单击此处编辑母版文本样式,名 师 解 疑,分 类 例 析,自 主 学 习,2,放射性衰变,2放射性衰变,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,1,了解天然放射现象及其规律；,2,知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们；,3,知道放射现象的实质是原子核的衰变；,4,知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律；,5,理解半衰期的概念,1了解天然放射现象及其规律；,一、天然放射现象的发现,1896,年,，法国物理学家,发现，铀和含铀矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光物质放出射线的性质称为,，具有放射性的元素称为,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，命名为,、,物质能自发地发出射线的现象叫做,；物质放出射线的性质叫做,；具有放射性的元素叫做,贝可勒尔,放射性,放射性元素,钋,(Po),镭,(Ra),天然放射现象,放射性,放射性元素,一、天然放射现象的发现贝可勒尔放射性放射性元素钋(Po)镭(,氦原子核,电离,穿透,几厘米,一张纸,电子流,99%,穿透,电离,黑纸,铝板,氦原子核 电离 穿透 几厘米 一张纸 电子流99%穿透电离黑,射线呈电中性，是能量很高的,，波长,，在,m,以下，它的,作用更小，但,能力更强，甚至能穿透几厘米厚的,和几十厘米厚的,电磁波,很短,10,10,电离,穿透,铅板,混凝土,射线呈电中性，是能量很高的，波长，在m以下，它的,衰变,衰变,4,2,前,衰变,不变,加,1,后,一,衰变衰变42前衰变不变加1后一,射线,是伴随,衰变、,同时产生的,衰变是原子核中的,转化成一个电子，同时还生成一个,留在核内，使核电荷数增加,1.,衰变,中子,质子,射线是伴随衰变、同时产生的衰变中子质子,四、半衰期,放,射性元素的原子核有,发生衰变所需要的时间，叫做这种元素的,放射性元素衰变的快慢是由,的因素决定的，跟原子所处的,和,没有关系,半衰期是,原子核衰变的统计规律,衰变定律：,N,N,0,e,t,，,称为,，反映放射性元素衰变的,半数,半衰期,核内部自身,化学状态,外部条件,大量,衰变常数,快慢,四、半衰期半数半衰期核内部自身化学状态外部条件大量衰变常数快,一、三种射线的本质特征,研究放射线的性质,如,图,3-2-1,所示，把样品放在铅块的窄孔底上，在孔的对面放上照相底片，在没有磁场时，发现在正对孔的位置,O,处，底片感光了，若在铅块和底片之间加上磁场，,磁场方向与射线方向垂直，结果在底,片上有三个地方感光说明了在磁,场作用下，射线分成了三束，表明,了射线中有的带正电，有的带负电，,有的不带电,图,3-2-1,一、三种射线的本质特征图3-2-1,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,(3),射线是一种能量很高的电磁波，波长很短，在,10,10,m,以下,特征：贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离作用最弱,(3)射线是一种能量很高的电磁波，波长很短，在1010,三种射线的比较,(1),用,电场或磁场分离,、,、,射线,用匀强电场分离时，,射线偏离较小，,射线偏离较大，,射线不偏离，如图,3-2-2,甲所示；用匀强磁场分离时，,射线偏转半径较大，,射线偏转半径较小，,射线不偏转，如图,3-2-2,乙所示,甲乙,图,3-2-2,三种射线的比较甲乙,(2),、,、,射线性质、特征比较,(2)、射线性质、特征比较,在电场或,磁场中,偏转,与,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,电离作用,很强,较弱,很弱,在电场或偏转与射线不偏转贯穿本领最弱用纸能挡住较强穿透几毫,研究放射性的意义,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,研究放射性的意义,二、原子核的衰变,衰变,天然,放射现象说明了原子核具有复杂的结构原子核放出,粒子或,粒子后，由于核电荷数变化，变成新的原子核，这种变化称为原子核的衰变,衰变规律,原子核衰变,时，前后的电荷数、质量数都守恒,二、原子核的衰变,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,说明：,(1),射线经常伴随,衰变和,衰变产生，原子核放出,光子不会改变它的质量数和电荷数,(2),衰变过程一般都不是可逆的，所以衰变方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接,说明：(1)射线经常伴随衰变和衰变产生，原子核放出光,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,粒子和,粒子衰变的实质,粒,子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的当发生,衰变时，原子核中的质子数减少,2,，中子数也减少,2,，因此新原子核的电荷数比未发生衰变时的原子核的电荷数少,2,，为此新原子核比原来的原子核在元素周期表中的位置向前移动两位,衰变是原子核中的一个中子转化成一个电子，即放出一个,粒子，同时还生成一个质子留在核内，使核电荷数增加,1,，但,衰变不改变原子核的质量数，所以发生,衰变后，新原子核比原来的原子核在周期表中的位置向后移动一位,粒子和粒子衰变的实质,