原子核衰变及半衰期课件

*,*,*,*,*,*,第节原子核衰变及半衰期,第章：原子核与放射性,第节原子核衰变及半衰期 第章：原子核与放射性,考点,1,三种射线、两种衰变,1.,天然放射现象,(1),天然放射现象,.,元素,_,地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现,.,天然放射,现象的发现，说明,_,具有复杂的结构,.,自发,原子核,考点1 三种射线、两种衰变1.天然放射现象自发原子核,(2),放射性和放射性元素,.,物质发射某种看不见的射线的性质叫,_.,具有放射性的元,素叫,_,元素,.,(3),三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是,_,_,、,_,、,_.,放射性,放射性,射线,射线,射线,(2)放射性和放射性元素.放射性放射性射线射线射线,2.,原子核的衰变,(1),原子核放出,粒子或,粒子，变成另一种,_,的变化,称为,_,的衰变,.,(2),分类,.,衰变：,_,衰变：,_,(3),半衰期：放射性元素的原子核有,_,发生衰变所需的时间,.,半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的,_,_,无关,.,原子核,原子核,半数,物理、化学状,态,2.原子核的衰变原子核原子核半数物理、化学状态,1.,三种射线的比较,射线名称,比较项目,射线,射线,射线,组成,高速氦核流,高速电子流,光子流（高频电磁波）,带电量,2e,-e,0,质量,4m,p,静止质量为零,符号,1.三种射线的比较射线名称比较项目 射线 射线 射线,射线名称,比较项目,射线,射线,射线,速度,可达,0.1c,可达,0.99c,c,垂直进入电场或磁场的偏转情况,偏转,偏转,不偏转,贯穿本领,最弱,较强,最强,对空气的,电离作用,很强,较弱,很弱,射线名称比较项目 射线 射线 射线 速度 可达0.1c,2.,衰变、,衰变的比较,衰变类型,衰变,衰变,衰变方程,衰变实质,2,个质子和,2,个中子结合成,一个整体射出,1,个中子转化为,1,个质子和,1,个电子,匀强磁场中,轨迹形状,衰变规律,电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒,2.衰变、衰变的比较衰变类型 衰变 衰变 衰变方程,3.,对半衰期的两点说明,(1),根据半衰期的概念,可总结出公式,.,式中,N,原,、,m,原,表示衰变前的放射性,元素的原子数和质量，,N,余,、,m,余,表示衰变后尚未发生衰变的放射,性元素的原子数和质量，,t,表示衰变时间，,表示半衰期,.,(2),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,.,3.对半衰期的两点说明,考点,2,核反应的四种类型,核反应比较,类型,可控性,核反应方程典例,衰变,衰变,自发,衰变,自发,人工转变,人工,控制,（约里奥,居里夫妇发现放射性同位素及正电子）,考点2 核反应的四种类型核反应比较类型 可控性 核反应方程,关于核反应的三点说明,(1),核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向,箭头表示反应方向，不能用等号连接,.,(2),核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个,守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程,.,(3),核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒,.,关于核反应的三点说明,衰变与其射线,【,例证,1】(2011,重庆高考,),核电站核泄漏的污染物中含有碘,131,和铯,137.,碘,131,的半衰期约为,8,天，会释放,射线；铯,137,是,铯,133,的同位素，半衰期约为,30,年，发生衰变时会辐射,射线,.,下列说法正确的是,(),A.,碘,131,释放的,射线由氦核组成,B.,铯,137,衰变时辐射出的,光子能量小于可见光光子能量,C.,与铯,137,相比，碘,131,衰变更慢,D.,铯,133,和铯,137,含有相同的质子数,衰变与其射线,【,解题指南,】,解答本题时要把握以下三点：,(1),半衰期的长短代,表了衰变的快慢,.(2),光子能量大小由频率高低决定,.(3),同位素,的核电荷数相同,.,【,自主解答,】,选,D.,射线是高速运动的电子流，不是氦原子,核，,A,错误；,射线的频率大于可见光的频率，根据,E=hv,可,知，,射线光子能量大于可见光光子能量，,B,错误；半衰期越,短，衰变越快，,C,错误；铯,133,和铯,137,都是铯元素，是质子数相,同而中子数不同的同位素，所以,D,正确,.,【解题指南】解答本题时要把握以下三点：(1)半衰期的长短代,【,总结提升,】,解答本题关键在于搞清三种射线的性质，以及半,衰期及同位素的概念,.,对易错选项及错误原因具体分析如下：,易错角度,错误原因,易错选,A,分不清,、,、,射线的性质，实际上,射线为高速氦核流，,射线为高速电子流，,射线为光子流,易错选,B,误认为,射线的频率小于可见光的频率，而实际上,射线的频率大于可见光的频率,【总结提升】解答本题关键在于搞清三种射线的性质，以及半易错角,核反应类型与核反应方程,【,例证,2】(2011,北京高考,),表示放射性元素碘 衰变的,方程是,(),A.B.,C.D.,【,解题指南,】,解答本题时要把握以下两点：,(1),在原子核衰变过程中，质量数守恒，电荷数守恒,.,(2),衰变是原子核放出高速电子流,.,核反应类型与核反应方,【,自主解答,】,选,B.,碘 的原子核内一个中子放出一个电,子，变成一个质子，质量数没有发生变化，核电荷数增加,1,，,所以生成,54,号元素 放出一个电子,.B,选项正确,.,【自主解答】选B.