第三章第2节 原子核衰变及半衰期 教案-- 2020-2021学年高二下学期物理鲁科版选修3-5

第2节 原子核衰变及半衰期 新课标要求 1、知识与技能 （1）了解天然放射现象及其规律； （2）知道三种射线的本质，以及如何利用磁场或电场区分它们； （3）知道放射现象的实质是原子核的衰变； （4）知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律； （5）理解半衰期的概念。 2、过程与方法 （1）能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式； （2）能够利用半衰期来进行简单计算； （3）通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法； （4）通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。 3、情感、态度与价值观 （1）树立正确的，严谨的科学研究态度； （2）树立辨证唯物主义的科学观和世界观。 教学重点：天然放射现象及其规律，原子核的衰变规律及半衰期。 教学难点：知道三种射线的本质，以及如何利用磁场、电场区分它们及半衰期描述的对象。 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具：课件，多媒体辅助教学设备 （一）引入新课 复习回顾： 上一节课我们学习了原子核的结构，了解了卢瑟福发现质子和查德威克发现中子的过程，使我们知道了原子核还可以再分。同时也知道了写核反应方程要遵守质量数守恒和电荷数守恒。实际上人类认识到原子核还可以再分是从认识天然放射现象开始的。为此，课前我布置同学们去查阅了伦琴、贝克勒尔、居里夫妇有关资料，大家想必对此有了一些认识，我先问一下同学们，你们了解了这些科学家后，从中有得到一些什么启发吗？他们有一些什么好的品质值得你学习的吗？提问：……。我的偶像有二个：法拉第、居里夫人，法拉第从书店的学徒成长为科学家，这需要多大的学习激情呢，一旦我在学习中或工作中有松懈的情绪时，我就会想起他，他一直激励着我要努力学习和工作。居里夫妇在极差艰苦的条件下，以惊人的毅力，历时4年，从几吨的铀矿渣中分离出0.12g纯氯化镭。这些事迹一直深深地震撼着我，使我在学习和工作中遇到困难时产生一股力量来克服这些困难。所以他们一直是我的偶像。所以我们追星或者确立偶像，是他们的一些优秀品质能够给我们力量，使我们不断前进。我希望大家都有自己的偶像，有正确的追星观。 （二）进行新课 1.天然放射现象的发现： JJ汤姆逊对阴极射线的研究，导致发现了电子，使人类认识到原子还可再分；伦琴对阴极射线的研究，导致了X射线的发现，同时影响了贝克勒尔对此的兴趣，导致了他发现天然放射性。他用铀盐做实验，发现铀盐除能发出X射线外，还能自发发出某种看不见的射线。 物质能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。 物质放出射线的这种性质，叫做放射性。 具有放射性的元素，叫做放射性元素。 设想你是贝克勒尔或当时的科学家，你还会提一些什么问题呢？有时提出问题往往比解决问题更重要。 学生思考： 提问： 有哪些物质有放射性？放出来的射线是什么？有什么性质？这些物质放出射线后变成什么？它们有什么规律？……。 居里夫妇发现了钋和镭。 研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性。 后来，小居里夫妇还用人工的方法得到了具有放射性的同位素。使得人类对放射性的研究更加深入。 2.放射线的本质： 前面学习过汤姆逊对阴极射线的研究，这对我们对这些放射线的研究有什么启发呢？ 可利用电场或磁场研究其带电性质。 我们已经研究了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些性质呢？请同学们阅读课文后填写表格。看书总结。书本作业第一题。 3.原子核的衰变： 放射线是从原子核中释放出的，这表明一些元素的原子核是不稳定的，能自发地放出某些粒子，然后变为其他元素的原子核，这个过程叫原子核的衰变。在衰变过程中电荷数和质量数都守恒。 α衰变方程 放射线从原子核释放出，表明原子核不稳定，也说明原子核具有复杂的结构，原子核是可再分的。 通式： α 衰变规律：新的原子核比原来的核质量数减少4，电荷数减小2 β 衰变：原子核衰变放出β粒子的衰变 通式： β 衰变规律：新的原子核比原来的核质量数不变，电荷数增加1 γ射线：在原子核衰变过程中产生的新核，有些处于激发态，这些不稳定的激发态会辐射出光子（ γ射线），所以γ射线都伴随α 、β衰变过程中放出的 4.衰变的快慢——半衰期： 放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量描述？这种描述的对象是谁？ 学生交流阅读体会： （1）氡每隔3.8天质量就减少一半。 （2）用半衰期来表示。 （3）大量的氡核。 总结：半衰期表示放射性元素的衰变的快慢； 放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期； 公式：用T1/2表示某放射性元素的半衰期，衰变时间用t表示，如果原来的质量为M，剩余的质量为m，经过 个半衰期，该元素的剩余质量变为 若用N和n分别表示衰变前后的原子数，衰变公式又可写成 半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。 例如：数学上的概率问题 （抛硬币）将1万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为5000对5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。 每种放射性元素都有一定的半衰期，不同元素的半衰期一般不同。 镭226→氡222的半衰期为1620年 铀238→钍234的半衰期为4.5亿年 钴60的半衰期为5.27年、钋212的半衰期只有 说明：元素半衰期的长短由原子核自身因素决定，一般与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关。也就是说一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均不会改变。 例1： 衰变成 要经过几次α衰变，几次β衰变？ → +7 +4 例2：某放射性元素在两个半衰期的时间内有6g发生了衰变，再经过两个半衰期又会有　　　　g发生了衰变？ 1.5g　　　８→４→２→１→０.５ （三）课堂小结 1.天然放射现象的发现： 2.放射线的本质： 3.原子核的衰变： 4.衰变的快慢——半衰期： （四）课后反思 � EMBED PBrush \* MERGEFORMAT ��� � EMBED PBrush \* MERGEFORMAT ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� � EMBED Equation.3 ��� $