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,半衰期公式的适用条件,半衰,期由放射性元素的原子核内部自身因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件无关放射性元素的衰变规律是大量原子核衰变的统计规律，个别原子核经过多长时间衰变无法预测，对个别或极少数原子核，无半衰期而言,半衰期公式的适用条件,三种射线的本质特征,三种射线的本质特征,【,典例,1】,将,、,、,三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，下图表示射线偏转情况中正确的是,(,),【典例1】将、三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场，,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,借题发挥,明确,射线，,射线及,射线的本质特征，并能准确判断它们在电场和磁场中的受力情况,借题发挥明确射线，射线及射线的本质特征，并能准确判断,【,变式,1】,从铅,罐的放射源放出的射线通过磁场区域被分成三束，如图,3-2-3,所示，由此可判定,(,),图,3-2-3,【变式1】图3-2-3,A,射线由三部分组成，带电情况不同,B,射线由三部分组成，它们的质量不同,C,射线由三部分组成，它们的速度不同,D,射线由三部分组成，它们的能量不同,解析,由于射线进入磁场分成三束，说明磁场对它们的作用力不同，而磁场对带电的运动粒子才可能产生作用，由此可知它们的带电情况不同，故,A,项正确；而磁场的作用力与它们的质量、速度、能量没有直接关系，,B,、,C,、,D,三项错误,答案,A,A射线由三部分组成，带电情况不同,【,典例,2】,由原子核,的衰变规律可知,(,),A,放射性元素一次衰变可同时产生,射线和,射线,B,放射性元素发生,衰变时，新核的化学性质不变,C,放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制,D,放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加,1,原子核的衰变规律,【典例2】由原子核的衰变规律可知原子核的衰变规律,解析,一次衰变不可能同时产生,射线和,射线，只可能同时产生,射线和,射线或,射线和,射线；原子核发生衰变后，新核的核电荷数发生了变化，故新核,(,新的物质,),的化学性质应发生改变；发生正电子衰变，新核质量数不变，核电荷数减少,1.,答案,C,解析一次衰变不可能同时产生射线和射线，只可能同时产生,【,变式,2】,原子,核发生,衰变时，此,粒子是,(,),A,原子核外的最外层电子,B,原子核外的电子跃迁时放出的光子,C,原子核外存在着的电子,D,原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子,【变式2】,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,【,典例,3】,地,球的年龄到底有多大，科学家们是利用天然放射性元素的衰变规律来推测的通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定，测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时,(,岩石形成初期不含铅,),的一半铀,238,衰变后形成铅,206,，铀,238,的相对含量随时间的变化规律如图,3-2-4,所示图中,N,为铀,238,的原子数，,N,0,为铀和铅的总原子数，则由此可以断定：,半衰期的理解及计算,【典例3】地球的年龄到底有多大，科学家们是利用天然放射性元,(1),地球年龄大约为多少年？,(2),被测定的古老岩石样品在,90,亿年后的铀、铅原子数之比是多少？,图,3-2-4,(1)地球年龄大约为多少年？图3-2-4,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,神奇的,“,碳钟,”,20,世纪,80,年代末，全世界的基督徒都在奔走相告，原来，教会用高科技澄清了一个历史大悬案，这就是关于耶稣裹尸布的真伪鉴定，鉴定证明了那块使人崇敬了多年的裹尸布是假的，它的原料纤维是,13,世纪才种出来的，而此时耶稣已被钉在十字架上,1 200,多年了这个轰动世界的年代鉴定是由碳,14,做出的,神奇的“碳钟”,碳,14,的衰变极有规律，其精确性可以称为自然界的,“,标准时钟,”,死亡的生物实际上就是无处不在的,“,时钟,”,，虽然很多文物本身不是生物体，如陶瓷、青铜器等，但总能在其上找到一些生物体的残留，像烟灰、油脂等，只要找到这些生物构成的碳,14,，就能探测出它们所附着的物体的年代,碳14的衰变极有规律，其精确性可以称为自然界的“标准时钟”,不过，若无现代的高科技手段，人们是无法从文物样品中探知碳,14,的年代信息的，因为碳,14,在自然界的含量实在少得惊人，它和碳总量的正常比例只有一万亿分之一但利用加速器质谱仪，根据不同粒子的拐弯半径不同可以容易地捕捉到碳,14,，通过测定埋藏地下或保存放置的生物体中的碳,14,和碳,12,的比例，按碳,14,已知的固定衰变速率进行计算，即可测出该生物体或文物的年代因为加速器质谱仪能够数碳,14,的原子，就大大拓宽了碳,14,的测年范围，适用于了解从几百年到几万年历史时间内的具体年代,不过，若无现代的高科技手段，人们是无法从文物样品中探知碳14,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,教科版高中物理选修3-5：放射性-衰变ppt课件1-新版,