射线是电磁波，不是实物粒子。2.2.射线是伴随着射线是伴随着衰变和衰变和衰变产生的。衰变产生的。3.3.射线不改变电荷数与质量数。射线不改变电荷数与质量数。元元素素的的放放射射性性与与元元素素存存在在

6、的的状状态态无无关关，放射性表明原子核是有内部结构的。放射性表明原子核是有内部结构的。衰变原子核衰变时原子核衰变时电荷数电荷数和和质量数质量数都守恒都守恒.另外还另外还遵循遵循动量守恒动量守恒 在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的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运动轨迹分别如图中a、b所示，由图可以知（所示，由图可以知（）A.该核发生的该核发生的衰变衰变 B.该核发生的该核发生的衰变衰变C.磁场方向一定垂直纸面向里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磁场方向

7、向里还是向外不能判定ADab典例分析：典例分析：例例2：静止静止静止静止在在在在匀强磁场匀强磁场匀强磁场匀强磁场中的放射性元素发生衰变后中的放射性元素发生衰变后中的放射性元素发生衰变后中的放射性元素发生衰变后1 1 1 1、放出的粒子与反冲核的、放出的粒子与反冲核的、放出的粒子与反冲核的、放出的粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反动量大小相等，方向相反动量大小相等，方向相反动量大小相等，方向相反提示：提示：2 2、粒子粒子粒子粒子与反冲粒子的运动轨迹是与反冲粒子的运动轨迹是与反冲粒子的运动轨迹是与反冲粒子的运动轨迹是外切圆且大圆为外切圆且大圆为外切圆且大圆为外切圆且大圆为 粒子的粒子的粒子的粒

8、子的 轨迹轨迹轨迹轨迹;衰变呢？衰变呢？衰变呢？衰变呢？例例3：某原子核某原子核A的衰变过程为的衰变过程为A B C，下列说法正确的是（，下列说法正确的是（）A、核、核A的质量数减核的质量数减核C的质量数等于的质量数等于5;B、核、核A的中子数减核的中子数减核C的中子数等于的中子数等于2;C、核、核A的中性原子中的电子数比原子核的中性原子中的电子数比原子核B的的 中性原子中的电子数多中性原子中的电子数多1;D、核、核A的质子数比核的质子数比核C的质子数多的质子数多1。D典例分析：典例分析：2.2.衰变原则：衰变原则：质量质量数数守恒，电荷守恒，电荷数数守恒。守恒。1.1.原子核的衰变：我们把原

9、子核由于放出某种粒子而转变为原子核的衰变：我们把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。新核的变化叫做原子核的衰变。（1 1）衰变衰变:原子核放出原子核放出 粒子粒子的衰变叫做的衰变叫做 衰变衰变（2 2）衰变衰变:原子核放出原子核放出粒子粒子的衰变叫做的衰变叫做衰变衰变 注意：注意：射线总是伴随射线总是伴随 衰变或衰变或 衰变衰变产生的产生的电磁波电磁波，它不能单独发，它不能单独发 生且生且不不改变电荷数与质量数。改变电荷数与质量数。课堂总结课堂总结3.3.衰变种类：衰变种类：练习练习1 1：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原原来静止来静止的原子

10、核，该核衰变后，放出的带电粒的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（定（）A A、该核发生的是、该核发生的是衰变衰变B B、该核发生的是、该核发生的是衰变衰变C C、磁场方向一定垂直于纸面向里、磁场方向一定垂直于纸面向里D D、不能判定磁场方向向里还是向外、不能判定磁场方向向里还是向外abBD6.6.课堂检验：课堂检验：练习练习2：静止在匀强磁场中的某放射性元素的静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得与磁场方向垂直，测得粒子和反

11、冲核轨道半粒子和反冲核轨道半径之比为径之比为441，如图，则（，如图，则（）A A A A、粒子与反冲粒子的动量大粒子与反冲粒子的动量大粒子与反冲粒子的动量大粒子与反冲粒子的动量大 小相等，方向相反小相等，方向相反小相等，方向相反小相等，方向相反B B B B、原来放射性元素的原子核电、原来放射性元素的原子核电、原来放射性元素的原子核电、原来放射性元素的原子核电 荷数为荷数为荷数为荷数为90909090C C C C、反冲核的核电荷数为、反冲核的核电荷数为、反冲核的核电荷数为、反冲核的核电荷数为88888888D D D D、粒子与反冲核的速度之比粒子与反冲核的速度之比粒子与反冲核的速度之比粒

12、子与反冲核的速度之比 为为为为1 1 1 188888888R1R2ABC6.6.课堂检验：课堂检验：练习练习练习练习3 3：本题中用大写字母代表原子核，本题中用大写字母代表原子核，E经经衰变衰变成为成为F，再经，再经衰变成为衰变成为G，再经，再经衰变成为衰变成为H。上述。上述系列衰变可记为下式：系列衰变可记为下式：另一系列衰变如下：另一系列衰变如下：已知已知P和和F是同位素，则（是同位素，则（）A.Q和和G是同位素，是同位素，R和和H是同位素是同位素B.R和和E是同位素，是同位素，S和和F是同位素是同位素C.R和和G是同位素，是同位素，S和和H是同位素是同位素D.Q和和E是同位素，是同位素，

13、R和和F是同位素是同位素B6.6.课堂检验：课堂检验：半衰期经经1 1个个3.83.8天后天后剩余氡核数剩余氡核数N N经经2 2个个3.83.8天后天后经经n n个个3.83.8天后天后经经3 3个个3.83.8天后天后二、半衰期二、半衰期 1 1、半衰期、半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的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。时间，叫做这种元素的半衰期。放射性元素的剩余质量放射性元素的剩余质量与原有质量的关系：与原有质量的关系：二、半衰期(T)1.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量 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

14、素其半衰期不同3.公式：经过经过n个半衰期个半衰期(T)其剩余的质量为：其剩余的质量为：质量与原子个数相对应，故经过质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后个半衰期后剩余的粒子数为：剩余的粒子数为：3.公式：注意：注意：(1)(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的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、化学因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关状态无关(2)(2)半半衰衰期期是是一一个个统统计计规规律律，只只对对大大量量的的原原子子核核才才适适用用，对对少少数数原原子子核核是是不不适适用的用的考古学家确定古木年代的方法是用放射考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素

15、作为性同位素作为“时钟时钟”，来测量漫长的，来测量漫长的时间，这叫做时间，这叫做放射性同位素鉴年法放射性同位素鉴年法阅读课本阅读课本“科学漫步科学漫步”部分部分 日本科学家松本高明进行了一次大型实验：将日本科学家松本高明进行了一次大型实验：将1.34吨汞放在一个特制的容器中，然后用五千万电子伏特吨汞放在一个特制的容器中，然后用五千万电子伏特的的射线照射汞，照射时间为射线照射汞，照射时间为70天，最后得到天，最后得到74kg的的黄金。黄金。物理学家物理学家“点汞成金点汞成金”的的科学事实：科学事实：请看下列两个通过请看下列两个通过实验实验检验的方程：检验的方程：大家能看出哪些规律呢？大家能看出哪些规律呢？1、用、用单箭头单箭头，不用等号；，不用等号；2、质量数守恒质量数守恒，质量，质量不不守恒守恒;3、电荷数守恒电荷数守恒，电荷守恒；，电荷守恒；4、方程及生成物要以、方程及生成物要以实验为基础实验为基础，不能杜撰。，不能杜撰。mu=3.853131X10-25 KgmTh=3.792567X10-25 KgmHe=6.64672X10-27 Kg