高中物理课件 放射性元素的衰变

第十九章第2节新知预习·巧设计名师课堂·一点通创新演练·大冲关随堂检测归纳小结课下作业综合提升要点一要点二返回返回返回1．知道放射现象的实质是原子核的衰变。2．知道α衰变、β衰变的规律，会写衰变方程。3．理解半衰期的概念，并能利用公式进行简单计算。返回[读教材·填要点]1．原子核的衰变(1)定义：原子核由于放出或而转变为新原子核的过程。(2)分类α粒子β粒子返回[关键一点]发生α衰变时，新核在元素周期表中向前移2位，发生β衰变时，新核在元素周期表中向后移1位。2．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有发生衰变的时间。(2)决定因素：放射性元素衰变的快慢是由的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件关系。不同的放射性元素，半衰期。半数核内部自身没有不同返回(3)应用：利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、推断时间。[关键一点]半衰期是描述的是大量原子核衰变的统计规律，对少量或单个原子核没有意义。返回[试身手·夯基础]1．一个原子核发生衰变时，下列说法中正确的是()A．总质量数保持不变B．核子数保持不变C．变化前后质子数保持不变D．总动量保持不变解析：衰变过程中质量数守恒，又质量数等于核子数，故衰变过程中核子数不变，A、B正确；发生β衰变时，质子数增加，C错；由动量守恒的条件知D正确。答案：ABD返回2．原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射线。这些射线共有三种：α射线、β射线和γ射线。下列说法中正确的是()A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1解析：发生一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减少2；发生一次β衰变，核电荷数、原子序数增加1。答案：D返回3．关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是()A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间B．半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间C．半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关D．半衰期可以用于测定地质年代、生物年代等解析：原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，C错误；原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间(即半衰期)，原子核就衰变掉总数的一半，A错误，B正确；利用铀238可测定地质年代，利用碳14可测定生物年代，D正确。答案：BD返回4．某放射性元素经过11.4天有7/8的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为________天。解析：有78的原子核发生衰变，说明还剩下18的原子核没有衰变，因每经过一个半衰期原子核减少一半，所以经过的时间是3个半衰期，半衰期为11.43天＝3.8天。答案：3.8返回返回1．原子核的衰变(1)α衰变：①衰变过程：AZX―→A－4Z－2Y＋42He②衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较紧密，在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是α衰变现象。即210n＋211H―→42He返回(2)β衰变：①衰变过程：AZX―→AZ＋1Y＋0－1e②衰变的实质：β衰变是原子核中的中子转化成一个电子，即β粒子放射出来，同时还生成一个质子留在核内，使核电荷数增加1，即10n→11H＋0－1e返回2．衰变次数的计算方法(1)计算依据：确定衰变次数的依据是两个守恒规律，即质量数守恒和核电荷数守恒。(2)计算方法：设放射性元素AZX经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素A′Z′Y，则表示该核反应的方程为AZX→A′Z′Y＋n42He＋m0－1e。返回根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m。以上两式联立解得n＝A－A′4，m＝A－A′2＋Z′－Z。由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。返回1．(2012·大纲全国卷)U经过m次α衰变和n次β衰变，变成Pb，则()A．m＝7，n＝3B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9D．m＝14，n＝18[思路点拨]通过α、β两种衰变过程中核电荷数和质量数的变化规律进行分析计算。9223582207返回[解析]原子核每发生一次α衰变，质量数减少4，核电荷数减少2；每发生一次β衰变，质量数不变，核电荷数增加1。比较两种原子核，质量数减少28，即发生了7次α衰变；核电荷数应减少14，而核电荷数减少10，说明发生了4次β衰变，B项正确。[答案]B返回1．对半衰期的理解半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰变速率一定，不同元素的半衰期不同，有的差别很大。2．半衰期公式N余＝N原(12)t/T，m余＝m0(12)t/T。式中N原、m0表示衰变前的原子数和质量，N余、m余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t表示衰变时间，T表示半衰期。返回3．影响因素放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。4．适用条件半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，因此，半衰期只适用于大量的原子核。[名师点睛]原子核的衰变规律和质量的衰变规律是一样的。原因是原子中电子的质量可忽略不计。返回2．为测定某水库的存水量，现将一小瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这瓶溶液每分钟衰变8×107次，这种同位素的半衰期为2天，10天之后从水库中取出1m3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量为多少？[审题指导]放射性元素每分钟的衰变次数与质量成正比。返回[解析]设放射性同位素原有质量为m0,10天后其剩余质量为m，水库存水量为Qm3，由放射性同位素1min的衰变次数与其质量成正比可得10Q8×107＝mm0，由半衰期公式得，m＝m0(12)tT，以上两式联立并代入数据，得，10Q8×107＝(12)102＝(12)5，解得Q＝(12)5×8×106m3＝2.5×105m3。[答案]2.5×105m3返回理解半衰期的常见误区：(1)错误地认为半衰期就是一个放射性元素的原子核衰变到稳定核所经历的时间。其实半衰期是大量的原子核发生衰变时的统计规律。(2)错误地认为放射性元素的半衰期就是元素质量减少为原来一半所需要的时间，该观点混淆了尚未发生衰变的放射性元素的质量与衰变后元素的质量的差别。其实衰变后的质量包括衰变后新元素的质量和尚未发生衰变的质量两部分。返回返回点击下图进入随堂检测归纳小结返回点击下图进入课下作业综合提升