【教案】粤教版高中物理选修（3-5）第四章《走进原子核放射性元素的衰变》学案.docVIP

学案2　放射性元素的衰变 [学习目标定位] 1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象.2.知道原子核的组成，会正确书写原子核符号.3.知道原子核的衰变及两种衰变的规律，能熟练写出衰变方程.4.会用半衰期描述衰变的速度，知道半衰期的统计意义． 1．原子核半径的数量级为10－15 m，原子半径的数量级为10－10_m. 2．带电粒子以垂直于电场线的方向进入匀强电场，将做类平抛运动，电场力的方向：正电荷受力方向与电场线方向相同，负电荷受力方向与电场线方向相反． 3．带电粒子以垂直于磁感线的方向进入匀强磁场，将做匀速圆周运动，洛伦兹力的方向可用左手定则判定． 4．放射性的发现 (1)放射性 1896年法国物理学家享利·贝克勒尔发现，铀及含铀的矿物都能够发出看不见的射线，物质放射出射线的性质叫做放射性． (2)放射性元素 具有放射性的元素叫放射性元素． (3)天然放射性元素 能自发地放出射线的元素叫做天然放射性元素．原子序数大于83的所有元素，都有放射性．原子序数小于等于83的元素，有的也具有放射性． (4)放射性发现的意义 放射性的发现揭示了原子核结构的复杂性． 5．原子核的组成 (1)质子的发现 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核时，发现了一种新粒子，这种粒子带有一个单位的正电荷，其质量与氢原子的质量相近，人们把这种粒子命名为质子．并由此可以断定，质子是原子核的组成部分． (2)中子的发现 卢瑟福发现质子后，预言核内应该还存在着质量跟质子差不多的不带电的中性粒子，卢瑟福把他预言的这种粒子称为中子．后来他的学生查德威克在研究用射线轰击铍而产生的一种能量较高、贯穿能力很强的中性粒子时，证实了这就是卢瑟福所预言的中子． (3)原子核的组成 原子核是由中子和质子组成的，一个质量数为A、电荷数为Z的原子核包含Z个质子和A－Z个中子．组成原子核的中子和质子统称为核子．原子核常用符号为X表示，其中X为元素符号． 6．原子核的衰变 (1)衰变 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． (2)衰变中的守恒定律 原子核在发生衰变时，电荷数和质量数总是守恒的． 7．半衰期 (1)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，记为T1/2. (2)衰变规律 如果用m0表示放射性元素衰变前的质量，经过t时间后剩余的放射性元素的质量为m，则衰变规律可以写为：m＝m0(). (3)平均寿命 放射性核素的平均存活时间称为平均寿命，记为τ，半衰期与平均寿命之间的关系为：T1/2＝0.693τ. (4)影响因素 放射性元素衰变的速率由核本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关. 一、原子核的组成 [问题设计] 天然放射现象揭示了原子核还可以再分，那么原子核是由什么粒子组成的？ 答案　见[要点提炼] [要点提炼] 1．质子的发现 1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子，测定了它的电荷和质量，确定它是氢原子核，叫做质子，用p或H表示，其质量为mp＝1.67×10－27kg，质子是原子核的组成部分． 2．中子的发现 (1)卢瑟福的预言：核内还有一种不带电的粒子，名字叫“中子”． (2)查德威克的发现：实验证明了中子的存在，用n表示，中子的质量非常接近于质子的质量，中子是原子核的组成部分． 3．原子核的组成 (1)原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成的． (2)原子核中的三个数字 ①核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数． ②电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数． ③质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数． (3)原子核表示符号 二、三种射线的特性 [问题设计] 1. 图1 如图1所示，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有垂直于纸面向外的匀强磁场．其放出的射线在磁场的作用下分成a、b、c三束．a、b、c三条射线哪个是α射线、哪个是β射线、哪个是γ射线？ 答案　由左手定则知a带负电，应为β射线；c带正电，应为α射线；b不偏转，说明不带电，应为γ射线． 2．如图2所示P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束．则a、b、c三束中哪个是α射线、哪个是β射线、哪个是γ射线？ 图2 答案　a带负电，应为β射线；c带正电，应为α射线；b不带电，应为γ射线． [要点提炼] 　三种射线及其特征 种类 α射线 β射线 γ射线 组成 ①高速氦核流 ②高速电子流 ③光子流(高频 电磁波) 带电量 ④2e ⑤－e ⑥0 质量 ⑦4mp mp＝1.67×