物理-新教材选择性必修三-第2节-放射性元素的衰变课件.ppt
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1、第第2节放射性元素的衰变节放射性元素的衰变核心核心素养素养物理观念物理观念科学思维科学思维科学态度与责任科学态度与责任1.知道衰变及两种衰变的规律,能熟练知道衰变及两种衰变的规律,能熟练写出衰变方程。写出衰变方程。2.掌握半衰期的概念及有关计算。掌握半衰期的概念及有关计算。3.知道核反应及其遵从的规律,会正确知道核反应及其遵从的规律,会正确书写核反应方程。书写核反应方程。4.知道什么是放射性同位素和人工放射知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。性同位素。5.了解放射性在生产和科学领域的应用,了解放射性在生产和科学领域的应用,知道射线的危害及防护。知道射线的危害及防护。1.体会半衰期与体会半
2、衰期与统计规律间的统计规律间的关系。关系。2.体会核反应方体会核反应方程与化学反应程与化学反应方程的区别。方程的区别。3.体会放射性应体会放射性应用与危害的关用与危害的关系。系。射线在生产、生活、射线在生产、生活、科技方面的应用科技方面的应用知识点一原子核的衰变知识点一原子核的衰变观图助学观图助学听说过听说过“点石成金点石成金”的传说吗?的传说吗?晋朝初年,南昌人许逊被朝廷任命为旌阳县令,他看到很多老百晋朝初年,南昌人许逊被朝廷任命为旌阳县令,他看到很多老百姓的租税交不了,非常同情他们,用点石成金的法术,免去百姓姓的租税交不了,非常同情他们,用点石成金的法术,免去百姓的租税。的租税。许逊真的能
3、把石头点成金子吗?答案是否定的。那么,存在不存许逊真的能把石头点成金子吗?答案是否定的。那么,存在不存在能让一种元素变成另一种元素的过程呢?在能让一种元素变成另一种元素的过程呢?1.定义:定义:原子核放出原子核放出_或或_,变成另一种原子核的过程。,变成另一种原子核的过程。2.衰变类型衰变类型(1)衰变:放射性元素放出衰变:放射性元素放出粒子的衰变过程。放出一个粒子的衰变过程。放出一个粒子后,核的质粒子后,核的质量数量数_,电荷数,电荷数_,成为新核。,成为新核。(2)衰变:放射性元素放出衰变:放射性元素放出粒子的衰变过程。放出一个粒子的衰变过程。放出一个粒子后,核的质粒子后,核的质量数量数_
4、,电荷数,电荷数_。3.衰变规律:衰变规律:原子核衰变时原子核衰变时_和和_都守恒。都守恒。粒子粒子粒子粒子减少减少4减少减少2不变不变增加增加1电荷数电荷数质量数质量数4.衰变的实质衰变的实质(1)衰变的实质:衰变的实质:2个个_和和2个个_结合在一起形成结合在一起形成粒子。粒子。(2)衰变的实质:核内的衰变的实质:核内的_转化为了一个转化为了一个_和一个和一个_。(3)射线经常是伴随射线经常是伴随衰变和衰变和衰变产生的。衰变产生的。中子中子质子质子中子中子质子质子电子电子思考判断思考判断(1)原子核在衰变时,它在元素周期表中的位置不变。原子核在衰变时,它在元素周期表中的位置不变。()(2)
5、发生发生衰变是原子核中的电子发射到核外。衰变是原子核中的电子发射到核外。()(3)射线经常是伴随射线经常是伴随射线和射线和射线产生的。射线产生的。()知识点二半衰期知识点二半衰期问题助学问题助学地质工作者在野外的地层中发现一具恐龙化石,怎样来确定它的形成年代呢?地质工作者在野外的地层中发现一具恐龙化石,怎样来确定它的形成年代呢?1.定义:定义:放射性元素的原子核有放射性元素的原子核有_发生衰变所需的时间。发生衰变所需的时间。2.特点特点(1)不同的放射性元素,半衰期不同的放射性元素,半衰期_,甚至差别非常大。,甚至差别非常大。(2)放射性元素衰变的快慢是由放射性元素衰变的快慢是由_决定的,跟原
6、子所处的化学状决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件态和外部条件_。半数半数不同不同核内部自身的因素核内部自身的因素没有关系没有关系3.适用条件:适用条件:半衰期描述的是半衰期描述的是_,不适用于单个原子核的衰变。,不适用于单个原子核的衰变。4.半衰期的应用:半衰期的应用:利用半衰期非常稳定这一特点,可以通过测量其衰变程度来利用半衰期非常稳定这一特点,可以通过测量其衰变程度来推断推断_。统计规律统计规律时间时间思考判断思考判断(1)半衰期是原子核有半数发生衰变需要的时间,经过两个半衰期原子核就全部半衰期是原子核有半数发生衰变需要的时间,经过两个半衰期原子核就全部发生衰变。发生衰变。()(2)根
7、据半衰期的计算,我们可以知道一个特定的原子核何时发生衰变。根据半衰期的计算,我们可以知道一个特定的原子核何时发生衰变。()(3)半衰期与原子所处的化学状态和外部条件都无关。半衰期与原子所处的化学状态和外部条件都无关。()知识点三核反应知识点三核反应1.定义定义:原子核在其他粒子的轰击下产生:原子核在其他粒子的轰击下产生_或者发生状态变化的过程。或者发生状态变化的过程。2.原子核的人工转变原子核的人工转变(1)1919年年_用用粒子轰击氮原子核,产生了氧的一种同位素,同时产生粒子轰击氮原子核,产生了氧的一种同位素,同时产生一个质子。一个质子。3.遵循规律遵循规律:_守恒,守恒,_守恒。守恒。新原
8、子核新原子核卢瑟福卢瑟福质量数质量数电荷数电荷数知识点四放射性同位素及其应用知识点四放射性同位素及其应用1.放射性同位素放射性同位素(1)定义:具有定义:具有_的同位素。的同位素。(2)类型:类型:_放射性同位素和放射性同位素和_放射性同位素。放射性同位素。(3)人工放射性同位素具有人工放射性同位素具有_丰富,辐射强度丰富,辐射强度_,半衰期,半衰期_和和放射性废料容易放射性废料容易_的优点。的优点。放射性放射性天然天然人工人工资源资源容易控制容易控制较短较短处理处理2.放射性同位素的应用放射性同位素的应用(1)射线测厚度:使用放射性同位素发出的射线来测射线测厚度:使用放射性同位素发出的射线来
