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1、物理选修放射性元素的衰变第1页，本讲稿共20页回顾：回顾：三种放射性射线的性质三种放射性射线的性质三种射线三种射线 、三种射线的性质：三种射线的性质：最弱最弱最强最强c 光子光子较弱较弱较弱较弱接近接近c c电离本领电离本领贯穿本领贯穿本领速率速率组成物质组成物质 射线射线射线种类射线种类氦核氦核电子电子最强最强最弱最弱第2页，本讲稿共20页一、原子核的衰变一、原子核的衰变2.2.衰变遵循的原则：衰变遵循的原则：质量数质量数守恒，电荷数守恒。守恒，电荷数守恒。原子核放出原子核放出粒子或粒子或粒子，由于核电粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变
2、成另一种原子核。成另一种原子核。1.1.原子核的衰变：原子核的衰变：我们把原子核由于放出某种粒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子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变 第3页，本讲稿共20页（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 3.3.原子核衰变的分类原子核衰变的分类:第4页，本讲稿共20页（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 3.3.原子核衰变的分类原子核衰变的分类:（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 第5页，本讲稿共20页【思考与思考与
3、讨论】原子核里没有电子，原子核里没有电子，衰变中的电子来自哪里？衰变中的电子来自哪里？粒子又来自哪里？粒子又来自哪里？第6页，本讲稿共20页（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 3.3.原子核衰变的分类原子核衰变的分类:（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）衰变衰变:伴随伴随 射射线或或 射射线产生生.第7页，本讲稿共20页1、核反应过程一般不可逆，所以核反应过程只核反应过程一般不可逆，所以核反应过程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号。能用单向箭头表示反应方向，不能用等号。2、核反应生成物一定要以实
4、验事实为基础，不能、核反应生成物一定要以实验事实为基础，不能依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程。依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程。3、核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反、核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后总质量一般会发生变化且会应过程中反应前后总质量一般会发生变化且会释放出核能。释放出核能。第8页，本讲稿共20页注意：注意：1、放射性元素衰变不可能有单独的放射性元素衰变不可能有单独的衰变！衰变！2、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！新的原子核！第9页，本讲稿共20页例：例：经过一系列经
5、过一系列 衰变和衰变和 衰变后，可以变成衰变后，可以变成稳定的元素铅稳定的元素铅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？解：设经过解：设经过x x次次 衰变，衰变，y y次次 衰变衰变2382064x92=82+2x-yx8y6第10页，本讲稿共20页二、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。放射性元素的剩余放射性元素的剩余质量与原有量与原有质量的关系：量的关系：第11页，本讲稿共20页2 2、不同的放射性元素，半衰期不同、
6、不同的放射性元素，半衰期不同例如：例如：氡氡222222衰变为钋衰变为钋218218的半衰期为的半衰期为3.83.8天天 镭镭226226衰变为氡衰变为氡222222的半衰期为的半衰期为16201620年年 铀铀238238衰变为钍衰变为钍234234的半衰期长达的半衰期长达4.5104.5109 9年年第12页，本讲稿共20页3 3、半衰期的计算、半衰期的计算例：已知钍例：已知钍234234的半衰期是的半衰期是2424天，天，1g1g钍经过钍经过120120天后天后还剩多少？还剩多少？计算表达式计算表达式: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：0.031
7、25g第13页，本讲稿共20页【课堂练习课堂练习】1.1.铋铋210210的半衰期是的半衰期是5 5天，经过多少天后，天，经过多少天后，20g20g铋还铋还剩剩1.25g?1.25g?2.10克镭克镭226变为氡变为氡222的半衰期为的半衰期为1620年，有人说：年，有人说：经过经过1620年有一半镭发生衰变，还有镭（年有一半镭发生衰变，还有镭（226）5克，再经过克，再经过1620年另一半镭也发生了衰变，镭年另一半镭也发生了衰变，镭226就就没有了，对吗？为什么？没有了，对吗？为什么？4个半衰期，个半衰期，20天天第14页，本讲稿共20页(1)“单个的微观事件是不可预测的单个的微观事件是不可
8、预测的”，所以，放射性元，所以，放射性元素的半衰期，描述的是素的半衰期，描述的是统计规律统计规律。(2)半衰期的长短由半衰期的长短由核内部自身核内部自身的因素决定，跟所处的的因素决定，跟所处的化学状态和外部条件都没有关系。化学状态和外部条件都没有关系。4 4、注意：、注意：第15页，本讲稿共20页5、应用、应用（1 1）、人们利用地壳岩石中存在的微量的放射性）、人们利用地壳岩石中存在的微量的放射性元素的衰变规律，测定地球的年龄为元素的衰变规律，测定地球的年龄为4646亿年。亿年。地壳有一部漫长的演变历史，一部不断变化、不地壳有一部漫长的演变历史，一部不断变化、不断发展的历史。断发展的历史。（2
9、 2）、碳）、碳1414测年技术，测年技术，1414C C是具有放射性的碳的是具有放射性的碳的同位素，能够自发的进行同位素，能够自发的进行 衰变，变成氮。衰变，变成氮。第16页，本讲稿共20页一、原子核的衰变一、原子核的衰变2.2.衰变原则：衰变原则：质量数质量数守恒，电荷数守恒。守恒，电荷数守恒。1.1.原子核的衰变：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（的变化叫做原子核的衰变（decay）（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
10、的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变（3 3）衰变衰变:总是伴随总是伴随 射线或射线或 射线产生射线产生.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。所需的时间，叫做这种元素的半衰期。2 2、不同的放射性元素，半衰期不同、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。课堂总结课堂总结放射性元素半衰变是一个统计规律。放射性元素半衰变是一个统计规律。第17页，本讲稿共20页 1 1、关关于于、三三种种射射线线，下下列列说说法法中中正确的是（
11、正确的是（）A A、射射线线是是原原子子核核自自发发射射出出的的氦氦核核，它它的的电电离离作用最弱作用最弱B B、射射线线是是原原子子核核外外电电子子电电离离形形成成的的电电子子流流，它它具具有中等的贯穿能力有中等的贯穿能力C C、射射线线一一般般伴伴随随着着或或射射线线产产生生，它它的的贯贯穿穿能力最强能力最强D D、射线是电磁波，它的电离作用最强射线是电磁波，它的电离作用最强C C【课堂练习课堂练习】第18页，本讲稿共20页2图中图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线出的射线 在电在电 场的作用下分成场的作用下分成a、b、c三束，以三束，以下判断正确的是下判断正确的是Aa为为射线、射线、b为为射线射线Ba为为射线、射线、b为为射线射线Cb为为射线、射线、C为为射线射线Db为为射线、射线、C为为射线射线BC【课堂练习课堂练习】第19页，本讲稿共20页 3完成核反应方程：完成核反应方程：Th Pa 。衰变为衰变为 的半衰期是的半衰期是1.2分钟，则分钟，则64克克 经过经过6分钟还有分钟还有 克尚未衰变。克尚未衰变。2【课堂练习课堂练习】第20页，本讲稿共20页