資源簡介

(共21張PPT)
第五章 原子與原子核
第二節 放射性元素衰變
在古代，不論是東方還是西方，都有一批人追求“點石成金”之術，他們試圖利用化學方法將一些普通的礦石變成黃金。當然，這些煉金術士的希望都破滅了。那么，真的存在能讓一種元素變成另一種元素的過程嗎？
類似于“點石成金”的事一直就在自然界中進行著，這就是放射性元素的衰變過程
學習目標
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；
放射性：物質發射射線的性質稱為放射性。
放射性元素：具有放射性的元素稱為放射性元素。
天然放射現象：放射性元素自發地放出射線的現象。
放大了1000倍的鈾礦石
放射性不是少數幾種元素才有的，研究發現，原子序數大于或等于83的所有元素，都能自發的放出射線
原子序數小于83的元素，有的也具有放射性。
元素的放射性是原子的性質還是原子核的性質呢？
一、放射性的發現
實驗表明：如果一種元素具有放射性，那么不論它是以單質的形式存在，還是以某種化合物的形式存在，放射性都不受影響，即放射性與元素所處的化學狀態無關。
由于元素的化學性質取決于原子核外的電子，
因此: 射線來源于原子核。原子核具有內部結構。
原子核
二、原子核衰變
放射性元素放出的三種常見射線：α射線、 β射線和γ射線。
為了探究三種射線的性質，將三種射線射入電場中，偏轉情況如圖所示，便可以通過偏轉情況判定其電性。
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×　
α射線
β射線
γ射線
正電
負電
α射線+
β射線－
γ射線
電場E
將帶正電的射線命名為ɑ射線
將帶負電的射線命名為β射線
將不帶電的射線命名為γ射線
1.三種射線的性質、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
2.衰變的定義
衰變：放射性元素放射出粒子而轉變為另一種元素(新核)的過程
①α衰變：原子核放出α粒子變成新的原子核
②β衰變：原子核放出β粒子變成新的原子核
③γ衰變: 伴隨α衰變和β衰變
3.衰變的分類：
研究發現，原子核除了會發出射線以外，還會發生衰變
當放射性物質連續衰變時，原子核中有的發生α衰變，有的發生β衰變，同時伴隨著γ射線輻射。這時，放射性物質發出的射線中就會同時具有α、β、γ三種射線。
α、β、γ三種射線同時出現：
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
1.如鈾238核放出一個α 粒子后，質量數減少4，電荷數減少2，就變成了釷234核。
衰變方程：
原子核衰變時電荷數和質量數都守恒
2.比如 發生α衰變后產生的 也具有放射性，它放出一個β 粒子后質量數沒有改變，但電荷數增加了1 ，就變成鏷 。
衰變方程：
三、半衰期
2.物理意義：用來描述原子核衰變速度快慢的物理量。不同元素半衰期不同。
1.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，
計為
3.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！
經過對于放射性元素衰變曲線的研究，得到如下衰變規律如下：
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
下圖為始祖鳥的化石，美國科學家維拉·黎比運用了半衰期的原理發明“碳－14計年法”，估算出始祖鳥的年齡，并因此榮獲了1960年的諾貝爾獎．
“碳－14計年法”依據：空氣中14C含量千百年來基本不變，由于呼吸空氣，古生物活著時體內的14C含量與現代生物活著時體內14C相同。
1. 關于放射性元素的描述，正確的是（ ）
A. 原子序數在 84 以上的元素都具有放射性
B. 只有人造元素才有放射性
C. 放射性與元素的化學狀態有關
D. 所有金屬都有放射性
A
2.三種射線中電離能力最強的是（ ）
A. α 射線
B. β 射線
C. γ 射線
D. 無法確定
A
3. β 衰變的本質是（ ）
A. 原子核釋放一個氦核
B. 原子核內的中子轉化為質子和電子
C. 原子核釋放一個光子
D. 原子核內的質子轉化為中子和電子
B
4. 若某放射性元素的半衰期為 5 天，現有 100g 該元素，15 天后剩余質量為（ ）
A. 25g
B. 12.5g
C. 6.25g
D. 3.125g
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

展開更多......

收起↑