5.2 放射性元素的衰变（29张PPT）课件 2024-2025学年高二物理人教版（2019）选择性必修3

第五章 原子核 第2节 放射性元素的衰变 在古代，不论是东方还是西方，都有一批追求，“点石成金”之术，他们试图利用化学方法将一些普通的矿石变成黄金。当然，这些炼金术士的希望都破灭了。 那么，真的存在能让一种元素变成另一种元素的过程吗？ 1.了解原子核的衰变，会正确书写衰变方程。 2.知道半衰期及其统计意义。 3.根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程。 4.知道放射性同位素及其应用，知道射线的危害及防护。 （电子 ） （氦核 ） 放射性衰变后的原子核 ɑ粒子 β粒子 放射性衰变后的原子核 1.原子核的衰变：天然放射现象中原子核自发地放出 α 射线或 β 射线，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，就变成另一种原子核。 一、原子核的衰变 ⑴α衰变： 原子核自发放出α粒子而转变为新核的过程叫α衰变。 原子核放出一个α 粒子（ ），质量数减少4，电荷数减少2，就成了一个新原子核的过程 。 24He ? 2.衰变的种类 衰变的种类 α衰变 β衰变 ????????????????????????→????????????????????????????+???????????????? ? 比如铀238核放出一个α 粒子后，质量数减少4，电荷数减少2，就变成了钍234核。 衰变方程： ɑ粒子 核 核 α衰变的一般方程： ????????????→??????????????????????+???????????????? ? 在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。 发生一次α衰变，困为原子序数减小2，所以相对于原来的核在元素周期表中的位置，新核在元素周期表中的位置应当向前移2位。 α衰变过程中质量数守恒，核电荷数守恒。 ⑵β衰变： 原子核自发放出β粒子而转变为新核的过程叫β衰变。 原子核放出一个β 粒子（ ），质量数不变，电荷数增加1，就成了一个新原子核的过程 。 ?10e ? 90234Th→91234Pa+?10e ? 比如 发生α衰变后产生的 也具有放射性，它放出一个β 粒子后质量数没有改变，但电荷数增加了1 ，就变成镤 。 90234Th ? 91234P ? 92238U ? 核 β 粒子 核 “电荷数之和”指代数和，因为发生β衰变时，电子的电荷数是－1。 在β衰变中，质量数、核电荷数有什么变化规律？原子核里没有电子，β衰变中的电子来自哪里？ ????????????→????+????????????+????????????? ? β衰变的一般方程： β衰变过程中质量数守恒，核电荷数守恒。 β衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。 思考与讨论 α衰变的本质 211H+201????→24He ? 3.衰变的本质 01n→11H+?10e ? β衰变的本质 β衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子。 α衰变实质是核内的两个质子转化成了一个氦核。 放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。 当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。 α、β、γ三种射线同时出现 4.γ射线的产生 1.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。 m/m0 t /天 3.8 1/2 2×3.8 1/4 3×3.8 1/8 1/16 4×3.8 … … 知识点二：半衰期（τ） 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。 11.4 7.6 3.8 1/2 1/4 1/8 m/m0 t /天 0 2.公式：若放射性元素原来的质量为m0 、原子数为N0；剩余的质量m，剩余的原子数为N，经过时间t，则： ① 经过n个半衰期(T)其剩余的质量为： ② 经过n个半衰期后剩余的粒子数为： ⑴元素的半衰期由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有关，跟元素所处的物理或化学状态无关。不同元素半衰期不同。 ⑵半衰期是 ... ...