4-1&4-2 走进原子核&放射性元素的衰变-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（粤教版选修3-5）

第一节　走进原子核 第二节　放射性元素的衰变 [目标定位]　1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象.2.知道原子核的组成，会正确书写原子核的符号.3.知道原子核的衰变及两种衰变的规律，掌握三种射线的特性.4.会用半衰期描述衰变的快慢，知道半衰期的统计意义． 一、放射性的发现 1．放射性 1896年法国物理学家享利·贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物都能够发出看不见的射线，物质放射出射线的性质叫做放射性． 2．放射性元素 具有放射性的元素叫放射性元素．[来源:学§科§网Z§X§X§K] 玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)． 3．天然放射性元素 能自发地放出射线的元素叫做天然放射性元素．原子序数大于83的所有元素，都有放射性．原子序数小于等于83的元素，有的也具有放射性． 4．放射性发现的意义 放射性的发现揭示了原子核结构的复杂性． 二、原子核的组成 1．质子的发现：卢瑟福用α粒子轰击氮核获得了质子． 2．中子的发现：卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了中子的存在． 3．原子核的组成：由质子和中子组成，因此它们统称为核子． 4．原子核的电荷数：等于原子核的质子数即原子的原子序数． 5．原子核的质量数：等于质子数和中子数的总和． 6．原子核的符号：X，其中X为元素符号，A为原子核的质量数，Z为原子核的电荷数． 三、放射线的本质 1．射线种类 放射性物质发出的射线有三种：α射线、β射线、γ射线． 2．放射线的本质 (1)α射线是高速运动的α粒子流，射出时的速度可达0.1c. (2)β射线是高速运动的电子流，射出时速度可达0.99c. (3)γ射线是波长很短的电磁波． 四、原子核的衰变 1．衰变 一种元素经放射过程变成另一种元素的现象． 2．衰变方程[来源:学*科*网] (1)α衰变的一般方程为He，每发生一次α衰变，新元素与旧元素相比较，核电荷数减2，质量数减4. Y＋X→ (2)β衰变的一般方程为e，每发生一次β衰变，新元素与旧元素相比较，核电荷数加1，质量数不变． Y＋X→ 3．γ射线 γ射线是伴随α衰变、β衰变同时产生的，γ射线不改变原子核的电荷数和质量数． 五、半衰期 1．定义：原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间． 2．公式：m＝，m0表示放射性元素衰变前的质量，m为经过时间t后剩余的放射性元素的质量． 预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1 问题2 问题3 一、原子核的组成 1．原子核的组成 原子核是由质子、中子构成的，质子带正电，中子不带电．不同的原子核内质子和中子的个数并不相同．原子核的直径为10－15～10－14 m. 2．原子核的符号和数量关系 (1)符号：X. (2)基本关系：核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数． 【例1】　已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226.试问： (1)镭核中有几个质子？几个中子？ (2)镭核所带电量是多少？ (3)若镭原子呈电中性，它核外有几个电子？ (4)Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？ Ra和Ra是镭的一种同位素，让 答案　(1)88　138　(2)1.41×10－17 C　(3)88[来源:学.科.网] (4)113∶114 解析　因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得： (1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即 N＝A－Z＝226－88＝138. (2)镭核所带电荷量 Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C. (3)镭原子呈电中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88. (4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有Bqv＝m.＝＝，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故 借题发挥　对核子数、电荷数、质量数的理解 (1)核子数：质子和中子的质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数． (2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷等于质子电荷的整数倍，通常用这个数表示原子核的电量，叫做原子核的电荷数． (3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数． 针对训练1　在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为He中的4和2分别表示(　　) He， A．4为核子数，2为中子数 B．4为质子数和中子数之和，2为质子数 C．4为核外电子数，2为中子数 D．4为