3-2 放射性 衰变-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（教科版选修3-5）

2　放射性　衰变 [目标定位]　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，法国物理学家享利·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．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：e. Pa＋Th→He，(2)β衰变：Th＋U→ 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射线是带正电的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度只有光速的10%，穿透能力弱，一张薄薄的铝箔或一张纸，都能把它挡住． 2．β射线是带负电的电子流，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．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．放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系． 3．半衰期是大量原子核衰变的统计规律． 4．衰变定律：N＝N0e－λt，λ称为衰变常数，反映放射性元素衰变的快慢． 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、三种射线的本质及特点 1．α、β、γ三种射线的性质、特征比较[来源:学*科*网Z*X*X*K] 种 类 α射线 β射线[来源:学科网] 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 质 量 4mp(mp＝1.67×10－27 kg) 静止质量为零 速 率 0.1c 0.99c c 贯穿本领[来源:Z+xx+k.Com] 最弱用一张纸就能挡住 较强能穿透几毫米的铝板 最强能穿透几厘米的铅板 电离作用 很强 较弱 很弱 2.在电场、磁场中偏转情况的比较 (1)在匀强电场中，α射线偏转较小，β射线偏转较大，γ射线不偏转，如图1甲所示． 图1 (2)在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图乙所示． 【例1】　一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图2所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线． 图2 答案　γ　β 解析　在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强；β射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为γ射线，b射线应为β射线． 借题发挥　三种射线的比较方法： (1)α射线是α、β、γ三种射线中贯穿本领最弱的一种，它穿不过白纸． (2)要知道三种射线的成分，贯穿本领和电离本领． (3)要知道α、β、γ三种射线的本质，α、β是实物粒子，γ射线是电磁波谱中的一员． 针对训练1　(多选)天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是 (　　) A．一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线 B．某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核 C．三种射线中对气体电离作用最强的是α射线 D．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子 答案　ACD 解析　由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是伴随α、β衰变而产生的一种电磁波，不会使原核变成新核．三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β粒子是电子，来源于原子核，故D正确． 二、原子核的衰变 1．原子核放出α粒子或β粒子后，变成另一种原子核，这种现象称为原子核的衰变． 2．α衰变：He X―→A－4Z－2Y＋ 原子核进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2. α衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中释放出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象． 3．β衰变：e Y＋X―→ 原子核进