3.2 放射性 衰变-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（教科版选修3-5）

2　放射性　衰变 [学习目标]　1.了解放射性的发现，知道什么是放射性和天然放射性.2.知道三种射线的种类性质.3.知道衰变及两种衰变的规律，能熟练写出衰变方程.4.了解半衰期的概念及有关计算． 一、天然放射现象 1．1896年，法国物理学家亨利·贝克勒尔发现铀化合物能放出某种射线使密封完好的照相底片感光，这种性质称为放射性．后来，物理学家居里夫妇又相继发现了放射性元素钋和镭． 2．放射性元素自发地发出射线的现象，叫天然放射现象．天然放射现象说明原子核具有复杂结构． 3．自然界中多种元素都能自发地放出射线，原子序数大于或等于83的元素都具有放射性，较轻的元素有些也具有放射性． 二、衰变 1．放射性衰变：放射性元素是不稳定的，它们会自发地蜕变为另一种元素，同时放出射线，这种现象为放射性衰变． 2．衰变形式：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为α衰变，放出β粒子的衰变为β衰变，而γ射线是伴随α射线或β射线产生的． 3．衰变方程举例： (1)α衰变：U→Th＋He (2)β衰变：Th→Pa＋e. 4．原子核衰变前、后电荷数和质量数均守恒． 三、三种射线的性质 1．α射线：带正电的α粒子流，α粒子是氦原子核，α射线的速度只有光速的10%，穿透能力弱，一张薄薄的铝箔或一层裹底片的黑纸，都能把它挡住． 2．β射线：带负电的电子流，它的速度很快，穿透力强，在空气中可以走几十米远，而碰到几毫米厚的铝片就不能穿过了． 3．γ射线本质上是一种波长极短的电磁波，穿透力极强，能穿过厚的混凝土和铅板． 四、半衰期 1．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间，叫做这种元素的半衰期． 2．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，反映放射性元素衰变的快慢． 3．半衰期是由原子核自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系． [即学即用] 1．判断下列说法的正误． (1)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力．(　×　)[来源:Z_xx_k.Com] (2)原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变．(　×　) (3)同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长．(　×　) (4)放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用．(　√　) (5)氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后只剩下一个氡原子核．(　×　) 2．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有______________． 答案　 解析　由题意可知m余＝m()＝. 一、天然放射现象和三种射线 [导学探究]　如图1为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图． 图1 (1)α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转说明了什么？ (2)α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径说明什么问题？ 答案　(1)说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电． (2)根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式r＝可知，α粒子的应大于β粒子的，即α粒子的质量应较大． [知识深化] 1．三种射线的实质 α射线：α粒子流，带2e的正电荷； β射线：高速电子流，带e的负电荷； γ射线：光子流(高频电磁波)，不带电． 2．三种射线在电场中和磁场中的偏转 (1)在匀强电场中，γ射线不发生偏转，做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动，在同样的条件下，β粒子的偏移大，如图2所示． 图2 (2)在匀强磁场中，γ射线不发生偏转，仍做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径小，如图3所示． 图3 3．元素的放射性 (1)一种元素的放射性与其是单质还是化合物无关，这就说明射线跟原子核外电子无关． (2)射线来自于原子核说明原子核内部是有结构的． 例1　如图4所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应属于下表中的(　　) 图4 选项 磁场方向 到达O点的射线 到达P点的射线 A 竖直向上 β α B 竖直向下 α β C 垂直纸面向里 γ β D 垂直纸面向外 γ α 答案　C 解析　R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线穿透本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里． 1．对放射性和射线的理解： (1)一种元素的放射性，与其是单质还是化合物无关，这