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1、放射性元素的衰变教学设计高三物理放射性的应用与防护教学设计25 3.3放射性的应用与防护三维教学目标1、学问与技能（1）知道什么是核反应，会写出人工转变方程；（2）知道什么是放射性同位素，人造和自然放射性物质的主要不同点；（3）了解放射性在生产和科学领域的应用；（4）知道放射性污染及其对人类和自然产生的严峻危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。2、过程与方法：渗透和平安地开发利用自然资源的教化。3、情感、看法与价值观：培育学生收集信息、应用已有学问、处理加工信息、探求新学问的实力。教学重点：人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。教学难点：人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的
2、规律教学方法：老师启发、引导，学生探讨、沟通。教学用具：（1）挂图，试验器材模型，课件等；（2）多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。（一）引入新课前面已经学习了核反应的一种形式：衰变。本节课我们要学习核反应的另一种形式：人工转变以及人工转变产生的放射性同位素的应用和核辐射的防护。 （二）进行新课1、核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。人工转变核反应方程：例如：写出下列原子核人工转变的核反应方程。（1）1123Na俘获1个粒子后放出1个质子（2）1327Al俘获1个粒子后放出1个中子（3）816O俘获1个中子后放出1个质子
3、（4）1430Si俘获1个质子后放出1个中子理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。2、人工放射性同位素（1）放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素有自然和人造两种，它们的化学性质相同。（2）人工放射性同位素AlHeP（3）人工放射性同位素的优点：放射强度简单限制；形态简单限制；半衰期短，废料简单处理。（4）凡是用到射线时，都用人造放射性同位素。3、放射性同位素的应用：利用射线：射线测厚装置：烟雾报警器；放射治疗；培育新品种，延长保质期。作为示踪原子：棉花对磷肥的汲取；甲状腺疾病的诊断。4、辐射与平安通过看书与上网查找资料，了解放射性辐射的用处以及危害
4、，知道只要限制好辐射量，我们就可以利用它的射线，知道身边的一些放射性物质，以及如何防护一些有害的放射性物质。 高三物理放射性的应用与防护教案24 其次节放射性的应用与防护三维教学目标1、学问与技能（1）知道什么是核反应，会写出人工转变方程；（2）知道什么是放射性同位素，人造和自然放射性物质的主要不同点；（3）了解放射性在生产和科学领域的应用；（4）知道放射性污染及其对人类和自然产生的严峻危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识。2、过程与方法：渗透和平安地开发利用自然资源的教化。3、情感、看法与价值观：培育学生收集信息、应用已有学问、处理加工信息、探求新学问的实力。教学重点：人工转变的两个核反
5、应方程及反应过程中遵循的规律。教学难点：人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律教学方法：老师启发、引导，学生探讨、沟通。教学用具：（1）挂图，试验器材模型，课件等；（2）多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。（一）引入新课前面已经学习了核反应的一种形式：衰变。本节课我们要学习核反应的另一种形式：人工转变以及人工转变产生的放射性同位素的应用和核辐射的防护。 （二）进行新课1、核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。人工转变核反应方程：例如：写出下列原子核人工转变的核反应方程。（1）1123Na俘获1个粒子后放出1个质子（
6、2）1327Al俘获1个粒子后放出1个中子（3）816O俘获1个中子后放出1个质子（4）1430Si俘获1个质子后放出1个中子理解并记住核反应方程，通过方程理解核反应中遵循的规律。2、人工放射性同位素（1）放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。放射性同位素有自然和人造两种，它们的化学性质相同。（2）人工放射性同位素AlHeP（3）人工放射性同位素的优点：放射强度简单限制；形态简单限制；半衰期短，废料简单处理。（4）凡是用到射线时，都用人造放射性同位素。 3、放射性同位素的应用：（1）利用射线：射线测厚装置：烟雾报警器；放射治疗；培育新品种，延长保质期。作为示踪原子：棉花对磷肥的
