第5章 2 第1课时 放射性元素的衰变-【精彩三年】2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册课程探究与巩固教师用书配套课件PPT（人教版）

第五章 原子核 2　放射性元素的衰变 第1课时　放射性元素的衰变 课程解读 课标要点 学科素养 链接浙江选考 1．能根据质量数守恒和电荷数守恒写出衰变方程 2．了解放射性和原子核衰变，知道半衰期及其统计意义 科学思维：能根据质量数守恒和电荷数守恒写出衰变方程 科学态度与责任：了解人类对物质结构的探索历程 1．了解放射性和原子核衰变 2．会写衰变方程 3．知道半衰期及其统计意义 目录 CONTENTS 新教材•知本与思辨 新教材•拓展与应用 01 02 新教材•知本与思辨 01 知识点一　原子核的衰变 3．衰变方程遵循的规律：电荷数守恒，质量数守恒。 4．原子核衰变的理解 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)自然界中有α衰变、β衰变、γ衰变三种衰变。(　 　) (2)α衰变与β衰变总是同时发生的。(　 　) (3)γ射线是伴随着α射线和β射线产生的。(　 　) 2．思考题：如何确定原子核衰变的次数？ 【答案】 先由原子核质量数的变化确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数。 思辨 × × √ 知识点二　半衰期 1．判断题(正确的打“√”，错误的打“”) (1)不同放射性元素的半衰期不同。(　 　) (2)半衰期描述的是统计规律。 (　 　) (3)半衰期规律也适用于少数原子核的衰变。 (　 　) 2．思考题：放射性元素的半衰期由什么决定？ 【答案】 放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定。 思辨 √ √ × 新教材•拓展与应用 02 【解析】 β衰变是原子核自发地释放一个β粒子(即电子)产生新核的过程，原子核衰变时质量数与电荷数都守恒，结合选项分析可知，选项B正确。 类型一　原子核的衰变 B 活学活用 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。例如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据放射性知识可知，下列说法正确的是(　 　) A．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的 B．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个氡原子核 C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱 D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4 A 活学活用 【解析】 β衰变所释放的电子来自原子核，是原子核中的中子转化为质子和电子所产生的，故A正确；半衰期描述的是统计规律，只对大量的原子核适用，故B错误；γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最弱，电离能力最强，故C错误；发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，电荷数减少2，质量数减少4，则中子数减少2，故D错误。 类型二　对半衰期的理解 C 活学活用 钋是一种放射性金属元素，其半衰期为138天，天然的钋210存在于所有铀矿石和钍矿石中，但由于含量过于微小，目前主要通过人工合成方式取得。钋210是世界上毒性最强的物质之一。下列说法正确的是(　 　) A．经过276天，钋210的放射性将基本消失 B．给钋210加热后，由于温度升高，分子运动加剧，钋210衰变加剧，其半衰期将变短 C．100个钋210原子核经过两个半衰期，剩余未衰变的钋210原子核数一定为25 D．压力、温度或与其他元素化合，都不会影响钋210的半衰期 D 活学活用 【解析】 放射性元素的半衰期是指大量原子核有一半发生衰变所用时间，经过276天，有四分之三的钋210发生衰变，放射性没有消失，A错误；原子核的半衰期与压力、温度或是单质、化合物无关，B错误，D正确；半衰期是大量原子核发生衰变的统计规律，少量原子核的衰变不一定满足半衰期规律，C错误。 本课点睛 课后请完成高效作业30 感谢聆听，再见！ 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。U的α衰变方程：U―→Th＋He。 (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，电荷数增加1。Th的β衰变方程：Th―→Pa＋e。 衰变类型 α衰变 β衰变 衰变方程 X―→Y＋He X―→Y＋e 衰变实质 2个质子和2个中子结合成氦核2H＋2n―→He 1个中子转化为1个质子和1个电子n―→H＋e 典型方程 U―→Th＋He Th―→Pa＋e 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒 5．确定原子核衰变次数的方法：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Y，则衰变方程：X―→Y＋nHe＋me，根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m，以上两式联立解得n＝，m＝＋Z′－Z。由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。 定义 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间 衰变规律 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余分别表示一段时间t后尚未发生衰变的原子核数和质量，τ表示半衰期 影响因素 由原子核内部自身的因素决定，跟原子所处的外部条件、化学状态无关 半衰期是大量原子核衰变的统计规律，只对大量原子核有意义，对少数原子核没有意义，即可以对大量原子核衰变行为进行预测，而对单个特定原子核的衰变行为不可预测 下列表示放射性元素碘131(I)的β衰变的方程是(　 　) A． I―→Sb＋He B． I―→Xe＋e C． I―→I＋n D． I―→Te＋H 质量为m0的某元素原子核发生衰变，经过时间t，该元素原子核剩余的质量为m，其-t关系如图所示。该元素的半衰期约为(　 　) A．67 d B．101 d C．115 d D．124 d 【解析】 由题图可知，该元素原子核的质量从m0衰变至m0所用时间为182.4 d－67.3 d＝115.1 d，有半数发生了衰变，根据半衰期定义可知，该元素的半衰期约为115 d，故选C。 1．原子核的衰变：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。 α衰变：X―→Y＋He β衰变：X―→Z＋1Y＋e 2．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。 $$