高中物理 第3章 第2节 原子核衰变及半衰期学案 鲁科版选修3-5-鲁科版高中选修3-5物理学案VIP专享VIP免费

原子核衰变及半衰期1.物质能自发地放出射线的现象，叫做天然放射现象。物质放出射线的性质称为放射性。具有放射性的元素叫做放射性元素。2．放射线有三种，分别为α射线、β射线和γ射线。其中α射线是氦原子核粒子流，β射线是高速运动的电子流，γ射线是波长很短的电磁波。3．原子核衰变时电荷数和质量数守恒。α衰变：X―→He＋Y。β衰变：X―→e＋Y。4．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期。有公式m＝M，m为该元素剩余质量，M为该元素原来的质量，t为经过的时间，τ为半衰期。1．天然放射现象的发现(1)发现：1896年，贝可勒尔发现铀盐能自发地放出某种看不见的射线，这种射线能穿透黑纸，使照相底片感光。(2)天然放射现象：物质能自发地放出射线的现象。(3)放射性：物质放出射线的性质。(4)放射性元素：具有放射性的元素。2．放射线的本质(1)α射线：α射线是高速运动的氦原子核(He)粒子流，电离作用很强，穿透能力很弱，一张铝箔或一张薄纸就能把它挡住。(2)β射线：β射线是高速运动的电子(e)流，电离作用较弱，穿透能力较强，能穿透几毫米厚的铝板。(3)γ射线：γ射线是波长很短的电磁波，电离作用很弱，穿透能力很强，能穿透几厘米厚的铅板。3．衰变原子核由于释放出像α、β这样的射线而转变为新核的变化。4．衰变形式常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为α衰变，放出β粒子的衰变叫β衰变，而γ射线是伴随α射线或β射线产生的。5．衰变规律在衰变过程中，电荷数和质量数守恒，但质量不守恒(以后会学到)。(1)α衰变：X―→He＋Y(2)β衰变：X―→e＋Y6．衰变的快慢——半衰期(1)放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间叫做半衰期。(2)元素半衰期的长短由原子核自身因素决定，与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关。1．自主思考——判一判(1)放射性元素发出的射线可以直接观察到。(×)(2)放射性元素发出的射线的强度可以人工控制。(×)(3)α射线的穿透本领最强，电离作用很弱。(×)(4)原子核的衰变有α衰变、β衰变和γ衰变三种形式。(×)(5)在衰变过程中，电荷数、质量数守恒。(√)(6)原子所处的周围环境温度越高，衰变越快。(×)2．合作探究——议一议(1)天然放射现象说明了什么？提示：天然放射现象说明了原子核具有复杂的内部结构。(2)有10个镭226原子核，经过一个半衰期有5个发生衰变，这样理解对吗？提示：不对。10个原子核数目太少，它们何时衰变是不可预测的，因为衰变规律是大量原子核的统计规律。放射线的本质1．三种射线的比较如下表种类α射线β射线γ射线组成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量2e－e0质量4mpmp＝1.67×10－27kg静止质量为零速度0.1c0.9cc在电场或磁场中偏转与α射线反向偏转不偏转贯穿本领最弱，用纸能挡住较强，穿透几毫米的铝板最强，穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光2.三种射线的比较方法(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射线和β射线偏转方向，由于γ射线不带电，故运动轨迹仍为直线。(如图甲、乙所示)(3)α射线穿透能力较弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离作用相反。[例1]一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ三种射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场。进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线。[解析]在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强，β射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为γ射线，b射线应为β射线。[答案]γβ1．[多选]关于天然放射现象，下列说法正确的是()A．α射线是由氦原子核组成的B．β射线的穿透能力最强C．γ射线是波长很短的电磁波D．β射线本质是高速电子流解析：选ACDα射线本质是氦核，A正确；β射...