物理粵教版 (2019)第二節(jié) 放射性元素的衰變集體備課課件ppt

這是一份物理粵教版 (2019)第二節(jié) 放射性元素的衰變集體備課課件ppt，共28頁。
知識點一　放射性的發(fā)現(xiàn)1．1896年，法國物理學家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)某些物質具有放射性．2．物質發(fā)射射線的性質稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射性元素，放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象叫作天然放射現(xiàn)象．3．原子序數(shù)大于或等于83的元素，都能自發(fā)地發(fā)出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也能放出射線．
(2)β射線：是高速電子流，它的速度很大，可達光速的99%，它的穿透能力較強，電離作用較弱．(3)γ射線：呈電中性，是頻率很高的電磁波，波長很短，在10－10 m以下，它的電離作用更小，但穿透能力更強，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板或幾十厘米厚的混凝土．
2．原子核衰變．定義：原子核放出α粒子或β粒子，由于核電荷數(shù)變了，它在周期表中的位置就變了，變成另一種原子核，我們把這種變化稱為原子核的衰變．原子核衰變時電荷數(shù)和質量數(shù)都發(fā)生變化．知識點三　半衰期1．定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間．2．特點．(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差別非常大．(2)放射性元素衰變的快慢是由核本身的因素決定的，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關．
小試身手1．以下事實可作為“原子核可再分”的依據(jù)的是(　　)A．天然放射現(xiàn)象　B．α粒子散射實驗C．電子的發(fā)現(xiàn)D．氫原子發(fā)光
A　解析：貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說明原子核也是有著復雜的結構的，揭示了原子核還可再分；盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型；湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子可再分；氫原子發(fā)光是能級躍遷引起的，不能說明原子核可再分．故A正確．
2．(多選)天然放射性物質的放射線包括三種成分，下列說法正確的是 (　　)A．一張厚的黑紙能擋住α射線，但不能擋住β射線和γ射線B．某原子核在放出γ射線后會變成另一種元素的原子核C．三種射線中對氣體電離作用最強的是α射線D．β粒子是電子，但不是原來繞核旋轉的核外電子
ACD　解析：由三種射線的本質和特點可知，α射線穿透本領最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住β射線和γ射線，故A正確；γ射線是一種波長很短的光子，不會使原核變成新核，故B錯誤；三種射線中α射線電離作用最強，故C正確；β粒子是電子，來源于原子核，故D正確．
3．(多選)目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些材料都不同程度地含有放射性元素，下列有關放射性知識的說法中正確的是(　　)A．氡的半衰期為3.8天，若有4 kg氡原子核，經(jīng)過7.6天后就只剩下1 kg氡原子核B．氡的半衰期為3.8天，若有4個氡原子核，經(jīng)過7.6天后就只剩下1個氡原子核C．放射性元素發(fā)生β衰變時釋放的電子是原子核外電子電離產(chǎn)生的高速電子D．放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性
探究一　三種射線1．α、β、γ射線性質、特征比較．
2.三種射線在電場、磁場中偏轉情況的比較．(1)在勻強磁場中，α射線偏轉半徑較大，β射線偏轉半徑較小，γ射線不偏轉，如圖所示．
(2)在勻強電場中，α射線偏離較小，β射線偏離較大，γ射線不偏離，如圖所示．
3．元素的放射性．如果一種元素具有放射性，那么不論它是以單質的形式存在，還是以某種化合物的形式存在，放射性都不受影響．也就是說，放射性與元素存在的狀態(tài)無關，放射性僅與原子核有關．因此，原子核不是組成物質的最小微粒，原子核也存在著一定結構．
【典例1】　(多選)如圖所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，則下列說法中正確的有(　　)
A．打在圖中a、b、c三點的依次是α射線、γ射線和β射線B．α射線和β射線的軌跡是拋物線C．α射線和β射線的軌跡是圓弧D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下b
三種射線的比較方法(1)知道三種射線帶電的性質，α射線帶正電、β射線帶負電、γ射線不帶電．α、β是實物粒子，而γ射線是光子流，屬于電磁波的一種．(2)在電場或磁場中，通過其受力及運動軌跡半徑的大小來判斷α和β射線，由于γ射線不帶電，故運動軌跡仍為直線．(3)α射線穿透能力較弱，β射線穿透能力較強，γ射線穿透能力最強．
1．(多選)圖中P為放在勻強電場中的天然放射源，其發(fā)射的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是(　　)
A．a(chǎn)為α射線、b為β射線B．a(chǎn)為β射線、b為γ射線C．b為γ射線、c為α射線D．b為α射線、c為γ射線
BC　解析：由題圖可知電場線方向向右，α射線帶正電，所受電場力方向與電場線方向一致，故α射線向右偏轉，即c為α射線．β射線帶負電，所受電場力方向與電場線方向相反，故β射線向左偏轉，即a為β射線．γ射線不帶電，不發(fā)生偏轉，即b為γ射線．故選項B、C正確．
2．如圖所示，X為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計數(shù)器之間加上L后，計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，則X可能是(　　)
A．α和β的混合放射源B．純α放射源C．α和γ的混合放射源D．純γ放射源
C　解析：由三種射線的本質和性質可以判斷：在放射源和計數(shù)器之間加上鋁片后，計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小，說明射線中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在鋁片和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場，計數(shù)器的計數(shù)率不變，說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，故只有γ射線．因此放射源可能是α和γ的混合放射源．
探究二　半衰期1．半衰期的理解．半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰變速率一定，不同元素的半衰期不同，有的差別很大．2．半衰期公式．
式中N原、m0表示衰變前的原子核數(shù)和質量，N余、m余表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子核數(shù)和質量，t表示衰變時間，T表示半衰期．
3．適用條件．半衰期是一個統(tǒng)計概念，是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結，對于一個特定的原子核，無法確定何時發(fā)生衰變，因此，半衰期只適用于大量的原子核的衰變．4．應用．利用半衰期非常穩(wěn)定的特點，可以測算其衰變過程，推算時間等．
【典例2】　放射性同位素14 C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代，此項研究獲得1960年諾貝爾化學獎．(1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會形成不穩(wěn)定的C，它很容易發(fā)生衰變，放出β射線變成一個新核，其半衰期為5 730年，試寫出14 C的衰變方程．(2)若測得一古生物遺骸中的 C含量只有活體中的25%，則此遺骸距今約有多少年？
關于半衰期的兩個誤區(qū)(1)錯誤地認為半衰期就是一個放射性元素的原子核衰變到穩(wěn)定核所經(jīng)歷的時間．其實半衰期是大量的原子核發(fā)生衰變時的統(tǒng)計規(guī)律．(2)錯誤地認為放射性元素的半衰期就是元素質量減少為原來一半所需要的時間，該觀點混淆了尚未發(fā)生衰變的放射性元素的質量與衰變后元素的質量的差別．其實衰變后的質量包括衰變后新元素的質量和尚未發(fā)生衰變的質量．
3．(多選)關于原子核的衰變和半衰期，下列說法正確的是(　　)A．半衰期是指原子核的質量減少一半所需要的時間B．半衰期是指原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間C．發(fā)生α衰變時產(chǎn)生的新原子核在元素周期表中的位置向后移動2位D．發(fā)生β衰變時產(chǎn)生的新原子核在元素周期表中的位置向后移動1位
BD　解析：由半衰期的定義可知，A錯誤，B正確；由α衰變和β衰變的實質可知，C錯誤，D正確．
4．已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T，則相同質量的A和B經(jīng)過2T后，剩有的A和B質量之比為(　　)A．1∶4　　　　　B．1∶2C．2∶1 D．4∶1