2017-2018学年高中物理选修3-5教学案(24份)粤教版20(汇教案).docx

第二节 放射性元素的衰变 ．α射线实际上就是高速运动的 α粒子流，速度可达到光速的，其电离能力强，穿透能 力较差，在空气中只能前进几厘米。 ．β射线是高速运动的电子流，它速度很大，可达光速的，它的穿透能力较强，电离能 力较弱。 ． γ射线呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在 － 以下，它的电离作用更小， 但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板。 ．原子核放出一个 α粒子后，核的质量数减少，电荷数减少。 ．半衰期越大， 说明放射性元素衰变得越慢， 放射性元素的半衰期是由核本身的因素决 定的，与原子所处的物理状态或化学状态无关。 对三种射线的理解 .三种射线的比较 种类 α射线 β射线 γ射线 组成 高速氦核流 高速电子流 光子流 (高频电磁波 ) 带电荷量 － 质量 ＝× － ) 静止质量为零 速度 在电场或 偏转 与 α射线反向偏转 不偏转 磁场中 贯穿本领 最弱用纸能挡住 较强穿透几毫米 最强穿透几厘米的铅板 的铝板 对空气的 很强 较弱 很弱 电离作用 在空气中 粗、短、直 细、较长、曲折 最长 的径迹 通过胶片 感光 感光 感光 ．三种射线的分离 ()用匀强电场分离时，带正电的α射线沿电场方向偏转，带负电的 β 射线沿电场的反方向偏转，且α射线偏转小， β射线偏转大，而 γ射线不 偏转。如图－－所示。 ()用匀强磁场分离时， α射线和 β射线沿相反的方向做匀速圆周运动， 图－－ 且在同样的条件下 α射线的轨道半径大， β射线的轨道半径小； γ射线不 偏转。如图－－所示。 图－－ ．一放射源放射出某种或多种射线， 当用一张薄纸放在放射源前面时， 射线的强度减为原来的，而当用 厚的铝板放在放射源前面时，射线的强度减小到几乎为零。由此可知，该 放射源所放射出的 ( ) ．仅是 α射线 ．仅是 β射线 ．是 α射线和 β射线 ．是 α射线和 γ射线 解析： 三种射线中， γ射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板。本题中用 厚的铝 片即能挡住射线， 说明射线中不含 γ射线， 用薄纸便可挡住部分射线， 说明射线中含有贯穿 本领较小的 α射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有 β射线。故选项对。 答案： 原子核的衰变 .定义 一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变。 ．衰变规律 原子核衰变时，电荷数和质量数都守恒。 ．衰变方程 () α衰变：原子核放出一个 α粒子，衰变方程为： →＋ () β衰变：原子核放出一个 β粒子，衰变方程为： →＋ －) () γ射线经常是伴随 α衰变或 β衰变而产生，往往是由于衰变后的新核向低能级跃迁时 辐射出来的一份能量，原子核释放出一个 γ光子不会改变它的质量数和核电荷数。 ． α衰变和 β衰变的实质 () α衰变： α粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的。在放射性元素的 原子核中， 两个质子和两个中子结合得比较紧密， 有时会作为一个整体从较大的原子核中抛 射出来，这就是放射性元素发生的 α衰变现象，即 ＋→ () β衰变：原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电 子从核内发射出来，这就是 β衰变。 β衰变是原子核中的一个中子转化成一个电子和一个质 子，即 →＋ － ．衰变方程的书写 ()衰变过程一般都不是可逆的，所以衰变方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等 号连接。 ()衰变的生成物一定要以实验为基础， 不能凭空只依据两个守恒杜撰出生成物来写衰变 方程。 ()当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生 α衰变，有的发生 β衰变，同时伴 随着 γ辐射。这时可连续放出三种射线。 ．原子核发生 β衰变时，此 β粒子是 ( ) ．原子核外的最外层电子 ．原子核外的电子跃迁时放出的光子 ．原子核内存在着的电子 ．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子 解析：因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的， 原子核内并不含电子， 但 在一定条件下， 一个中子可以转化成一个质子和一个负电子， 一个质子可以转化成一个中子和一个正电子，其转化可用该式表示： ―→ ＋ (β)， ―→ ＋。 由上式可看出 β粒子 (负电子 )是原子核内的中子转化而来， 正电子是由原子核内的质子转化而来。选项对。 答案： 半 衰 期 .定义 放射性元素的原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间， 叫做半衰期， 用符号 表示。 2 ．物理意义 半衰期是描述放射性元素衰变快慢的物理量； 不同的放射性元素， 其半衰期不同， 有的差别很大。半衰期越大，表明放射性元素衰变得越慢。 ．公式 ＝ ，＝ 式中、表示衰变前的原子数和质量， 、表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，表 示衰变时间， 1 表示半衰期。 2 ．影响因素 放射性元素衰