第五章 第2节 放射性元素的衰变（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理选择性必修第三册（人教版2019 江苏专用）

第2节　放射性元素的衰变 核心素养导学 物理观念 (1)了解原子核的衰变。 (2)知道半衰期及其统计规律。 (3)知道放射性同位素及其应用，知道射线的危害及防护。 科学思维 根据质量数守恒和电荷数守恒写出反应方程。 科学探究 利用14C的半衰期估算植物的年龄。 科学态度与责任 了解放射性技术在生活、科技领域的应用，培养对发展科学技术的热爱。 α粒子 β粒子 α粒子 β粒子 4．衰变规律：_______守恒，________守恒。 5．γ射线的产生：放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，向低能级跃迁时放出γ光子。 二、半衰期 1．定义：放射性元素的原子核有_____发生衰变所需的时间。 2．决定因素 不同的放射性元素，半衰期_____。放射性元素衰变的快慢是由___________的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件______关系。 质子 电荷数 质量数 半数 不同 核内部自身 没有 三、核反应　放射性同位素及其应用 1．核反应 (1)定义：原子核在其他粒子的轰击下产生_________________________的过程。 (2)遵循的规律：_______守恒，电荷数守恒。 2．放射性同位素及其应用 (1)定义：具有________的同位素。 (2)应用 ①用γ射线探测钢板的厚度。 ②在医疗方面，用钴60进行放射治疗。 ③利用γ射线照射种子，培育新品种；用γ射线照射食品，可以杀菌保鲜。 ④作为示踪原子，用于农业施肥及甲状腺疾病的诊断。 新原子核或发生状态变化 质量数 放射性 4 3．辐射与安全 人类一直生活在放射性的环境中，过量的射线对人体组织有__________，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。 1．如图为α衰变、β衰变示意图。 (1)当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？为什么？ 提示：α衰变时，原子核内两个质子和两个中子结合成一个α粒子抛射出来，则核内的中子数和质子数都减少2个。 破坏作用 (2)当发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？ 提示：β衰变时，核内的一个中子变成一个质子留在核内，同时放出一个电子。则核电荷数增加1，新核在元素周期表中的位置后移一位。 2．活的动植物从空气中吸收一定比例的碳14，碳14是有放射性的， 半衰期是5 730年。动植物死后，不能再吸收空气中的碳14，于 是动植物体中的碳14将由于衰变而逐渐减少。用碳14测年法直 接测量被鉴定样品中碳14的含量来断定文物样品的年代，误差仅为数十年，测量精度非常高。 请对以下说法作出判断： (1)半衰期就是放射性元素全部衰变所用时间的一半。 ( ) (2)半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律。 ( ) (3)对放射性元素加热时，其半衰期缩短。 ( ) × √ × 3．人工放射性同位素放射的γ射线照射食品可以延长保存期，其原理是什么？ 提示：杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期。 /方法技巧/ 衰变次数的判断技巧 (1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒。 (2)每发生一次α衰变质子数、中子数均减少2。 (3)每发生一次β衰变中子数减少1，质子数增加1。 [针对训练] 1．(2022·江苏南京高二检测)原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发地放出射线。这些射线共有三种：α射线、β射线和γ射线。下列说法中正确的是(　 ) A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4 B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4 C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1 D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1 解析：发生一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减少2；发生一次β衰变，核电荷数、原子序数增加1。 答案：AD　 2．(2021·全国甲卷)如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变 后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出电子的总个数为(　 ) A．6　　　　　　　　　 B．8 C．10 D．14 解析：X的中子数为146，质子数为92，质量数为146＋92＝238，Y的中子数为124，质子数为82，质量数为124＋82＝206，质量数减少238－206＝32，发生α衰变的次数为32÷4＝8，发生β衰变的次数为82－(92－2×8)＝6，即在此过程中放射出电子的总个数为6，A正确。 答案：A　 新知学习(二)|半衰期及其应用 [任务驱动] 晋朝初年，南昌人许逊被朝廷任命为旌阳县令，他看到很多老百姓的租税交不了，非常同情他们，用点石成金的法术，免去百姓的租税。许逊真的能把石头点成金子吗？ 提示：不能，衰变需要一定时间。　　　　 [针对训练] 1．(2021·湖南