5.2 放射性元素的衰变 课件-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

该高中物理课件围绕放射性元素的衰变展开，涵盖放射性发现、三种射线、衰变及半衰期等核心知识。通过伦琴发现X射线、贝克勒尔研究铀盐等历史事件导入，以“射线来源”“检测方法”等问题链衔接，结合实验工具与表格对比搭建学习支架。 其亮点在于融合物理史与概念教学，借贝克勒尔、居里夫妇的研究渗透科学态度与责任，以“射线性质判断”“半衰期计算”驱动科学探究，用表格对比三种射线培养科学思维。实例丰富如威尔逊云雾室原理、碘125衰变题，助学生构建物质观念，教师可直接用于情境教学和概念深化。

放射性元素的衰变 一、放射性元素的发现 1895年，德国物理学家伦琴在摆弄阴极射线管的时候发现，距离仪器1m远处的椅子发出了荧光，而椅子上放了一块涂有铂氰化钡(一种荧光物质)的硬纸板。 椅子的方向明显不是阴极射线的传播方向，经过大量实验和研究，伦琴判断这个现象不是由阴极射线所引起的，而是由一种新的射线引起的。 一、放射性元素的发现 伦琴把管子里发出的“未知”的射线叫做“X射线”，并于1896年1月在柏林物理学会议上公布了许多X射线的照片。 一、放射性元素的发现 受到伦琴的启发，从事荧光物质研究的法国物理学家贝克勒尔开始从事X射线的研究。他想知道自己研究的荧光物质是否也能发出X射线。 他把一种晶体铀盐放在阳光下照射（因为要产生荧光，就必须要把荧光物质放在阳光下照射），他发现晶体铀盐使底片感光了。 一、放射性元素的发现 为防止偶发性，他准备重复几次实验。但一连几天阴雨天，他懊丧地从抽屉里取出样品，结果他大吃一惊：底片居然被感光了，正好是铀盐的像。 经过反复实验，贝可勒尔发现，只要把铀盐和照相底片放在一起，不管在多么黑暗的地方，底片都会感光。贝可勒尔断定，含铀的物质能自发地产生一种射线，这种射线是不同于X射线的新射线，而且它同样可使底片感光，能够使气体电离。他还发现，只要有铀元素，就能发出射线。 电离：指不带电的物体，在高压电弧或高能射线的作用下，形成带电粒子的过程。 一、放射性元素的发现 这些显现引起了居里夫妇极大的兴趣，他们用更精确的仪器证实了贝克勒尔的结论：发出射线的强度与化合物中铀的含量成正比，与化合物组成、状态、温度等无关，也不受加热、光照、通电等影响。 之后居里夫妇还发现了钋和镭，并获得了诺贝尔化学奖。 一、放射性元素的发现 1903年，贝克勒尔和居里夫妇分享了诺贝尔物理学奖。1908年贝克勒尔因过量的辐射去世，是第一位为研究放射性物质而献出生命的科学家。居里夫人也因过量的辐射患上了白血病，据说已经过了100多年，她的遗体和笔记本仍有一定辐射，需要用厚铅板包裹。 一、放射性元素的发现 1、定义：物质放射出射线的性质叫放射性 具有放射性的元素叫放射性元素 研究发现,原子序数大于82的所有元素,都能自发的发出射线,原子序数小于83的元素,有的也具有放射性。能自发的放出射线的元素叫做天然放射性元素。 一、放射性元素的发现 问：如何知道身边的物质是否具有放射性呢？ 盖革米勒计数器 一、放射性元素的发现 一、放射性元素的发现 问：怎样可以看到放射性元素发出的射线？ 用威尔逊云雾室：在容器中装有一定量的液体，让这些液体形成饱和蒸气。饱和蒸汽很容易液化，但要形成小液滴需要凝结核（在空气中一般是灰尘）。当射线穿过饱和蒸气时，会使气体电离形成离子，这些离子充当了凝结核，所以能形成白色的云雾。通过云雾就能大致看到射线的轨迹。 一、放射性元素的发现 一、放射性元素的发现 问1：元素的放射性是原子的性质还是原子核的性质？ 已有的结论：放射性的强度与化合物中铀的含量成正比，与化合物组成、状态、温度等无关，也不受加热、光照、通电等影响。 放射性的发现的意义 ： 元素的化学性质取决于原子核外的电子，因此可以断定，射线来源于原子核。原子核具有内部结构。 二、三种射线 问2：用什么方法可以判断放射出的射线是什么物质？ 铅盒 放射源 照相底片 二、三种射线 α射线的特点： 1.带正电，电荷数是2（元电荷的两倍）； 2.质量数是4； 3.速度能达到光速的十分之一 4.很容易使气体电离。 β射线的特点： 1.它是电子束，带负电，速度可达到光速的99%； 2.电离作用较强 氦核 二、三种射线 γ射线的特点： 1.不带电，是频率很高的电磁波 2.电离作用较弱 二、三种射线 问3：怎么防护呢？ 比较三种射线的穿透能力： 三种射线的特点 二、三种射线 [例1] 如图所示,x为未知放射源,它向右方放出射线,p为一张厚度为0.5 mm左右的薄铝箔,铝箔右侧是真空区域,内有较强磁场,q为荧光屏,h是观察装置.实验时,若将磁场撤去,每分钟观察到荧光屏上的亮点数基本没有变化,再将薄铝箔移开,则每分钟观察到荧光屏上的亮点数明显增加,则可知放射源x可能为(　　) A.α射线和β射线的混合放射源B.α射线和γ射线的混合放射源C.β射线和γ射线的混合放射源D.α射线、β射线和γ射线的混合放射源 三、原子核的衰变 问4：放出α（或β）射线后，铀还是“铀”吗？ 2、定义：放射性元素放射出粒子而转变为另一种元素的过程叫做衰变 衰变有三种： ①α衰变：原子核放出α粒子变成新的原子 ②β衰变：原子核放出β粒子变成新的原子核 ③γ衰变: 伴随α衰变和β衰变 四、半衰期 问5：14C的衰变有怎样的特点？ 放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间是稳定的。 四、半衰期 4、定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间是稳定的，叫这种元素的半衰期 半衰期的特点： ①不同的放射性元素，半衰期不同 ②半衰期描述的是统计规律，研究单个原子核无法预测 ③半衰期由原子核内部因素决定，与化学状态和外部条件没有关系. Rn222(氡）衰变成Po218的半衰期为3.8天 Ra226(镭）衰变成Rn222的半衰期为1620年 U238(铀）衰变成Th234的半衰期为4.5×109年 四、半衰期 问6：能不能用数学语言描述半衰期？ m为衰变后剩下原子核质量 m0为衰变前的原子核质量 [例2] (2022·山东卷)碘125衰变时产生γ射线,医学上利用此特性可治疗某些疾病.碘125的半衰期为60天,若将一定质量的碘125植入患者病灶组织,经过180天剩余碘125的质量为刚植入时的(　　) A.1/16 B.1/8 C.1/4 D.1/2 四、半衰期 下图为始祖鸟的化石，美国科学家维拉·黎比运用了半衰期的原理发明“碳－14计年法”，估算出始祖鸟的年龄，并因此荣获了1960年的诺贝尔奖． 谢谢大家 $