4.2 原子核的衰变-【步步高】2019版学案导学与随堂笔记物理（沪科版选修3-5）

4.2　原子核的衰变 [学习目标] 1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象.2.知道三种射线的特性.3.知道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． 一、天然放射现象和三种射线 [导学探究]　1.1896年，法国物理学家贝可勒尔发现了放射性元素自发地放出射线的现象，即天然放射现象．是否所有的元素都具有放射性？放射性物质放出的射线有哪些种类？ 答案　原子序数大于或等于83的元素，都能自发地放出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线．放射性物质发出的射线有三种：α射线、β射线、γ射线． 2．怎样用电场或磁场判断三种射线粒子的带电性质？ 答案　让三种射线通过匀强电场，γ射线不偏转，说明γ射线不带电．α射线偏转方向和电场方向相同，带正电，β射线偏转方向和电场方向相反，带负电．或者让三种射线通过匀强磁场，γ射线不偏转，说明γ射线不带电，α射线和β射线可根据偏转方向和左手定则确定带电性质． [知识梳理] 1．天然放射现象 1896年，法国物理学家贝可勒尔发现铀及其化合物能放出一种不同于X射线的新射线． (1)定义：物理学中把物质能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象． (2)放射性：物质放出射线的性质． (3)放射性元素：具有放射性的元素． 2．对三种射线的认识 种类 α射线 β射线 γ射线 组成 高速氦核流 高速电子流 光子流(高频电磁波) 带电荷量 2e －e 0 速率 0.1c 0.99c c 贯穿本领 最弱，用一张薄锡箔或一张纸就能挡住 较强，能穿透几毫米厚的铝板 最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土 电离作用 很强 较强 很弱 [即学即用]　判断下列说法的正误． (1)1896年，法国的玛丽·居里首先发现了天然放射现象．(　×　) (2)原子序数大于83的元素都是放射性元素．(　√　) (3)原子序数小于83的元素都不能放出射线．(　×　) (4)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力．(　×　) (5)β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．(　√　) (6)γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强．(　×　) 二、原子核的衰变 [导学探究]　如图1为α衰变、β衰变示意图． 图1 1．当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？ 答案　发生α衰变时，质子数减少2，中子数减少2. 2．当发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？[来源:学*科*网Z*X*X*K] 答案　发生β衰变时，核电荷数增加1.新核在元素周期表中的位置向后移动一位． [知识梳理]　原子核的衰变 1．定义：原子核由于放出某种粒子而转变成新核的变化，叫做原子核的衰变． 2．衰变类型[来源:学#科#网] (1)α衰变：放射性元素放出α粒子的衰变过程．放出一个α粒子后，核的质量数减少4，电荷数减少2，成为新核． X→Y＋He (2)β衰变：放射性元素放出β粒子的衰变过程．放出一个β粒子后，核的质量数不变，电荷数增加1. X→Y＋e 3．衰变规律：原子核衰变时电荷数和质量数都守恒． 4．衰变的实质 (1)α衰变的实质：2个中子和2个质子结合在一起形成α粒子． (2)β衰变的实质：核内的中子转化为了一个电子和一个质子． (3)γ射线经常是伴随着α衰变和β衰变产生的． [即学即用]　判断下列说法的正误． (1)原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变．(　×　) (2)发生β衰变是原子核中的电子发射到核外．(　×　) (3)γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的．(　√　) 三、放射性元素的半衰期 [导学探究]　1.什么是半衰期？对于某个或选定的几个原子核能根据该种元素的半衰期预测它的衰变时间吗？ 答案　半衰期是一个时间，是某种放射性元素的大量原子核有半数发生衰变所用的时间的统计规律，故无法预测单个原子核或几个特定原子核的衰变时间． 2．某放射性元素的半衰期为4天，若有10个这样的原子核，经过4天后还剩5个，这种说法对吗？ 答案　半衰期是大量放射性元素的原子核衰变时所遵循的统计规律，不能用于少量的原子核发生衰变的情况，因此，经过4天后，10个原子核有多少发生衰变是不能确定的，所以这种说法不对． [知识梳理]　半衰期 1．定义：放射性元素每经过一段时间，就有一半的核发生衰变，这段时间叫做放射性元素的半衰期． 2．特点 (1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大． (2)放射性元素衰变的快慢是由其原子核本身决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件无关． 3．适用条件：半衰期描述的是统计规律，不适用于单个原子核的衰变． 4．半衰期公式：N余＝N原，m余＝