天然放射现象教案
物理：19.4《天然放射现象》教案(新人教版选修3-5).doc
天然放射现象一、教学目标1．在物理知识方面的要求．(1)理解什么是“天然放射现象”，掌握天然放射线的性质；(2)掌握原子核衰变规律，理解半衰期概念；(3)结合天然放射线的探测问题，提高学生综合运用物理知识的能力．2．在复习过程中，适当介绍天然放射性的发现过程，以及有关科学家的事绩，对学生进行科学道德与唯物史观的教育．二、重点、难点分析1．重点．(1)衰变规律；(2)用电场和磁场探测天然射线的基本方法．2．难点：用力学和电学知识如何分析天然射线的性质．三、主要教学过程(一)引入新课回顾法国物理学家贝克勒耳发现天然放射现象的经历，以及贝克勒耳为了试验放射线的性质，用试管装入含铀矿物插在上衣口袋中被射线灼伤、早期核物理学家多死于白血病(放射病)的故事．(二)教学过程设计天然放射性．1．天然放射现象：某种物质自发地放射出看不见的射线的现象．2．原子核的衰变：某种元素原子核自发地放出射线粒子后，转变成新的元素原子核的现象．3．天然放射线的性质．(见下页表)说明电离本领和贯穿本领之间的关系：α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能力最弱而贯穿本领最强．4．衰变规律．(1)遵从规律：质量数守恒(说明与“质量守恒定律”之区别)；电荷数守恒；动量守恒；能量守恒．说明：γ衰变是原子核受激发产生的，一般是伴随α衰变或β衰变进行的，即衰变模式是：α+γ，β+γ，没有α+β+γ这种模式！(3)半衰期：放射性原子核衰变掉一半所用时间．说明：某种原子核的半衰期与物理环境和化学环境无关，是核素自身性质的反映．例1平衡下列衰变方程：分析：因为α衰变改变原子核的质量数而β衰变不能，所以应先从判断α衰变次数入手：每经过1次α衰变，原子核失去2个基本电荷，那么，钍核经过6次α衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了β衰变次数：答案：6，4．中放出的能量都转化为α粒子和氧核的动能．(1)α粒子与氡核的动能之比；(2)若α粒子与氡核的运动方向与匀强磁场的磁感线垂直，画出轨迹示意图，并计算轨道半径之比．解：(1)衰变时动量守恒：0=mαvα+M Rn V Rn，(2)若它们在匀强磁场中，运动方向与磁感线垂直，轨道半径但衰变时射出的α粒子与反冲核(Rn)都带正电荷，且动量大小相等，则它们在匀强磁场做圆周运动的轨迹是一对外切圆(图1)，轨道半径和粒子电量成反比：例4 一束天然放射线沿垂直电力线的方向从中间进入到两块平行带电金属板M、N之间的匀强电场中，试问：(1)射线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各是哪种射线？(2)M、N各带何种电荷？提示：参考天然放射线的性质．解：γ射线不带电，所以是Ⅱ(直线)．设带电粒子打到金属板上的位置为x，偏转的距离都是d/2，根据公式代入上式，得比值所以Ⅰ为α射线，Ⅲ为β射线，M带负电．。
天然放射现象1
第三节天然放射现象知识要求：1．了解天然放射现象及放射线的性质2．了解放射性元素的α衰变β衰变及γ衰变的规律及衰变方程3．了解元素的半衰期情感目标：做事情要有坚忍不拔的精神（居里夫人的故事）[教学过程设计]新课讲解:（一）天然放射现象人类认识原子核的结构及其变化规律是从发现天然放射现象开始的.1．发展简介:（1）1896年,法国物理学家贝克勒耳发现铀及含铀矿物能发出某种看不见的射线,它可穿透黑纸使照相底片感光.（2）在贝克勒耳工作的启发下,居里夫妇发现放射性更强的元素镭和钋。
1903年，居里夫妇和贝克勒耳同获诺贝尔奖金。
2．天然放射现象---能自发地放出射线的现象。
放射性----物体向外发射某种看不见的射线的性质叫放射性。
放射性元素---具有放射性的元素。
原子序数为82的铅后的许多元素都具有放射性，少数位于铅之前的元素也具有放射性。
3．射线的偏转实验卢瑟福及其同事对天然放射性元素作了详细研究，他们将放射线引入电场（或磁场）根据偏转情况，确定射线的组成。
实验装置如图。
在电场的作用下射线分成三束：带正电的为α射线，带负电的为β射线，不带电的为γ射线。
4．射线的性质：(1)α射线：是速度约为光速十分（0.1c）之一的氦核流。
其电离本领大，穿透力小。
(2)β射线：是速度接近光速(0.9c)的高速电子流。
其电离本领较小，穿透力较大。
(3)γ射线：是波长极短的光子流。
其电离作用小，具有极强的穿透能力。
人们是如何来区别这些射线的呢？α，β，γ射线带来了核内信息，揭示了原子核内部还应有更基本的结构。