9、测_。(2)放射治疗:利用放射性同位素发出的放射治疗:利用放射性同位素发出的_破坏癌细胞组织。破坏癌细胞组织。(3)培优保鲜:利用放射性同位素放出的射线照射培优保鲜:利用放射性同位素放出的射线照射_培养优良品种等。培养优良品种等。(4)示踪原子:一种元素的各种同位素具有示踪原子:一种元素的各种同位素具有_化学性质,用放射性同位素化学性质,用放射性同位素替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置。替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置。3.辐射与安全:辐射与安全:人类一直生活在放射性的环境中,过量的射线对人体组织人类一直生活在放射性的环境中,过量的射线对人体组织_。要防止放射性物质对
10、水源、空气、用具等的污染。要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。厚度厚度射线射线种子种子相同的相同的有破坏作用有破坏作用思考判断思考判断(1)利用利用射线照射种子,可以培育出优良品种。射线照射种子,可以培育出优良品种。()(2)用用射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌,抑制蔬菜发芽,延长保存期。射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌,抑制蔬菜发芽,延长保存期。()(3)任何放射性物质都可以作为示踪原子使用。任何放射性物质都可以作为示踪原子使用。()观察探究观察探究 如图为如图为衰变、衰变、衰变示意图。衰变示意图。核心要点核心要点原子核衰变的理解及探究原子核衰变的理解及探究(1)当原子核发生
11、当原子核发生衰变时,原子核的质子数和中子数如何变化?为什么?衰变时,原子核的质子数和中子数如何变化?为什么?(2)当发生当发生衰变时,新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少?新核在衰变时,新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少?新核在元素周期表中的位置怎样变化?元素周期表中的位置怎样变化?答案答案(1)当原子核发生当原子核发生衰变时,原子核的质子数和中子数各减少衰变时,原子核的质子数和中子数各减少2个。因为个。因为粒子是原子核内粒子是原子核内2个质子和个质子和2个中子结合在一起放出来的。个中子结合在一起放出来的。(2)当原子核发生当原子核发生衰变时,新核的核电荷数相对于原来增加了衰变时,新
12、核的核电荷数相对于原来增加了1个。新核在元素个。新核在元素周期表中的位置向后移动了周期表中的位置向后移动了1个位次。个位次。探究归纳探究归纳1.衰变实质衰变实质2.衰变规律衰变规律原子核发生衰变时,遵循三个守恒定律原子核发生衰变时,遵循三个守恒定律(1)衰变前后的电荷数守恒。衰变前后的电荷数守恒。(2)质量数守恒。质量数守恒。(3)动量守恒。动量守恒。3.衰变方程通式衰变方程通式4.确定原子核衰变次数的方法与技巧确定原子核衰变次数的方法与技巧由此可见,确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。由此可见,确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。(2)技巧:为了确定衰变次数,一般先由质量数的改变
13、确定技巧:为了确定衰变次数,一般先由质量数的改变确定衰变的次数衰变的次数(这是因这是因为为衰变的次数多少对质量数没有影响衰变的次数多少对质量数没有影响),然后根据衰变规律确定,然后根据衰变规律确定衰变的次数。衰变的次数。A.衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变B.衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变C.衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变D.衰变、衰变、衰变和衰变和衰变衰变答案答案A针对训练针对训练1 关于天然放射现象,下列说法正确的是关于天然放射现象,下列说法正确的是()A.射线是由氦原子核衰变产生射线是由氦原子核衰变产生B.射线是由原子核外电子电离产生射线是由原子核外电子电离产生C.射线是由原子核外的
14、内层电子跃迁产生射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D.通过化学反应不能改变物质的放射性通过化学反应不能改变物质的放射性解析解析、射线是天然放射性元素原子核衰变时产生的。射线是天然放射性元素原子核衰变时产生的。射线是核反应过程射线是核反应过程中发生质量亏损时释放出来的,故中发生质量亏损时释放出来的,故A、B、C三项错误;放射性是核本身的一个三项错误;放射性是核本身的一个性质,故性质,故D项正确。项正确。答案答案D92822xy联立联立解得解得x8,y6,即一共经过即一共经过8次次衰变和衰变和6次次衰变。衰变。(2)因为原子核的电荷数等于质子数,因为原子核的电荷数等于质子数,因此质子数减少因此质子
15、数减少928210个。个。原子核的质量数为质子数与中子数的和。原子核的质量数为质子数与中子数的和。故中子数减少量为故中子数减少量为(23892)(20682)22个。个。答案见解析答案见解析方法凝炼方法凝炼衰变次数的判断技巧衰变次数的判断技巧(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。(2)每发生一次每发生一次衰变质子数、中子数均减少衰变质子数、中子数均减少2。(3)每发生一次每发生一次衰变中子数减少衰变中子数减少1,质子数增加,质子数增加1。A.124、259 B.124、265 C.112、265 D.112、277答案答案D观察探究观察探究如图所示为氡衰
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