5.2 原子核衰变及半衰期 课件 -2021-2022学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

原子核衰变及半衰期 天然放射现象说明了原子核具有复杂的结构。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， 射线到底是什么？ 在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？ 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？ 这些射线带不带电呢？ 人们同通过把这些射线加入电场或磁场，根据其偏转情况知道，这些射线有三种： 带正电：α射线（氦原子核） 带负电：β射线（电子） 不带电：γ射线（光子） γ射线 β射线 α射线 电离能力 贯穿能力 速度 成分 氦原子核 高速 电子流 高能量 电磁波 1/10光速 接近光速 光速 弱 较强 很强 很容易 较弱 更小 三种射线的产生本质： 1、α射线是由原子核的两个质子和两个中子结合而成的， 2、β射线是由原子核的中子转化成一个电子和一个质子，电子射出而质子留在原子核内部， 3、γ射线是在发生α、β射线时产生的。 当原子核发生以上三种射线时，即称为原子核的衰变。 二、原子核的衰变 1、定义：原子核放出 α粒子或 β粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变 2.种类： α衰变：放出α粒子的衰变，如 β衰变：放出β粒子的衰变，如 3．规律： 原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒． 说明： 1. 中间用单箭头，不用等号； 2. 是质量数守恒，不是质量守恒; 3. 方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。 二、衰变的快慢—半衰期(T) 1.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。不同的放射性元素其半衰期不同． 2.公式： 注意： （1）半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态和周围的环境、温度无关。 考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法． (2)半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的． D C 3、关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（ ） A、α射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱 B、β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的贯穿能力 C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，它的贯穿能力最强 D、γ射线是电磁波，它的电离作用最强 C 4、在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（ ） A、该核发生的是α衰变 B、该核发生的是β衰变 C、磁场方向一定垂直于纸面向里 D、不能判定磁场方向向里还是向外 BD 小结： 静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后 1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反 2、α粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆 β粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆 答案：D 例2:eq \o\al(238, 92)U核经一系列的衰变后变为eq \o\al(206, 82)Pb核，问： (1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？ (2)eq \o\al(206, 82)Pb与eq \o\al(238, 92)U相比，质子数和中子数各少多少？ (3)综合写出这一衰变过程的方程。 $