（二）放射性元素的衰变1.衰变：原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变。
2.衰变规律：如:23892U→23491Th+42He 23490Th→23491Pa+0-1e(观察规律，由学生总结)用M表示原子核的质量数，用Z表示原子核的电荷数，则元素X的原子核记为m z X （1）α衰变---放出α粒子的衰变。
原子原子核·天然放射现象·教案设计
教案示例一、教学目标1．在物理知识方面要求．（1）了解天然放射现象，知道天然放射现象的实质是核的衰变．（2）知道三种射线的特性，了解如何判断三种射线所带电性．（3）知道α衰变和β衰变．（4）了解半衰期的概念．2．掌握α衰变和β衰变的规律，引导学生运用质量数守恒和电荷数守恒的规律正确地写出核反应方程式．3．使学生了解天然放射现象说明原子核还有进一步的结构，它打开了人们认识原子核内部世界的大门，揭开了原子核物理的新篇章．二、重点、难点分析1．重点是使学生了解天然放射现象和它的实质，知道天然放射现象中放射出三种射线的特性．2．正确了解半衰期的概念是本节的难点．三、教具1．分析判断三种射线带电性的实验．2．列表总结三种射性的特性．投影幻灯、投影片．四、主要教学过程（一）引入新课复习提问：1．上章原子结构中，主要知识有哪些？2．卢瑟福的原子核式结构模型的内容是什么？从原子结构的学习我们已明确原子不是不可再分的，它是由原子核和电子组成的．通过卢瑟福的α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型．学习玻尔原子理论，我们知道了原子处于一系列可能的能量状态．而原子核是否可以再分，其内部结构如何是本章要学习的问题．在20世纪头10年卢瑟福提出原子核式模型时，人们很快意识到19世纪末科学家们发现的天然放射现象已经为人们打开了认识原子核内部世界的大门．（二）教学过程设计1．天然放射现象．1895年发现X射线后，法国科学家贝克勒耳在研究X射线与可见光的联系时，将硫酸铀钾晶体与照相底片放在一起，他惊奇的发现：未经阳光照射的铀盐也能使底片感光．后来他又做了一系列有关实验，1896年贝克勒耳宣布，铀和含铀的矿物能发出某种看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光．物质发射这种射线的性质，叫做放射性．具有放射性的元素，叫做放射性元素．在贝克勒耳的建议下，居里夫妇对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，并发现了两种放射性更强的新元素，即钋（Po）和镭（Ra）．其中“钋”是居里夫人为了纪念她的祖国波兰而命名的．许多元素都有放射性，原子序数大于83的所有天然存在的元素都具有放射性．这种能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象．由于发现放射性现象和对放射现象的研究，1903年贝克勒耳和居里夫妇一起获得诺贝尔物理学奖．2．三种射线．放射线元素放出的射线到底是什么呢？科学家在铅块窄孔的底上，放有放射性样品，孔的对面放着照相底片，没有电场时，底片显影后，正对窄孔有一个暗斑．在底片与铅块间加一电场，显影后底片上出现三个暗斑，带有正电的射线偏转较小，称为α射线，带负电的射线偏转较大，称为β射线，不发生偏转的射线不带电，称为γ射线．科学家进一步研究了三种射线的成分和性质，如图中表格所列（用投影幻灯打出）．薄铝箔或一张薄纸就能将它挡住，但有很强的电离作用，很容易使空气电离．β射线是高速电子流，速度可达0.9倍光速，贯穿本领很大，能穿透几毫米厚的铝板，但电离能力较弱．γ射线是波长极短的电磁波，贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，但电离能力最小．三种射线都是从原子核中放射出来的，当放射性物质衰变时，有时放射α射线，有时放射β射线，同时伴有γ射线，因此在射线中同时有α、β、γ三种射线．放射线的发现揭示了原子核结构的复杂性，促使人们对它做进一步的研究．3．放射性元素的衰变．衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变．衰变过程遵守的原则：电荷数和质量数都守恒．原子核符号：X M Z 代表一个原子核符号，其中X 为元素符号，如铀是U ，氧为O ；下标Z 为电荷数，即核带的电量数，也是此元素的原子序数，如U 为92，氧为8；上标M 为质量数如U238为238，氧16为O16．即可用： 23892U 和168O 来表示。