7、汲取；甲状腺疾病的诊断。4、辐射与平安通过看书与上网查找资料，了解放射性辐射的用处以及危害，知道只要限制好辐射量，我们就可以利用它的射线，知道身边的一些放射性物质，以及如何防护一些有害的放射性物质。 高考物理考点重点自然放射现象衰变复习 其次课时自然放射现象衰变 【教学要求】1了解自然放射现象，知道三种射线的本质和特性，驾驭核衰变的特点和规律；2知道原子核人工转变的原理，了解质子、中子和放射性同位素的发觉过程。【学问再现】一、自然放射现象1自然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象叫做自然放射现象。这些元素称为放射性元素。2种类和性质射线高速的粒子流，粒子是氦原子核，速度约为光速1/10，贯
8、穿实力最弱，电离实力最强。射线高速的电子流，粒子是速度接近光速的负电子，贯穿实力稍强，电离实力稍弱。射线能量很高的电磁波，粒子是波长极短的光子,贯穿实力最强,电离实力最弱。二、原子核的衰变1衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的改变2衰变规律：衰变XY+He；衰变XY+e3衰变的实质：某元素的原子核同时发出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）2H+2nHe衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子放射出一个电子。即nH+e+（为反中微子）4射线：总是伴随衰变或衰变产生的，不能单独放出射线射线不变更原子核的电荷数和质量数实质是元素在发生衰变或衰变时产生的某些新核由于具有过多的能量（
9、核处于激发态），向低能级跃迁而辐射出光子三、半衰期1放射性元素的原子核有半数发生衰变须要的时间。它是大量原子核衰变的统计结果，不是一个原子发生衰变所需经验的时间。2确定因素：由原子核内部的因素确定，与原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关四、原子核的人工转变1质子的发觉：N+HeO+H2中子的发觉：Be+HeC+n3放射性同位素和正电子的发觉：Al+HeP+nPSi+e4放射性同位素的应用（1）利用它的射线；（2）做示踪原子。 学问点一三种射线的特性人们通过对自然放射现象的探讨，发觉了原子序数大于83的全部自然存在的元素，都有放射性。原子序数小于83的自然存在的元
10、素，有的也有放射性。放射出来的射线共有三种：射线、射线和射线。三种射线的本质和特性对比如下：【应用1】如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面对外。已知放射源放出的射线有、三种。下列推断正确的是（）A甲是射线，乙是射线，丙是射线B甲是射线，乙是射线，丙是射线C甲是射线，乙是射线，丙是射线D.甲是射线，乙是射线，丙是射线导示:自然放射现象发出的射线有三种：射线、射线和射线。他们分别带正电、负电、不带电。再结合左手定则，可知：甲是射线，乙是射线，丙是射线。故答案应选B。学问点二半衰期的理解放射性元素经n个半衰期未发生衰变的原子核数N和原有原子核数N0间关系为：NN0（
11、1/2）n，对应的质量关系为：m=m0（1/2）n【应用2】14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的1/4，则该古树死亡时间距今大约（）A22920年B11460C5730年D2865年导示:生物体内的14C在正常生活状况下应与大气中14C含量保持一样。但当生物死亡后，新陈代谢停止，体内14C不再更新，加之14C由于不断地衰变其含量渐渐削减，据半衰期含义可推知：该生物化石已经验了2个半衰期，从而可知该生物死后至今经验了大约57302=11460年。故答案应选B。对半衰期两种典型错误的相识：1、N0个某种放射性元素的核，经过一个半衰期T，衰变一
12、半，再经过一个半衰期T，全部衰变了；2、8个某种放射性元素核，经过一个半衰期T，衰变了4个，再经过一个半衰期T，又衰变了2个事实上，半衰期是对大量放射性原子核的一个统计规律，而对于少量的核，并不适用。类型一衰变次数的计算【例1】（2022年上海卷）衰变为要经过m次a衰变和n次b衰变，则m，n分别为（）A2，4B4，2C4，6D16，6导示:假设变为的过程中，发生了m次衰变和n次衰变则其核反应方程为依据电荷数守恒和质量数守恒列出方程92=82+2m-n238=222+4m以上两式联立解得：m=4，n=2故应选B求解衰变次数的方法除了上述解法之外，还可以利用两种衰变的特点来求解每发生一次衰变原子核
