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第五章 原子與原子核
第2節 放射性元素的衰變
關于原子核內部信息的研究，最早來自礦物的天然放射現象。
那么，人們是怎樣從破解天然放射現象入手，一步步揭開了原子核秘密的呢？
鈾礦
1.知道天然放射現象及其規律;
2.理解三種射線的本質，以及如何利用磁場區分它們；
3.知道放射現象的實質是原子核的衰變；
4.知道兩種衰變的基本性質，掌握原子核的衰變規律；
一、放射性的發現
1896年，法國物理學家貝克勒爾發現，鈾和含鈾的礦物能夠發出看不見的射線，它能穿透黑紙使照相底片感光。
1.天然放射現象的發現
貝克勒爾，
1852－1908，法國.
(3)原子序數大于83的元素，都能自發地發出射線，原子序數小于或等于83的元素，有的也能發出射線。
2.放射性和放射性元素
(1)放射性：物質發出射線的性質。
(2)放射性元素：具有放射性的元素。
3.天然放射現象：放射性元素自發地發出射線的現象。
1903年，居里夫婦和貝克勒爾由于對放射性的研究而共同獲得諾貝爾物理學獎 。
1911年，因發現元素釙和鐳再次獲得諾貝爾化學獎，因而成為世界上第一個兩獲諾貝爾獎的人。
皮埃爾·居里，1859－1906，法國物理學家
瑪麗·居里，1867－1934， 法國籍波蘭裔物理學家、化學家
4. 射線的來源
射線與核外電子無關，它來自原子核。說明原子核內部是有結構的。
原子核
單質、化合物
放射性的強度不受溫度、壓強的影響。
二、原子核衰變
1.射線本質
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
× × × ×
γ粒子
（1）研究方法：把射線放入電場或磁場來研究其性質，如圖所示:
有磁場：膠片有三處感光
在磁場作用下，射線分為三束，即射線由三種粒子組成.
通過左手定則：
右偏帶負電，是β射線
不偏不帶電，叫γ射線
無磁場：膠片只有一處感光
說明：
左偏帶正電，是α射線
β粒子
α粒子
2.三種射線的性質、特性
α射線 β射線 γ射線
本質
速度
特性
氦核 α粒子流
電子流
光子流
光速的
光速的99%
貫穿本領小，
電離作用強
貫穿本領大，電離作用較弱能穿透幾毫米的鋁板
貫穿本領最強，電離作用最弱能穿透幾厘米的鉛板
光速c
原子核的衰變：一種元素經放射過程變成另一種元素的現象。
把放出α粒子的衰變稱為α衰變，
放出β粒子的衰變稱為β衰變。
以上三種射線都是伴隨原子核衰變而放射出來的
3.原子核的衰變
β衰變實質：核內的中子轉化成了一個質子和一個電子。
β衰變的本質
α衰變的本質：兩個中子和兩個質子能十分緊密地結合在一起，因此，在一定條件下它們會作為一個整體從較大的原子核中被拋射出來，即發生了α衰變。
α衰變的本質
4.兩種衰變本質：
三、半衰期
1.半衰期的定義
半衰期：原子核數目因衰變減少到原來的一半所經過的時間
2.半衰期的特點
（1）不同的放射性元素，半衰期不同
（2）半衰期描述的是統計規律，研究單個原子核無法預測.
（3）半衰期由原子核內部因素決定，與化學狀態和外部條件沒有關系.
半衰期越大，衰變得越慢！
3.衰變規律
m 為衰變后剩下原子核質量
m0為衰變前的原子核質量
t 為衰變的時間
為元素的半衰期
4.應用
利用天然放射性元素的半衰期可以估測巖石、化石和文物的年代．
情境：新疆文物考古研究所在2017年的1月、2月先后對羅布泊境內的古樓蘭區域進行考古調查，在孔雀河下游北岸發現了一座古城，經過14C測定，古城的年代在東漢至魏晉時期，
請問：考古學家測量某古生物遺骸14C含量為現代生物14C含量的k倍，如何據此數據推算出古城遺址的年代呢？（14C的半衰期為5730年）
1.某一放射性元素放出的射線通過電場后分成三束，如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．射線1的電離作用在三種射線中最強
B．射線2貫穿本領最弱，用一張白紙就可以將它擋住
C．放出一個射線1的粒子后，形成的新核比原來的電荷數少1個
D．一個原子核放出一個射線3的粒子后，質子數和中子數都比原來少2個
D
2.用中子轟擊鋁27，產生鈉24和X粒子，鈉24具有放射性，它衰變后生成鎂24，則X粒子和鈉的衰變過程分別是(　　)
A．質子，α衰變　　　　　　　
B．電子，α衰變
C．α粒子，β衰變
D．正電子，β衰變
C
3. 關于放射性元素的半衰期，下列說法正確的是（ ）
A．半衰期是原子核全部衰變所需時間的一半
B．半衰期是原子核有半數發生衰變所需的時間
C．半衰期是原子量減少一半所需的時間
D．半衰期是元素質量減少一半所需的時間
B
放射性元素的衰變
放射性的發現
原子核的衰變
半衰期
貝克勒爾
居里夫婦
三種射線的特點
(帶電、貫穿和電離能力)
定義
三個特點
衰變規律

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