高中物理天然放射现象教案
高中物理天然放射现象教案年级：高中主题：天然放射现象教学目标：1. 了解天然放射现象的基本概念和特点。
2. 掌握各种天然放射现象的原理和特点。
3. 能够运用所学知识解释自然界中的放射现象。
教学重点：1. 天然放射现象的概念和特点。
2. α射、β射、γ射的性质和区别。
3. 天然放射现象的应用。
教学难点：1.区分α射、β射、γ射的性质和区别。
2. 解释为何某些物质具有放射性。
教学准备：1. 讲义、课件、实验器材。
2. 演示具有放射性的物质。
教学过程：Step 1：导入1. 观看视频或图片，引入天然放射现象。
2. 提出问题：为什么有些物质会具有放射性？Step 2：学习1. 学习天然放射现象的概念和特点。
2. 了解α射、β射、γ射的性质和区别。
3. 学习天然放射现象的应用。
Step 3：练习1. 同学们进行练习题，巩固所学知识。
2. 分组讨论，解决学习中遇到的问题。
Step 4：实践1. 进行实验观察放射性物质的性质。
2. 分析实验结果，理解放射性物质的特点。
Step 5：总结1. 总结本节课的重点知识。
2. 同学们自主学习，梳理知识点。
Step 6：作业1. 完成课后作业，检查学习成果。
2. 研究某些具有放射性的物质，了解其应用和影响。
教学反思：在教学过程中，应根据学生的实际情况，灵活调整教学方式和方法，激发学生的学习兴趣和创造力，提高学习效果。
同时，及时总结教学经验，不断优化教学内容和方法，以更好地指导学生学习。
【优】第十五章 第三讲 天然放射现象 核能PPT资料
t
τ
为半衰期，t t 表示衰变过程所经历的时间，则
N＝N0
1 2
，
1
m＝ m0 2 .
3．原子核的衰变规律
衰变类型
α 衰变
β 衰变
衰变方程
AZX―→AZ－－24Y＋ 42He AZX―→Z＋A1Y＋ －01e
2 个质子和 2 个中子结 中子转化为质子
衰变实质 合成一个整体射出 和电子
211H ＋201n―→42He
学家 贝克勒尔 在1896年发现． 2．意义：说明原子核还有复杂的结构．
3．三种射线 种类 本质
电离 本领
穿透本领
速度
α 射线
几厘米或一张
2
4 He
最强
薄纸)
约 c/10
β 射线
0
－1 e
很强(几毫米
较弱
c
厚的铝板)
γ 射线Βιβλιοθήκη 光子最强(几厘米 最弱光速
厚的铅板)
[特别提醒] 射线的区分方法是：
(1)让射线穿过电场或磁场，根据射线的偏转方向确定． (2)由穿透本领确定．
三、原子核的衰变 1．衰变：原子核放出某种粒子而转变成新核的变化．可分
为 α衰变 、β衰变 ，并伴随着γ射线放出．
2．半衰期 (1)概念：放射性元素的原子核有半数 发生衰变所需的时间．
(2)计算公式：用 N0、m0 分别表示衰变前的原子核数目和质
量，N、m 分别表示衰变后剩余的原子核的数目和质量，
[答案] AC
[归纳领悟] 1．核反应的四种类型
类型 可控性 核反应方程典例
衰变
α 衰变
β 衰变
自发 29328U→29304Th＋42He 自发 29304Th→29314Pa＋－01e
天然放射现象教学目的1知道天然放射现象2说出三种射线的特点
天然放射现象教学目的：1、知道天然放射现象2、说出三种射线的特点3、说明α衰变、β衰变的规律，会写衰变方程。
4、知道半衰期的概念教学重点:（1（2）※半衰期及有关计算。
教学过程： （一）引入新课：原子 原子核、电子是组成物质的最小微粒？ （二）新授1、天然放射现象：物质放射出α射线、β射线、γ射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。
1896年法 贝克勒耳首先发现天然放射现象，后居里·夫妇发现钋P O 和镭R a 。
2、三种射线的本质及特性：（将射线放入强磁场中的 研究）α射线：氦核流速度约为光速的 1/10。
贯穿本领最小，但有很强的电离作用，很容易使空气电离，使照相底片感光的作用也很强；β射线:高速运动的电子流。
速度接近光速，贯穿本领很强。
很容易穿透黑纸，甚至能穿透几毫米厚的铝板，但它的电离作用比较弱。
γ射线：为波长极短的电磁波。
性质非常象Ｘ射线，只是它的贯穿本领比Ｘ射线大的多，甚至能穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用却很小。
3、 放射性元素的衰变：原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。
常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变叫α衰变，放出β粒子的衰变叫β衰变，γ射线是随着α射线或β射线的放出而产生的。