13、的质量数不变而每发生一次衰变质量数削减4因由变成质量数削减16，所以可以确定衰变次数，然后再利用电荷数守恒确定衰变的次数。类型二磁场中的衰变问题粒子的衰变问题常常与磁场结合出现。【例2】（07届南京市第一次调研测试）在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为421，如图所示。那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个（）ABCD导示:依据左手定则，假如是衰变，粒子与新核均带正电，而运动方向相反，则轨迹圆应外切。假如是粒子，则应当内切。放射性元素的衰变过程中动量守恒依据动量守恒定律可得mv1+mv2=0所以产生的
14、新核与衰变粒子(粒子或粒子)的动量大小相等方向相反；带电粒子在磁场中运动时由洛伦兹力供应向心力，依据牛顿其次定律有可见放射性元素衰变时，产生的新核和放出的粒子在同一磁场中做圆周运动的半径与电荷量成反比。故选B。衰变原子核是在匀强磁场中衰变且衰变方向与磁场垂直，其运动轨迹圆的特点：衰变：外切，转向相同衰变：内切，转向相反留意：当衰变原子核静止时，由知，半径之比等于电量的反比。1（2022年上海卷）一置于铅盒中的放射源放射的a、b和g射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a
15、为_射线，射线b为_射线。 2铀裂变的产物之一氪90（Kr）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（Zr），这些衰变是（）A1次衰变，6次衰变B4次衰变C2次衰变D2次衰变，2次衰变 3下列说法正确的是（）A射线与射线都是电磁波B射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C用加温、加压或变更其化学状态的方法都不能变更原子核衰变的半衰期D原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量 4（2022年广东卷）放射性物质和的核衰变方程为：方程中的X1代表的是_，X2代表的是_。如图所示，铅盒内装有能释放、和射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，在图（a）、（b）中分别画出
16、射线运动轨迹的示意图。（在所画的轨迹上须标明是、和中的哪种射线） 答案：1g、b；2B；3C；4（1）X1代表的是（或），X2代表的是（或）、（2）如图所示 高考物理第一轮复习自然放射现象衰变学案 其次课时自然放射现象衰变 【教学要求】1了解自然放射现象，知道三种射线的本质和特性，驾驭核衰变的特点和规律；2知道原子核人工转变的原理，了解质子、中子和放射性同位素的发觉过程。【学问再现】一、自然放射现象1自然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象叫做自然放射现象。这些元素称为放射性元素。2种类和性质射线高速的粒子流，粒子是氦原子核，速度约为光速1/10，贯穿实力最弱，电离实力最强。射线高速的电子
17、流，粒子是速度接近光速的负电子，贯穿实力稍强，电离实力稍弱。射线能量很高的电磁波，粒子是波长极短的光子,贯穿实力最强,电离实力最弱。二、原子核的衰变1衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的改变2衰变规律：衰变XY+He；衰变XY+e3衰变的实质：某元素的原子核同时发出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核）2H+2nHe衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子放射出一个电子。即nH+e+（为反中微子）4射线：总是伴随衰变或衰变产生的，不能单独放出射线射线不变更原子核的电荷数和质量数实质是元素在发生衰变或衰变时产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态），向低能级跃迁而辐射出光子
18、三、半衰期1放射性元素的原子核有半数发生衰变须要的时间。它是大量原子核衰变的统计结果，不是一个原子发生衰变所需经验的时间。2确定因素：由原子核内部的因素确定，与原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关四、原子核的人工转变1质子的发觉：N+HeO+H2中子的发觉：Be+HeC+n3放射性同位素和正电子的发觉：Al+HeP+nPSi+e4放射性同位素的应用（1）利用它的射线；（2）做示踪原子。 学问点一三种射线的特性人们通过对自然放射现象的探讨，发觉了原子序数大于83的全部自然存在的元素，都有放射性。原子序数小于83的自然存在的元素，有的也有放射性。放射出来的射线共有三