碘 的原子核内一个中子放出一个电,【,总结提升,】,核反应方程的书写方法,(1),熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础,.,如质子 中子,粒子,粒子 正电子,氘核 氚核 等,.,(2),掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断,某个核反应方程是否正确的依据，所以要理解并应用好质量数,守恒和电荷数守恒的规律,.,(3),熟悉核反应的四种基本类型，可以帮助我们理清思路，很快,写出正确的核反应方程,.,【总结提升】核反应方程的书写方法,1.(2011,浙江高考,),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,B.,射线是由原子核外电子电离产生,C.,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,1.(2011浙江高考)关于天然放射现象，下列说法正确的是,【,解题指南,】,解答本题时应注意理解：,(1),天然放射现象中三种射线的产生机理,.,(2),影响天然放射现象的因素,.,【,解析,】,选,D.,射线是在,衰变中产生的，本质是氦核，,A,错,误；,射线是在,衰变中产生的，本质是高速电子束，,B,错,误；,射线是发生,衰变和,衰变时原子核发生能级跃迁而产,生的电磁波，,C,错误；物质的放射性由原子核内部自身的因素决,定，与原子所处的化学状态和外部条件无关,D,正确,.,【解题指南】解答本题时应注意理解：,2.(2011,上海高考,),天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知,(),A.,来自于原子核外的电子,B.,的电离作用最强，是一种电磁波,C.,的电离作用较强，是一种电磁波,D.,的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子,2.(2011上海高考)天然放射性元素放出的三种射线的穿透,【,解析,】,选,D.,从穿透能力上看，能穿透铝板进入铅板，必,然是,射线，,射线是原子核内发出的高频光子，属于电磁,波，电离作用弱，故,D,正确，,C,错误；能穿透纸板进入铝板，,必然是,射线，是原子核内发射出的电子流，,A,错误；纸板能,够挡住，则是,射线，它的电离作用最强，但它是氦原子,核，不是电磁波，,B,错误,.,【解析】选D.从穿透能力上看，能穿透铝板进入铅板，必,3.,14,C,测年法是利用,14,C,衰变规律对古生物进行年代测定的方法，,若以横坐标,t,表示时间，纵坐标,m,表示任意时刻,14,C,的质量，,m,0,为,t=0,时,14,C,的质量,.,下面四幅图中能正确反映,14,C,衰变规律的是,(),【,解析,】,选,C.,由公式 并结合数学知识可知,C,正确,.,3.14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方,4.,原子核 与氘核 反应生成一个,粒子和一个质子,.,由此可,知,(),A.A=2,Z=1,B.A=2,Z=2,C.A=3,Z=3,D.A=3,Z=2,【,解析,】,选,D.,写出核反应方程：,由质量数守,恒和电荷数守恒，列方程：,A+2=4+1,Z+1=2+1,解得,:A=3,Z=2,故,选项,D,正确,.,4.原子核 与氘核 反应生成一个粒子和一个质子.由,.(1)(,钍,),经过一系列,衰变和,衰变,变成,(,铅,).,以下,说法正确的是,(),A.,铅核比钍核少,8,个质子,B.,铅核比钍核少,16,个中子,C.,共经过,4,次,衰变和,6,次,衰变,D.,共经过,6,次,衰变和,4,次,衰变,.(1)(钍)经过一系列衰变和衰变,变成,(2),约里奥,居里夫妇发现放射性元,素 衰变成 的同时放出另一种,粒子,这种粒子是,_.,是,的同位素,被广泛应用于生物示踪技,术,1 mg,的 随时间衰变的关系如,图所示,请估算,4 mg,的 经多少,天的衰变后还剩,0.25 mg?,(2)约里奥居里夫妇发现放射性元,【,解析,】,(1),选,A,、,B,、,D.,设,衰变次数为,x,衰变次数为,y,由质,量数守恒和电荷数守恒得,232=208+4x,，,90=82+2x-y,解得,x=6,y=4,C,错,D,对,.,铅核、钍核的质子数分别为,82,、,90,故,A,对,.,铅核、钍核的中子数分别为,126,、,142,故,B,对,.,(2),写出衰变方程为 故这种粒子为,(,正电子,),由,m-t,图知 的半衰期为,14,天,由 得,0.25 mg=,4 mg,故,t=56,天,.,答案：,(1)A,、,B,、,D (2),正电子,56,天,【解析】(1)选A、B、D.设衰变次数为x,衰变次数为y,【,总结提升,】,衰变次数的确定方法,方法一：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元,素 经过,n,次,衰变和,m,次,衰变后，变成稳定的新元素 ，,则表示该核反应的方程为：,根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程,A=A+4n Z=Z+2n-m,由以上两式联立解得,由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组,.,方法二：因为,衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确定,衰变的次数，然后再根据衰变规律确定,衰变的次数,.,【总结提升】衰变次数的确定方法,