例：e H Th U 422349023892+→（α衰变）e P Th a 012349123490-+→（β衰变） 衰变规律：α衰变：e M Z MZ H Y X 4242+→--β衰变：e Y X M Z MZ 011-++→ 1、 核反应遵从的规律 ①质量数守恒②电荷数守恒2、 半衰期：放射性元素的原子核有半数发生发生衰变需要的时间叫半衰期。
半衰期与放射性元素的物理化学状态无关，只由核的内部因素决定，不同的元素有不同的半衰期。
（三）小结：天然放射现象的本质是核的衰变，核衰变时遵从衰变规律，且有半衰期。
要记住各种射线的本质。
放射性的应用与防护教学目标1、知道放射性同位素及其各方面的应用2、了解放射性污染和防护的基本常识3、知道原子核的人工转变及其核反应的质量亏损4、理解核能的概念，知道爱因斯坦质能方程教学重点: 放射性的应用与防护一、放射性的应用1、放射性的应用a、利用放射线的贯穿本领或电离作用①γ射线探伤：利用γ射线“透视”金属内部，看是否存在砂眼、裂纹；②培养（农作物）优良品种：通过放射线照射，可以对生物体内DNA进行诱变；③放射性治疗癌症：放射线可以杀伤癌细胞；→放疗④消除静电：利用射线的电离作用。
高中物理天然放射现象教案 新课标 人教版 选修1-2
天然放射现象一、教学目标学习目标：1、了解放射性、放射性元素，并α、β、γ射线的本质及其特性，能正确书写它们的符号；2、知道几个放射性元素的衰变的情况，能正确根据电荷数和质量数守恒的规律写出衰变方程；3、知道半衰期的意义。
能力训练目标：1、能正确写出几种常见的粒子及原子的符号，并能够依据实际情况写出放射性元素的衰变方程；2、能够通过阅读、讨论、列表、对比等方式进行自学和总结。
德育教育目标：1、通过介绍相关史料，使学生认识到科学的发现与科学家良好的实验素养和严谨的科学态度间有密切的关系，同时也使学生体会到科学家的献身精神和爱国主义情怀，从而在学习的同时思想品德教育；2、通过介绍放射线的科普知识，引导学生认识到任何一种科学知识都有其两面性，如何扬长避短是所有有良知的科学工作者的重任，培养学生的社会责任感。
3、通过揭示本课的线索，由宏观现象（天然放射现象）的发现得出微观粒子（原子核）具有复杂的内部结构的结论，引导学生体会自然界的和谐统一美，激发学生的探索自然界的奥秘的兴趣。
二、教学重点：天然放射现象的规律，用电场的磁场探测放射线的特性和发现天然放射现象的历史意义。
三、教学难点：用电场和磁场的知识分析天然放射线的实质以及对发现天然放射现象的历史意义的真正理解。
四、教材、学情分析：本节教材内容较多，篇幅较长，阅读量大。
知识点比较抽象，而且能和前面的知识（力学和电学知识）有机结合，对我校学生而言，难度很大。
为突破教学难点，在教学过程中，采用计算机辅助教学，设计射线在电场和磁场中偏转并分开的动画，为学生理解该知识点提供感性材料，帮助学生掌握本节知识。
针对学生对此部分知识平时很少接触，非常陌生的实际情况，在课前将和放射现象有关的资料（《坏天气带来的好运》，《居里夫妇的故事》等）发给学生，通过对资料的阅读，不仅使学生对这部分内容有初步的了解，也进行科学道德与唯物史观的教育。
五、教具准备：多媒体教学器材（电脑、投影仪）、教学挂图、印刷资料六、教学过程：X X。
5.1认识原子核 教案- 高中物理选择性必修第三册
物理鲁科版选择性必修第三册教案第5章原子核与核能第1节认识原子核【教学目标】1、知道什么是放射性及放射性元素。
2、知道三种射线的特征，以及如何利用磁场电场区分它们。
3、知道原子核的组成，会正确书写原子核符号，知道核子和同位素的概念。
【教学重难点】1、天然放射现象及其规律，原子核的组成。
2、知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。
【教学过程】一、天然放射现象的发现1．天然放射现象1895年，德国物理学家伦琴发现了X射线。
1896年法国物物理学家贝克勒尔，在实验室无意把磷光物质放在包有黑纸的照相底片上，后来在使用这包照相底片时，发现照相底片已经感光，这一定是某种穿透能力很强的射线穿透黑纸式照相底片感光——思维敏捷的贝克勒尔抓住这一意外“事件”进一步探讨，发现了放射现象。
揭开了探索原子核结构的序幕。
皮埃尔·居里和玛丽·居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，发现了放射性极强的新元素：其中一种为了纪念她的祖国——波兰，而命名为钋（Po）；另一种命名为镭（Ra）。
