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高中物理 4.1-4.2 走進(jìn)原子核 放射性元素的衰變課件 粵教版選修3-5.ppt

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高中物理 4.1-4.2 走進(jìn)原子核 放射性元素的衰變課件 粵教版選修3-5.ppt

,高中物理·選修3-5·粵教版,第四章 原子核 第一節(jié) 走進(jìn)原子核 第二節(jié) 放射性元素的衰變,目標(biāo)定位 1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射現(xiàn)象.2.知道原子核的組成,會正確書寫原子核符號.3.知道原子核的衰變及兩種衰變的規(guī)律,掌握三種射線的特性.4.會用半衰期描述衰變的快慢,知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義,一、放射性的發(fā)現(xiàn) 1放射性 1896年法國物理學(xué)家_發(fā)現(xiàn),鈾及含鈾的礦物都能夠發(fā)出看不見的射線,物質(zhì)放射出_的性質(zhì)叫做放射性 2放射性元素 具有_的元素叫放射性元素 瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強(qiáng)的新元素,命名為_和_,享利·貝克勒爾,射線,放射性,釙(Po),鐳(Ra),3天然放射性元素 能_地放出射線的元素叫做天然放射性元素原子序數(shù)大于_的所有元素,都有放射性原子序數(shù)小于等于_的元素,有的也具有放射性 4放射性發(fā)現(xiàn)的意義 放射性的發(fā)現(xiàn)揭示了_結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性 二、原子核的組成 1質(zhì)子的發(fā)現(xiàn): _用粒子轟擊_獲得了質(zhì)子 2中子的發(fā)現(xiàn):盧瑟福的學(xué)生_通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了_的存在,自發(fā),83,83,原子核,盧瑟福,氮原子核,查德威克,中子,3原子核的組成:由_和_組成,因此它們統(tǒng)稱為_ 4原子核的電荷數(shù):等于原子核的_即原子的_ _ 5原子核的質(zhì)量數(shù):等于_和_的總和 6原子核的符號:X,其中X為_,A為原子核的_,Z為原子核的_ 三、放射線的本質(zhì) 1射線種類:放射性物質(zhì)發(fā)出的射線有三種,分別為_、 _、 _,質(zhì)子,中子,核子,質(zhì)子數(shù),原子序,質(zhì)子數(shù),中子數(shù),元素符號,質(zhì)量數(shù),電荷數(shù),射線,射線,射線,數(shù),2放射線的本質(zhì) (1)射線是高速運(yùn)動的_粒子流,符號為 He,射出時的速度可達(dá)0.1c. (2)射線是高速運(yùn)動的_,符號為_,射出時速度可達(dá)0.99c. (3)射線是波長很短的_ 四、原子核的衰變 1衰變 放射性元素的原子核放出某種粒子后變成新的原子核的變化,氦原子核,電子流,電磁波,2衰變方程 3射線 射線是伴隨衰變、衰變_產(chǎn)生的,射線不改變原子核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù),同時,五、半衰期 1定義:放射性元素的原子核數(shù)目因衰變減少到原來的_所經(jīng)過的時間,一半,一、原子核的組成 1原子核的組成:原子核是由質(zhì)子、中子構(gòu)成的,質(zhì)子帶正電,中子不帶電不同的原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的個數(shù)并不相同原子核的直徑為10151014 m. 2原子核的符號和數(shù)量關(guān)系:(1)符號: X. (2)基本關(guān)系:核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)(Z)元素的原子序數(shù)核外電子數(shù)質(zhì)量數(shù)(A)核子數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù),【例1】 已知鐳的原子序數(shù)是88,原子核的質(zhì)量數(shù)是226.試問: (1)鐳核中有幾個質(zhì)子?幾個中子? (2)鐳核所帶電量是多少? (3)若鐳原子呈現(xiàn)中性,它核外有幾個電子? 答案 (1)88 138 (2)1.41×1017 C (3)88 (4)113114,解析 因?yàn)樵有驍?shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的,原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和由此可得: (1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù),故質(zhì)子數(shù)為88,中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差,即 NAZ22688138. (2)鐳核所帶電荷量 QZe88×1.6×1019C1.41×1017C. (3)鐳原子呈中性,則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù),故核外電子數(shù)為88.,借題發(fā)揮 對核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解 (1)核子數(shù):質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小,二者統(tǒng)稱為核子,所以質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù) (2)電荷數(shù)(Z):原子核所帶的電荷等于質(zhì)子電荷的整數(shù)倍,通常用這個數(shù)表示原子核的電量,叫做原子核的電荷數(shù),(3)質(zhì)量數(shù)(A):原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量總和,而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等,所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍,這個倍數(shù)叫做原子核的質(zhì)量數(shù),針對訓(xùn)練1 (單選)在粒子轟擊金箔的散射實(shí)驗(yàn)中,粒子可以表示為He,He中的4和2分別表示 ( ) A4為核子數(shù),2為中子數(shù) B4為質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和,2為質(zhì)子數(shù) C4為核外電子數(shù),2為中子數(shù) D4為中子數(shù),2為質(zhì)子數(shù) 答案 B 解析 根據(jù)He所表示的物理意義,原子核的質(zhì)子數(shù)決定核外電子數(shù),原子核的電荷數(shù)就是核內(nèi)的質(zhì)子數(shù),也就是這種元素的原子序數(shù)原子核的質(zhì)量數(shù)就是核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和,即為核內(nèi)的核子數(shù).He符號的左下角表示的是質(zhì)子數(shù)或相應(yīng)中性原子核外電子數(shù),即為2,He符號左上角表示的是核子數(shù),即為4,故選項(xiàng)B正確,二、三種射線的本質(zhì)及特點(diǎn) 1、三種射線的性質(zhì)、特征比較,2在電場、磁場中偏轉(zhuǎn)情況的比較 (1)在勻強(qiáng)電場中,射線偏轉(zhuǎn)較小,射線偏轉(zhuǎn)較大,射線不偏轉(zhuǎn),如圖41、21甲所示 圖41、21 (2)在勻強(qiáng)磁場中,射線偏轉(zhuǎn)半徑較大,射線偏轉(zhuǎn)半徑較小,射線不偏轉(zhuǎn),如圖乙所示,【例2】 一置于鉛盒中的放射源發(fā)射出的、和射線,由鉛盒的小孔射出,在小孔外放一鋁箔,鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場進(jìn)入電場后,射線變?yōu)閍、b兩束,射線a沿原來方向行進(jìn),射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn),如圖41、22所示,則圖中的射線a為_射線,射線b為_射線 圖41、22,答案 解析 在三種射線中,射線帶正電,穿透能力最弱,射線不帶電,穿透能力最強(qiáng);射線帶負(fù)電,穿透能力一般,綜上所述,結(jié)合題意可知,a射線應(yīng)為射線,b射線應(yīng)為射線 借題發(fā)揮 三種射線的比較方法: (1)射線是、三種射線中貫穿本領(lǐng)最弱的一種,它穿不過白紙 (2)要知道三種射線的成分,貫穿本領(lǐng)和電離本領(lǐng) (3)要知道、三種射線的本質(zhì),、是實(shí)物粒子,射線是電磁波譜中的一員,針對訓(xùn)練2 (單選)天然放射性物質(zhì)的放射線包括三種成分,下列說法不正確的是 ( ) A一張厚的黑紙能擋住射線,但不能擋住射線和射線 B某原子核在放出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(qiáng)的是射線 D粒子是電子,但不是原來繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子 答案 B 解析 由三種射線的本質(zhì)和特點(diǎn)可知,射線貫穿本領(lǐng)最弱,一張黑紙都能擋住,而擋不住射線和射線,故A正確;射線是伴隨、衰變而產(chǎn)生的一種電磁波,不會使原核變成新核,故B錯;三種射線中射線電離作用最強(qiáng),故C正確;粒子是電子,來源于原子核,故D正確,三、原子核的衰變 1原子核放出粒子或粒子后,變成另一種原子核,這種現(xiàn)象稱為原子核的衰變 (1)原子核進(jìn)行衰變時,質(zhì)量數(shù)減少4,電荷數(shù)減少2. (2)衰變的實(shí)質(zhì):在放射性元素的原子核中,2個中子和2個質(zhì)子結(jié)合得比較牢固,有時會作為一個整體從較大的原子核中釋放出來,這就是放射性元素發(fā)生的衰變現(xiàn)象,(1)原子核進(jìn)行衰變時,質(zhì)量數(shù)不變,電荷數(shù)增加1. 4衰變規(guī)律: 衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 5射線是在發(fā)生或衰變過程中伴隨而生,且粒子是不帶電的粒子,因此射線并不影響原子核的核電荷數(shù),故射線不會改變元素在周期表中的位置,6確定衰變次數(shù)的方法 根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程 AA4n,ZZ2nm.,答案 (1)8次衰變,6次衰變 (2)10個;22個 (3)見解析,借題發(fā)揮 衰變次數(shù)的判斷方法 (1)衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 (2)每發(fā)生一次衰變質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均減少2. (3)每發(fā)生一次衰變中子數(shù)減少1,質(zhì)子數(shù)增加1.,Am7,n3 Bm7,n4 Cm14,n9 Dm14,n18 答案 B 解析 根據(jù)題意有:2354m207,922mn82,解兩式得m7,n4,選項(xiàng)B正確,四、對半衰期的理解 1對半衰期的理解: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,3適用條件:半衰期是一個統(tǒng)計(jì)概念,是對大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié),對于一個特定的原子核,無法確定其何時發(fā)生衰變,但可以確定各個時刻發(fā)生衰變的概率,即某時衰變的可能性,因此,半衰期只適用于大量的原子核,【例4】 (2011·山東高考)碘131核不穩(wěn)定,會發(fā)生衰變,其半衰期為8天 (2)經(jīng)過_天75 %的碘131核發(fā)生了衰變,

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