高中物理 第十九章 原子核 第2节 放射性元素的衰变教师用书 新人教版选修3-5-新人教版高二选修3-5物理学案VIP免费

第2节放射性元素的衰变1.知道衰变的概念．2.知道α、β衰变的实质，知道γ射线是怎样产生的，会写α、β衰变方程．3．知道什么是半衰期，会利用半衰期解决相关问题．一、原子核的衰变衰变：原子核由于放出α粒子或β粒子而转变为新核的变化．衰变类型：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为α衰变，放出β粒子的衰变为β衰变，而γ射线是伴随α射线或β射线产生的．衰变方程：(1)α衰变：U→Th＋He．(2)β衰变：Th→Pa＋1e．衰变规律：原子核衰变时，遵循两个守恒定律，其一是电荷数守恒，其二是质量数守恒．1．(1)原子核发生衰变，变成了一种新的原子核．()(2)原子核衰变时质量是守恒的．()(3)β衰变时放出的电子就是核外电子．()提示：(1)√(2)×(3)×二、半衰期1．定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．2．特点(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大．(2)放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．3．应用：利用半衰期非常稳定这一特点，可以通过测量其衰变程度来推断时间．2．(1)半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢．()(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．()提示：(1)√(2)√(3)×知识点一原子核的衰变1．衰变规律：原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．2．衰变实质α衰变：原子核内两个质子和两个中子结合成一个α粒子，并在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，产生α衰变.2n＋2H―→Heβ衰变：原子核内的一个中子变成一个质子留在原子核内，同时放出一个电子，即β粒子放射出来．n―→H＋e3．衰变方程通式(1)α衰变：X―→Y＋He(2)β衰变：X―→Y＋e14．衰变方程的书写(1)核反应过程一般是不可逆的，所以核反应只能用箭头，不能用等号．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒而杜撰出不符合实际的生成物来书写核反应方程．(3)核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)而释放出核能．(4)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．衰变的实质关于天然放射现象，下列说法正确的是()A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性[解析]α、β射线是天然放射性元素原子核衰变时产生的．γ射线是核反应过程中发生质量亏损时释放出来的，故A、B、C三项错误．放射性是核本身的一种性质，故D项正确．[答案]D衰变规律的应用(2016·广州高二检测)原子核U经放射性衰变①变为原子核Th，继而经放射性衰变②变为原子核Pa，再经放射性衰变③变为原子核U，放射性衰变①、②和③依次为()A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变[解题探究](1)α、β衰变遵循什么规律？(2)每发生一次α衰变，质子数、中子数如何变化？β衰变呢？[解析]U――→Th，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变.Th――→Pa，质子数加1，质量数不变，说明②为β衰变，中子转化成质子.Pa――→U，质子数加1，质量数不变，说明③为β衰变，中子转化成质子．故选A.[答案]A衰变次数的计算放射性元素Th经过________次α衰变和________次β衰变成了稳定元素Pb.[解析]法一：由于β衰变不会引起质量数的变化，故可先根据质量数的变化确定α衰变的次数．因为每进行一次α衰变，质量数减少4，所以α衰变的次数为x＝次＝6次再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数.6次α衰变，电荷数应减少2×6＝12，而每进行一次β衰变，电荷数增加1，所以β衰变的次数为y＝[12－(90－82)]次＝4次．法二：设经过x次α衰变、y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒得：232＝208＋4x90＝82＋2x－y2两式联立得：x＝6，y＝4.[答案]64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，则衰变方程为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＝...