（1）物质发射射线的性质称为放射性；（2）具有放射性的元素称为放射性元素；（3）物质自发地放射出射线的现象，叫做天然放射现象；（4）研究发现，原子序数大于83的所有元素都能自发的放出射线；原子序数小于83的有些元素，也具有放射性。
二、认识三种放射线1、三种射线的组成、性质约2、说明（1）原子放出α射线或β射线后，就变成另一种元素的原子核——发生了核反应，说明原子核还有其内部结构；通常γ射线是伴随着α射线或β射线放出的。
α射线或β射线不一定同时放出。
（2）放射性与元素存在的状态无关。
如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响。
放射性反映的是元素原子核的特性。
三、质子和中子的发现1、质子的发现（1）卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现质子。
（见图5-4）（2）质子带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，271.672623110p m kg -=⨯2、中子的发现（1）查德威克发现中子。
《天然放射现象》课件
DATE
ANALYSIS
SUMMAR Y
05
天然放射现象的未来发 展
核聚变与核裂变的研究
核聚变
核聚变是一种模拟太阳内部反应的过程，通过高温高压条件 使轻元素聚变成重元素，释放巨大能量。研究核聚变有助于 解决能源危机，但技术难度大，需要国际合作。
核裂变
核裂变是重元素在一定条件下分裂成两个较轻的元素，同时 释放能量。研究核裂变可以应用于核能发电和武器制造，但 存在放射性废料处理和安全问题。
其他科学家的进一步研究
随后，其他科学家如居里夫妇等对天然放射现象进行了深入的研究，并发现了 其他放射性元素。
天然放射现象的种类
01
02
03
α射线
带2个单位正电荷和4个单 位质量的氦原子核，电离 本领最大，但穿透能力最 弱。
β射线
带负电荷的电子流，来源 于原子核内部，穿透能力 较强，电离本领较弱。
γ射线
宇宙射线与地球的相互作用
宇宙射线是一种高能射线，主要来自 宇宙空间，包括质子、电子和光子等 。
这些次级放射性粒子或射线也可以对 地球表面的天然放射性产生一定的影 响。
当宇宙射线与地球的大气层相互作用 时，可以产生次级放射性粒子或射线 ，如X射线和γ射线。
REPORT
CATALOG
DATE
ANALYSIS
这些放射性元素广泛存在于地 壳中，特别是在某些岩石、矿 物和土壤中。
地球的内部结构与放射性
地球的内部结构对天然放射性的产生和分布有重要影响。
地球内部的温度和压力条件可以促使放射性元素的衰变，从而释放出放射性粒子或 射线。
地球内部的放射性元素可以随着火山喷发、地热活动等地质过程被带到地表，或者 通过地下水、气体等传播到地表。
天然放射现象
孝义职教中心教学设计（首页）课题天然放射现象总课时数课型新课班级V63\64 授课时间教学目标知识与技能1．了解天然放射现象及其规律。
2．知道三种射线的本质，过程与方法1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。
2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力情感态度价值观1．树立正确的，严谨的科学研究态度。
2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。
教学重点天然放射现象及其规律教学难点知道三种射线的本质教学方法与手段1．树立正确的，严谨的科学研究态度。
2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观教具准备多媒体课件,一体机孝义职教中心教学设计（联页）教师活动学生活动新课学习提问，什么是天然放射现象 ? 放射性元素?老师讲解：放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．教师提问：那这些射线到底是什么呢？这就激发着人们去寻求答案：播放ppt把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
在射线经过的空间施加磁场，发现射线如图所示：课本227页图思考与讨论：观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？②如果射线，射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。
