原子核的衰变及半衰期.pptx

教学目标：（1）理解什么是“天然放射现象”，掌握 天然放射线的性质；（2）掌握原子核衰变规律，理解半衰期概念；（3）结合天然放射线的探测问题，提高学生综合运用物理知识的能力。第1页/共31页翠砷铜铀矿翠砷铜铀矿斜水钼铀矿斜水钼铀矿第2页/共31页 人们通过什么现象或实验发现原子核是由人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？更小的微粒构成的？人们认识原子核的人们认识原子核的结构就是从天然放结构就是从天然放射性开始的。射性开始的。第3页/共31页钡铀云母翠砷铜铀矿斜水钼铀矿铀钙石矿第4页/共31页铅盒铅盒放放射射源源射射线线 天然放射性元素的原子核发出的天然放射性元素的原子核发出的射线可使照相底片感光射线可使照相底片感光照相底片照相底片第5页/共31页 1896 1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。物质放出射线的性质称为放射性物质放出射线的性质称为放射性 具有放射性的元素称为放射性元素。具有放射性的元素称为放射性元素。（Z Z8383）放射性元素自发的发出射线的现象叫放射性元素自发的发出射线的现象叫做天然放射现象做天然放射现象一、天然放射现象第6页/共31页放射性元素 居里和居里夫人在贝可勒居里和居里夫人在贝可勒尔尔的建议下，对的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（的祖国波兰而命名为钋（Po)，另一种命名为镭，另一种命名为镭（Ra）。）。第7页/共31页天然放射性现象 什么是放射性？什么叫放射性元素？什么叫天然放射现象？阅读教材回答下列问题（1）、物质放出射线的性质，叫放射性。放射性是某些物质天然发生的现象，与外界因素无关。（2）、具有放射性的元素叫放射性元素。（Z83）（3）、物质能自发地放出射线的现象叫天然放射现象。第8页/共31页意义：放射性的发现，使人们认识到原子核是可分的，原子核也有内部结构。第9页/共31页二二.三种射线的性质三种射线的性质请根据洛伦兹力的知识来判断这三束各是什么射线请根据洛伦兹力的知识来判断这三束各是什么射线?第10页/共31页放射性物质发出的射线有三种：放射性物质发出的射线有三种：第11页/共31页天然放射线有哪几种？其性质如何？名称构成电量（e）质量(u)速度电离能力贯穿本领氦核+240.1c最强最弱电子-11/1831/1837 70.99c 较强较强光子00c最弱最强第12页/共31页 元素的放射性是原子的性质还是原子核的性质？放射性的发现有何重要意义？特点：与元素所处的化学状态无关本质：是原子核的性质，而不是原子的性质意义：射线来自于原子核，表明原子核是可分的，原子核也有内部结构第13页/共31页三、放射性元素的衰变 阅读课本回答 1、什么叫原子核的衰变？原子核的衰变有哪几种情况？原子核衰变过程遵循什么规律？（1）原子核的衰变：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的现象，叫做原子核的衰变。（2）原子核的衰变分为两种：衰变、衰变第14页/共31页（3）衰变遵从的规律是：电荷数、质量数、能量和动量都守恒衰变规律：衰变规律：辐射不引起原子核衰变2原子核在放出射线的过程中是否会发生衰变？第15页/共31页衰变：放出粒子的衰变，如 衰变：放出粒子的衰变，如 第16页/共31页3 、衰变是怎样产生的？射线是怎样产生的？衰变在放射性元素中，2个中子和两个质子结合的比较紧密，作为一个整体从较大的原子核中放射出来 衰变核内的中子转化为质子和电子，产生的电子从核中释放出来原子核发生衰变或衰变时，产生的新核处于较高能级。新核由高能级向低能级跃迁时辐射出光子。射线是伴随射线或射线产生的。第17页/共31页质子质子中子中子结合结合在放射性元素的原子核中：在放射性元素的原子核中：中子中子质子质子电子电子转化转化和和第18页/共31页衰变的本质：原子核内的两个质子和两个中子结合成氦核。衰变的本质：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子。第19页/共31页注意：1、射线来自于原子核，与核外电子无关。射线来自于原子核，与核外电子无关。2 2、原子核发生原子核发生 衰变或衰变或 衰变时，产生的新核衰变时，产生的新核处于较高能级。新核由高能级向低能级跃迁时处于较高能级。新核由高能级向低能级跃迁时辐射出辐射出 光子光子。第20页/共31页四、四、放射性元素放射性元素的的半衰期半衰期 第21页/共31页1、定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所用时间，叫放射性元素的半衰期。2、衰变规律：m0:放射性元素的原有质量；m：经过n个半衰期的时间后剩余的放射性元素的质量，则有 m=(1/2)nm0 或m/m0=(1/2)n 3、决定半衰期的因素：由原子核本身决定，只与元素的种类有关，跟元素所处的物理或化学状态无关。4、是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核无意义。某个原子核何时发生衰变是未知的。放射性元素的半衰期第22页/共31页放射性元素放射性元素的的半衰期半衰期放射性元素的原子核放射性元素的原子核有半数发生衰变所需有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元的时间，叫做这种元素的素的半衰期半衰期半衰期表示放射性元素半衰期表示放射性元素衰变快慢的物理量。衰变快慢的物理量。第23页/共31页 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24页/共31页例题：放射性元素衰变的快慢用什么来描述？氡238经过3.8天有一半发生了衰变，转变为钋218，经多长时间剩余164它能够全部转变为钋218吗？放射性元素的原子核衰变掉一半所用时间，叫放射性元素的半衰期。放射性元素衰变的快慢用半衰期来描述衰变规律：m0:放射性元素的原有质量；m：经过n个半衰期的时间后剩余的放射性元素的质量，则有 m=(1/2)nm0或m/m0=(1/2)n第25页/共31页例：钍232（232/90Th）经过_次衰变和_次衰变，最后成为铅208（208/82Pb）分析：因为衰变改变原子核的质量数而衰变不能，所以应先从判断衰变次数入手：衰变次数=6 每经过1次衰变，原子核失去2个基本电荷，那么，钍核经过6次衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了衰变次数：衰变次数=4第26页/共31页 五、核反应的类型：1、衰变 2、原子核的人工转变 3、重核的裂变 4、轻核的聚变第27页/共31页六：磁场中、衰变的规律1、静止原子核衰变前后系统动量守恒。2、（1）衰变或放出正电子 外切圆 R大 粒子（或正电子）R小 新核 （2）衰变 内切圆 R大 粒子（电子）R小 新核 3、规律：半径与电荷量成反比 第28页/共31页衰变衰变第29页/共31页小结 1、天然放射线的性质 2、探测天然射线的基本方法、用力学和电学知识如何分析天然射线的性质.3、原子核衰变规律，理解半衰期概念第30页/共31页谢谢您的观看！第31页/共31页