第五章 2 放射性元素的衰变（第1课时 原子核的衰变　半衰期）（课件）—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理选择性必修第三册

第1课时　原子核的衰变 半衰期 选修第三册 人教版 第五章 原子核 2　放射性元素的衰变 学习目标 1. 知道什么是α衰变和β衰变，能运用衰变规律写出衰变方程. 2. 知道半衰期的概念和半衰期的统计意义，能利用半衰期公式进行简单计算． 知识梳理 一、原子核的衰变 1．定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，而变成另一种原子核的变化． 2．衰变类型 (1)α衰变： 原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，的α衰变方程：→＋. (2)β衰变： 原子核放出β粒子的衰变．进行β 衰变时，质量数不变，电荷数加1，的β衰变方程：→＋. 3．衰变规律：电荷数守恒，质量数守恒． 4．原子核衰变的理解 衰变类型 衰变方程 衰变实质 典型方程 衰变规律 α衰变 →＋ 2个质子和2个中子结合成氦核2＋→ →＋ 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 β衰变 →＋ 1个中子转化为1个质子和1个电子→＋ →＋ 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 5．衰变方程的书写：衰变方程用“→”，而不用“＝”表示，因为衰变方程表示的是原子核的变化，而不是原子的变化． 6．衰变次数的判断技巧 (1)方法：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素，则衰变方程为： →＋n＋m 根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m. (2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数． 二、半衰期 1．定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间． 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．适用条件：半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变． 4．对半衰期规律的理解 半衰期 定义 衰变规律 影响因素 半衰期规律是对大量原子核衰变行为作出的统计结果，可以对大量原子核衰变行为进行预测，而单个特定原子核的衰变行为不可预测 半衰期 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间 N余＝N原 ，m余＝m原 式中N原、m原分别表示衰变前的原子核数和质量，N余、m余分别表示衰变后的尚未发生衰变的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期. 由原子核内部因素决定，跟原子所处的外部条件、化学状态无关 半衰期规律是对大量原子核衰变行为作出的统计结果，可以对大量原子核衰变行为进行预测，而单个特定原子核的衰变行为不可预测 1.（2020高二下·防城港月考） 衰变为 要经过 次 衰变和 次 衰变，则 、 分别为（    ） A. 2,4 B. 4,2  C.4,6 D. 16,6  例题 【答案】 B 【考点】原子核的衰变、半衰期 【解析】【解答】 衰变为 根据质量数守恒得： ， 根据电荷数守恒得： ， 解得 B符合题意，ACD不符合题意． 故答案为：B． 参考答案 2.（2020高二下·长春月考）某原子核经历了 2 次 α 衰变， 6 次 β 衰变，它的质子数及中子数变化情况分别是（   ） A. 减少 4 ，减少 4             B. 增加 2 ，减少10             C. 减少10 ，增加 2             D. 增加 4 ，减少8 例题 【答案】 B 【考点】原子核的衰变、半衰期 【解析】【解答】某原子核经历了 2 次 α 衰变， 质量数减小8，电荷数减小4；再经过6 次 β 衰变，质量数不变，电荷数增加6，则整个过程中质量数减小8，电荷数增加2；质子数增加2，中子数减小10。 故答案为：B。 参考答案 3.（2020高二下·延安月考）某原子核A先进行一次β衰变变成原子核B，再进行一次α衰变变成原子核C，则（      ） A. 核C的质子数比核A的质子数少2                           B. 核A的质量数减核C的质量数等于3 C. 核A的中子数减核C的中子数等于3                       D. 核A的中子数减核C的中子数等于5 例题 【答案】 C 【考点】原子核的衰变、半衰期 【解析】【解答】原子核A进行一次β衰变后，一个中子转变为一个质子并释放一个电子，再进行一次α衰变，又释放两个中子和两个质子，所以核A比核C多3个中子、1个质子．C项正确，ABD三项错误． 故答案为：C 参考答案 4.（2020高二下·哈尔滨期末）半衰期是