③如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？点评：给出实验现象，设置问题情境，引导学生自己得出结论，培养学生的观察，分析，探究的能力。
培养学生合作式学习的能力用多种方案解决一个问题有利于培养学生的扩散散性思维。
教师：我们已经研究了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些性质呢？请同学们阅读课文后填写表格。
学生看书，进行总结。
指导学生阅读课本回答：（1）物质发射射线的性质称为放射性(ra元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．具有放射性的元素称为放射性元素．学生讨论，回答问题以及实验方案。
①射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。
放射性的发现教案
物理课堂教学设计天然放射现象一、教学目标学习目标：1、了解放射性、放射性元素，并α、β、γ射线的本质及其特性，能正确书写它们的符号；2、知道几个放射性元素的衰变的情况，能正确根据电荷数和质量数守恒的规律写出衰变方程；3、知道半衰期的意义。
能力训练目标：1、能正确写出几种常见的粒子及原子的符号，并能够依据实际情况写出放射性元素的衰变方程；2、能够通过阅读、讨论、列表、对比等方式进行自学和总结。
德育教育目标：1、通过介绍相关史料，使学生认识到科学的发现与科学家良好的实验素养和严谨的科学态度间有密切的关系，同时也使学生体会到科学家的献身精神和爱国主义情怀，从而在学习的同时思想品德教育；2、通过介绍放射线的科普知识，引导学生认识到任何一种科学知识都有其两面性，如何扬长避短是所有有良知的科学工作者的重任，培养学生的社会责任感。
3、通过揭示本课的线索，由宏观现象（天然放射现象）的发现得出微观粒子（原子核）具有复杂的内部结构的结论，引导学生体会自然界的和谐统一美，激发学生的探索自然界的奥秘的兴趣。
二、教学重点：天然放射现象的规律，用电场的磁场探测放射线的特性和发现天然放射现象的历史意义。
三、教学难点：用电场和磁场的知识分析天然放射线的实质以及对发现天然放射现象的历史意义的真正理解。
四、教材、学情分析：本节教材内容较多，篇幅较长，阅读量大。
知识点比较抽象，而且能和前面的知识（力学和电学知识）有机结合，对我校学生而言，难度很大。
为突破教学难点，在教学过程中，采用计算机辅助教学，设计射线在电场和磁场中偏转并分开的动画，为学生理解该知识点提供感性材料，帮助学生掌握本节知识。
针对学生对此部分知识平时很少接触，非常陌生的实际情况，在课前将和放射现象有关的资料（《坏天气带来的好运》，《居里夫妇的故事》等）发给学生，通过对资料的阅读，不仅使学生对这部分内容有初步的了解，也进行科学道德与唯物史观的教育。
五、教具准备：多媒体教学器材（电脑、投影仪）、教学挂图、印刷资料六、教学过程：放射性元素的衰变（一）阅读教材，思考：1、什么是原子核的衰变？2、如何书写核的符号？3、原子核的衰变遵守哪些规律？原子核的衰变过程，可用核衰变方程来表示。
《点亮高考》物理系列教案：122《天然放射现象_衰变_核能》.doc
第2讲天然放射现象衰变核能能力要求1•知道原子核的组成，三种射线及性质，衰变规律2. 了解放辐射性同位素及应用3. 知道书写核反应方程时要注意质量数守恒、核电荷数守恒4. 知道爱因斯坦质能联系方程，会计算核能5. 知道释放核能的两种方式：聚变与裂变6. 了解放射性防护2.考点整合考点一：天然放射现象及三种放射线的比较1、天然放射现象的发现1896年， __________ 在铀矿石中发现未知的射线，把这些射线称为a 射线、B 射线、Y射线，这就是天然放射现象的发现•天然放射现象的发现，说明原子核 __________________________________________2、三种射线的比较射线 射线 射线Y 射线的作用：工业探伤、Y 刀、除静电、消毒杀菌、育种保鲜等 3、三种射线在匀强电场和匀强磁场中的偏转（在射线旁写明射线的种类）★一、考情直播 产生木质 电离作用 穿透能力1.考纲解读考纲内容1•氢原子核的组成、放射 性、原子核的衰变、半衰期2. 放射性同位素3. 核力、核反应方程4. 结合能、质量亏损5. 裂变反应和聚变反应、裂变反应堆6. 放射性的防护考向定位 考纲对这一部 分知识均是I 级要 求.本部分高考的 热点是核反应方 程，三种射线的比 较，质子、屮子以 及正电子的发现, 爱因斯坦质能联系 方程，高考屮以选 择题的形式出现.