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1、第十九章第十九章 原子核原子核.大家听说过吕洞宾大家听说过吕洞宾“点石成金点石成金”的的神话传说神话传说吗？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，然后用五千万电子吨汞放在一个特制的容器中，然后用五千万电子伏特的伏特的射线照射汞，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的黄金。的黄金。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：注意：要以实验为基础，不能杜
2、撰。要以实验为基础，不能杜撰。238234492902UTh+ He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？ePaTh012349123490 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：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
3、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: :XAZHe42 YAZ42 4.4.衰变的通式：衰变的通式：XAZe01 YAZ 1 （2 2）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 XAZHeThU4223
4、49023892 HeRnRa422228622688 ?23892U?23090ThHeRaTh422268823090 He42 YAZ42 （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 XAZHe42 YAZ42 （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 ePaTh012349123490 XAZeMgNa0124122411 ?2411Nae01 YAZ 1 解：设经过解：设经过x x次次 衰变，衰变，y y次次 衰变衰变eyHexPbU01422068223892 2382064x92 = 82 + 2
5、x - 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？U23892)(20682Pb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1：5.5.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：n102H112He425.5.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：n10H11e015.5.衰变的本质
6、：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。 元素的放射性与元素存在的状态无关，元素的放射性与元素存在的状态无关，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
7、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向里还是向外不能判定ADab典例分析：典例分析：例例2：提示：提示：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
8、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：6.6.课堂检验：课堂检验：6.6.课堂检验：课堂检验：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
9、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，R和和F是同位素是同位素BHGFE SRQP 6.6.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 N20NN 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202N
10、N 302NN nNN20二、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。 tmm)21(0 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： tNN)21(0 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素其半衰期不同3.公式： TtTtmmNN)21(;)21(00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，
11、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)半衰期是一个统计规律，只对大量半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适的原子核才适用，对少数原子核是不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
12、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，然后用五千万电子吨汞放在一个特制的容器中，然后用五千万电子伏特的伏特的射线照射汞，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的黄金。的黄金。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：238234492902UTh+ He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？ePaTh012349123490 mu mThmHe