第2节 放射性元素的衰变（课件PPT）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理选择性必修第三册（粤教版）

第二节　放射性元素的衰变 核心素养导学 物理观念 (1)了解放射性现象和放射性元素。 (2)知道原子核的衰变及三种射线的特性。 (3)掌握半衰期的概念和应用。 科学思维 半衰期在考古学方面的应用。 科学探究 探究三种射线在电场中的偏转。 科学态度与责任 通过对原子核结构的探究，感悟探索微观世界的研究方法，强化证据意识和推理能力。 一、放射性的发现　原子核衰变 1．放射性的发现 (1)1896年，法国物理学家_________发现铀和含铀的矿物都能发出一种看不见的_____，这种射线可以使包在黑纸里的照相底片感光。 (2)波兰裔法国物理学家玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，分别命名为钋(Po)、_______。 贝可勒尔 射线 镭(Ra) 2．放射性 (1)定义：物质放射出射线的性质。 (2)放射性元素：具有_____性的元素。放出的射线常见的有______、β射线和γ射线。 (3)天然放射性元素：能_______放出射线的元素。 3．原子核衰变 (1)衰变：一种元素经放射过程变成___________的现象。 (2)分类：放出α粒子的衰变称为_______，放出β粒子的衰变称为_______。 放射 α射线 自发地 另一种元素 α衰变 β衰变 一半 半衰期 不同 核本身 1.如图为α衰变、β衰变示意图。判断以下结论的正误： (1)原子核发生衰变，变成了一种新的原子核。 ( ) (2)原子核衰变时不会变成新元素。 ( ) (3)β衰变时放出的电子就是核外电子。 ( ) √ × × 2．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。 ( ) × √ × 新知学习(一)|对三种射线的理解 [任务驱动] 如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图。 (1)α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转说明了什么？ 提示：说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电。 (2)α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径说明什么问题？ 提示：说明α射线比荷小于β射线的比荷。 [重点释解] 1．三种射线的比较 2．三种射线在电场、磁场中偏转情况的比较 (1)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，如图甲所示。 (2)在匀强电场中，α射线偏离较小，β射线偏离较大，γ射线不偏离，如图乙所示。 3．元素的放射性 如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质的形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响。也就是说，放射性与元素存在的状态无关，放射性仅与原子核有关。因此，原子核不是组成物质的最小微粒，原子核也存在着一定结构。 [典例体验] [典例]　 (多选)将α、β和γ三种射线分别垂直射入匀强磁场和匀强电场，假设α粒子与β粒子速度相同，则下列表示射线偏转情况的图像中正确的是 (　 ) /方法技巧/ 三种射线的比较方法 (1)知道三种射线带电的性质，α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电。α、β是实物粒子，而γ射线是光子流，属电磁波的一种。 (2)在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断α和β射线偏转方向，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线。 (3)α粒子穿透能力较弱，β粒子穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离作用相反。 [针对训练] 1．如图所示，x为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x可能是 (　 ) A．α和β的混合放射源　　　 B．纯α放射源 C．α和γ的混合放射源 D．纯γ放射源 解析：在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子；在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源，C正确。 答案：C　 2．α、β和γ射线穿透物质的能力是不同的，为把辐射强度减到一半，所需铝板的厚度分别为0.000 5 cm、0.05 cm和8 cm。工业部门可以使用射线来测厚度。如图所示，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线越弱。因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制。如果钢板的厚度需要控制为5 cm，请推测测厚仪使用