三种射线在电场屮偏转图7三种射线在磁场屮偏转4 •天然放射现象的发现说明原子核具有复杂结构天然放射现彖中的三种射线均来口于 ____________ ，这就充分说明了原子核具有复杂结构. ［例题1］如图8所示，x 为一未知放射源，P 为薄铝箔，当x 放射 源稳定时，计数器的计数率（单位时间内接受射线的次数）稳定. 现在将磁场移开，发现讣数器的计数率没有什么变化，然后抽走匕 则计数器的计数率大幅上升，说明x 为A. 纯B 粒子放射源B. 纯Y 粒子放射源C. a 粒子和B 粒子的混合放射源D. a 粒了和丫粒了的混合放射源答案：D解析：薄铝箔完全可以阻挡u 粒子，所以能进入计数器的一定没有a 粒子；B 粒子和Y 粒子 都可以穿透薄铝箔，但由于B 粒子是电子，在磁场的作用下会发生偏转，将磁场移开，发现 计数器的计数率没有什么变化，说明一定没有B 粒子；抽走P ，则计数器的计数率大幅上升， 说明一定有其它的粒了进入了计数器，而这种粒了一定不是B 粒了，只能是a 粒了，所以D 正确【规律总结】a 粒子穿透本领最弱，Y 粒子穿透本领最强.a 粒子、B 粒子在磁场屮会受到 洛伦兹力作用而发生偏转，Y 粒了是光了，无论在电场中还是在磁场中，都不会发生偏转. 考点二：原子核的半衰期1. ________________________________________________________ 半衰期： • 2•半衰期由放射性元索的原了核内部因素决定，与原了核所处的 __________无关. 3 .衰变公式为 _______________________【例题2］若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则和同质量的A 和B,经过 2 0天后，剩卜•两元素的质量之比m A ：mB 为A.30： 31B.31： 20C. 1 ： 2D. 2 ： 1答案：C【解析】根据半衰期公式，易得A 经历5个半衰期，B 经历4个半衰期，所以剩余质最之比为 1:2,C 正确<1V< iy 【规律总结】放射性元索的半衰期计算公式为m =m.- 或N = N. -、2丿 I 2丿考点三：&、0衰变规律1. Q 衰变规律I 计数器图8&衰变方程：覽“T嚮772 + _______Q衰变规律：____________________________________________2. 0衰变规律0衰变方程：鬻ThT鬻P Q + _____0衰变规律：_______________________________________3. 正电了衰变规律正电子衰变方程：胃PT曽Si + ______正电子衰变规律：［例题3］下血对某原子核衰变的描述，哪个是不対的？A・放出一个B粒子后，原子核的屮子数减1,原子序数少1B. 放出一个a粒了后，原了核的质量数少4,核电荷数少2C. 放出一个0粒子后，原子核的质量数不变，核电荷数加1D . 2囂R Q经过5次a衰变和4次0衰变后变成2^Pb答案：BCD【解析】0衰变衰变规律为核电荷数增加1，质量数不变，A错C正确；G衰变规律：核电荷数减少2,质量数减少4, B正确；第R Q经过5次a衰变和4次B衰变后，质量数减少20, 核电荷数先减少10在增加4, 一共增加6,变为2；；Pb, D正确【规律总结】发生a衰变无中子损失，每发生一次B衰变将冇一个中了转化为一个质子，这一点是解决选项D的关键.考点四：原子核的人工转变与核反应方程1.质子的发现卢瑟福用Q粒子轰击7号元素：N,发现了___________ .核反应方程为：+ _____________________2 •中子的发现查德威克用Q粒子轰击4号元素发现了 _____________核反应方程为：屉T：C + ____________3.放射性同位索的人工合成伊丽芙・居里和约里奥•居里用a粒子轰击13号元索［4/,人工合成了_______________核反应方程为：^Al^He^___________ +加4. ______________________________________________________________ 放辐射性同位素的应用_______________________________________________________________【例题4】用屮子（訪）轰击铝27（召A1）,产生钠24 （^Na ）和X,钠24具有放射性它衰变后变成钱24 （診Mg ）和Y.则X和Y分别是A. a粒子和电子B. a粒子和正电子C. 电了和a粒了D. 质子和正电答案：A【解析】写出核反应方程：$加+加—：：血+；弘和曽显然X是a粒了，Y 是电子.A正确.