2019-2020学年高中物理第4章从原子核到夸克2原子核的衰变精练含解析沪教版选修3-5
13页1、原子核的衰变1.了解天然放射现象及其规律,知道天然放射现象的原因是核的衰变2.知道三种射线的本质和区分方法(重点)3知道和衰变规律,了解半衰期的概念(难点) 学生用书P54一、天然放射性的发现定义:物理学中把物质能自发地放射出射线的现象,叫做天然放射现象;物质放出射线的性质叫做放射性;具有放射性的元素,叫做放射性元素原子序数大于83的所有元素,都有放射性能自发地放出射线的元素叫做天然放射性元素二、天然放射线中的“三剑客”三种射线的本质和特点的比较如下表所示:实质速度贯穿本领电离本领射线氦核He达到光速的差,不能穿透一层纸强射线电子e速度可达光速的99%较强,能穿透几毫米厚的铝板较弱射线电磁波:光子光速强,能穿透几厘米厚的铅板很弱1(1)射线实际上就是氦原子核,射线具有较强的穿透能力()(2)射线是高速电子流,很容易穿透黑纸,也能穿透几毫米厚的铝板()(3)射线是能量很高的电磁波,电离作用很强()提示:(1)(2)(3)三、放射性元素的衰变1衰变:原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化2衰变形式:常见的衰变有两种,放出粒子的衰变为衰变,放出粒子的衰变叫衰变,而射线是伴随射线或射线产生的
2、3衰变规律(1)衰变:XHeY(2)衰变:XeY在衰变过程中,电荷数和质量数都守恒2(1)原子核发生衰变,变成了一种新的原子核()(2)原子核衰变时质量是守恒的()(3)衰变时放出的电子就是核外电子()提示:(1)(2)(3)四、放射性元素的半衰期1概念:放射性元素的原子核有半数发生衰变的时间2特点:放射性元素衰变的快慢是由原子核本身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系不同的放射性元素,有不同的半衰期3应用:利用半衰期非常稳定这一特点,可以测量其衰变程度、推断时间3(1)半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢()(2)半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律()(3)对放射性元素加热时,其半衰期缩短()提示:(1)(2)(3)对三种射线的理解学生用书P541三种射线的本质特征(1)射线:卢瑟福经研究发现,粒子带两个单位正电荷,质量数为4,即粒子是氦核,其速度是光速的,有较大的动能特性:贯穿本领小,但电离作用强,能使沿途中的空气电离(2)射线:贝克勒尔证实,射线是高速运动的电子流,其速度可达光速的99%.特征:贯穿本领大,能穿透黑纸,甚至几毫米厚的铝板,但电离作用较弱(3
3、)射线是一种能量很高的电磁波,波长很短,在1010 m以下特征:贯穿本领最强,能穿透几厘米厚的铅板,但电离作用最弱2在电场、磁场中偏转情况的比较(1)在匀强电场中,射线偏转较小,射线偏转较大,射线不偏转,如图甲所示(2)在匀强磁场中,射线偏转半径较大,射线偏转半径较小,射线不偏转,如图乙所示(1)三种射线能量都很高,都来自于原子核内部,这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能,原子核内也有极其复杂的结构(2)射线中的电子是从原子核中释放出的,并不是原子核外面的电子跃迁出来形成的如图所示,R是一种放射性物质,虚线方框内是匀强磁场,LL是厚纸板,MN是荧光屏,实验时,发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑,由此可知磁场的方向、到达O点的射线、到达P点的射线应属于()磁场方向到达O点的射线到达P点的射线A竖直向下B竖直向下C垂直纸面向里D垂直纸面向外思路点拨 根据三种射线的不同贯穿本领和磁场对运动电荷的作用来判定三种射线的运动情况解析放射性物质放射出来的射线共有、三种其中、射线垂直于磁场方向进入磁场区时将受洛伦兹力作用,故打在O点的射线应为射线,由于射线贯穿本领弱,不能射穿厚纸板,故到达P点的应是射
4、线,依据射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里,故选项C正确答案C三种射线的比较方法(1)射线是、三种射线中贯穿本领最弱的一种,它穿不过白纸(2)要知道三种射线的成分,贯穿本领和电离本领(3)要知道、三种射线,、是实物粒子,射线是电磁波谱中的一员 对原子核衰变的理解学生用书P55天然放射现象说明原子核具有复杂的结构原子核放出粒子或粒子,并不表明原子核内有粒子或粒子;原子核发生衰变后“就变成新的原子核”1衰变方程通式衰变:XYHe衰变:XYe2衰变和衰变的实质(1)衰变:在放射性元素的原子核中,2个中子和2个质子结合得比较牢固,有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来,这就是放射性元素发生的衰变现象(2)衰变:原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即粒子,使核电荷数增加1,但衰变不改变原子核的质量数3衰变时、衰变次数的确定设放射性元素X经过n次衰变和m次衰变后,变成稳定的新元素Y,则表示该核反应的方程为:XYnHeme.先根据质量数守恒列方程:AA4n,求衰变次数n,然后利用电荷数守恒列方程:ZZ2nm,求衰变次数m.(1)由于原子核是在发生衰变或衰变时有多余能量而放出射
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