19、种：射线、射线和射线。三种射线的本质和特性对比如下：【应用1】如图，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向垂直于纸面对外。已知放射源放出的射线有、三种。下列推断正确的是（）A甲是射线，乙是射线，丙是射线B甲是射线，乙是射线，丙是射线C甲是射线，乙是射线，丙是射线D.甲是射线，乙是射线，丙是射线导示:自然放射现象发出的射线有三种：射线、射线和射线。他们分别带正电、负电、不带电。再结合左手定则，可知：甲是射线，乙是射线，丙是射线。故答案应选B。学问点二半衰期的理解放射性元素经n个半衰期未发生衰变的原子核数N和原有原子核数N0间关系为：NN0（1/2）n，对应的质量关系为：m=m0（
20、1/2）n【应用2】14C是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中14C的含量为原来的1/4，则该古树死亡时间距今大约（）A22920年B11460C5730年D2865年导示:生物体内的14C在正常生活状况下应与大气中14C含量保持一样。但当生物死亡后，新陈代谢停止，体内14C不再更新，加之14C由于不断地衰变其含量渐渐削减，据半衰期含义可推知：该生物化石已经验了2个半衰期，从而可知该生物死后至今经验了大约57302=11460年。故答案应选B。对半衰期两种典型错误的相识：1、N0个某种放射性元素的核，经过一个半衰期T，衰变一半，再经过一个半衰期T，全部衰变了；2、
21、8个某种放射性元素核，经过一个半衰期T，衰变了4个，再经过一个半衰期T，又衰变了2个事实上，半衰期是对大量放射性原子核的一个统计规律，而对于少量的核，并不适用。类型一衰变次数的计算【例1】（2022年上海卷）衰变为要经过m次a衰变和n次b衰变，则m，n分别为（）A2，4B4，2C4，6D16，6导示:假设变为的过程中，发生了m次衰变和n次衰变则其核反应方程为依据电荷数守恒和质量数守恒列出方程92=82+2m-n238=222+4m以上两式联立解得：m=4，n=2故应选B求解衰变次数的方法除了上述解法之外，还可以利用两种衰变的特点来求解每发生一次衰变原子核的质量数不变而每发生一次衰变质量数削减4
22、因由变成质量数削减16，所以可以确定衰变次数，然后再利用电荷数守恒确定衰变的次数。类型二磁场中的衰变问题粒子的衰变问题常常与磁场结合出现。【例2】（07届南京市第一次调研测试）在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为421，如图所示。那么氡核的衰变方程应是下列方程的哪一个（）ABCD导示:依据左手定则，假如是衰变，粒子与新核均带正电，而运动方向相反，则轨迹圆应外切。假如是粒子，则应当内切。放射性元素的衰变过程中动量守恒依据动量守恒定律可得mv1+mv2=0所以产生的新核与衰变粒子(粒子或粒子)的动量大小相
23、等方向相反；带电粒子在磁场中运动时由洛伦兹力供应向心力，依据牛顿其次定律有可见放射性元素衰变时，产生的新核和放出的粒子在同一磁场中做圆周运动的半径与电荷量成反比。故选B。衰变原子核是在匀强磁场中衰变且衰变方向与磁场垂直，其运动轨迹圆的特点：衰变：外切，转向相同衰变：内切，转向相反留意：当衰变原子核静止时，由知，半径之比等于电量的反比。1（2022年上海卷）一置于铅盒中的放射源放射的a、b和g射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为_射线，射线b为_射线。 2铀裂变的产
24、物之一氪90（Kr）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（Zr），这些衰变是（）A1次衰变，6次衰变B4次衰变C2次衰变D2次衰变，2次衰变 3下列说法正确的是（）A射线与射线都是电磁波B射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C用加温、加压或变更其化学状态的方法都不能变更原子核衰变的半衰期D原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量 4（2022年广东卷）放射性物质和的核衰变方程为：方程中的X1代表的是_，X2代表的是_。如图所示，铅盒内装有能释放、和射线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B，在图（a）、（b）中分别画出射线运动轨迹的示意图。（在所画的轨迹上须标明是、和中的哪种射线） 答案：1g、b；2B；3C；4（1）X1代表的是（或），X2代表的是（或）、（2）如图所示 第14页 共14页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页