【规律总结】熟练的写出核反应方程是关键，当然也要记忆一些常见的粒子的名称和书写，在核反应中质量数和电荷数都守恒.【例题5】在下列四个核反应屮，X表示了质子的是哪些A. '：N+：H GT：O+XB. ^Al+^He^P + X；C. ；H+：Hi；He + X ；D. 雹u + X£Sr+ 驚Xe + 10加答案：A【解析】根据核反应中质量数和电荷数都守恒，A中是质子；B、C、D中均为中子.【规律总结】核反应屮质量数和电荷数都守怛，从而确定粒了的种类.考点五：核力与核能1.核力与核能核力：相邻的_________________________ 间有强大的核力作用，是一种短程力，其作用距离不超过1015m.核能：核反应中_____________ 称为核能.2. _____________________________________________________ 爱因斯坦质能联系方程3核能质量号•损：______________________________________________ 叫质量亏损•在衰变、裂变和聚变中存在质量亏损.4.结合能结合能：______________________________________________________ ，叫做原子核的结合能.特别提醒：対结合能的理解①质量m与能量E符合爱因斯坦的质能方程AE = A/nc2,这里c是真空中的光速. 根据质能方程，当能量增加了AE,那么它的质量也相应地增加Am,反过來也-样.AE和Am间符合下述质能方程= A/??c2.②核子结合成原子核时放出结合能，因此核的质量和组成它的核子的质量比较起来就要小些，这叫做核的质罐亏损，知道了核的质量亏损，就可以根据质能方程求出原子核的结合能.③用核子数去除原子核的结合能，就得到每个核子的平均结合能.质量数为50〜60的原子核平均结合能最大，约为8.6MeV,质量数较小的轻核和质量数较人的重核，平均结合能都比较小.［例题6］幾U（原子最为232.0372）衰变为常〃（原子量为228.0287）时，释放出a粒子（:Hf 的原了量为4.0026）,写出核反应方程，并求出衰变过程屮禅放岀多少能蜃.答案：嚮u—眾Th+：He；5.5MeV.【解析】雹U—2益Th+：H€衰变过程小的质量亏损△m=232.0372u・（228.0787u+4.0026u）=0.0059u 衰变过程中释放的能量AE=Am・C：，=0.0059X931.5MeV=5.5MeV【规律总结】用^E = A/nc2计算核能时有两种方法:1.在公式AE = Arne?屮均取国际单位.2.在公式Z\E 二/\口＞＜931.5中的单位是u, AE 的单位是MeV, lu 相当于931.5MW.★二、高考热点探究一. a 、B 衰变与带电粒子在磁场中的运动静止的原子核发牛2、B 衰变时，动量守恒、能量守恒，同时存在质量亏损，释放核能 在电场、磁场中a 、B 粒子因为带电而发生偏转或是做圆周运动. 【真题】（2008年广东高考）（1）放射性物质2*PO 和男CO 的核衰变方程为:雹PoT^pb+X ］,男Co 七Ni+X?方程 中的X ］代表的是 _______________ : x 2代表的是__.⑵如图所示，铅盒内装有能轻放a 、［3和丫射 线的放射性物质，在靠近铅盒的顶部加上电场 E 或磁场B,在图17（a ）＞ （b ）中分别画出射线运 动轨迹的示意图.（在所画的轨迹上须标明是 a 、B 和Y 屮的哪种射线）【解析】（1）第一个核反应方程为a 衰变，所 以X ］代表；He ；第二个核反应方程为B 衰变，X2代表*e ；（2）在图（a ）中，Y 射线不偏转，a 射线向右偏转,答案：（1） ；He, （2）画出射线运动轨迹的示意图：略【名师指引】在电场中：a 射线是氮的原子核，带正电，质量数较大，加速度较小，偏转不明 显；B 射线是电子，带负电，质量数为零（不到一个原子质最单位u ）加速度很人，偏转明显, 在画图时，这一点要体现出來.【新题导练1］在匀强磁场区域屮有一个静止的囂U 分裂为:He 和光Th ,若分裂后速度方向 与磁场垂直，求两核在磁场屮运动的半径Z 比. 二. 半衰期半衰期是一个统计概念，只冇对大量的原了核才成立，对几个原了核，则不存在半衰期 的概念•半衰期的长短与所处的物理状态和化学状态无关.【真题】（2008年上海髙考）放射性元素的原子核在a 衰变或&衰变牛成新原子核吋，往往会 同吋伴随 ___________ 辐射•已知4、3两种放射性元素的半衰期分別为八和匚，经过时间后测得这两种放射性元素的质最相等，那么它们原来的质最之比m B = __________________ ・ 答案：见解析【解析】放射性元素的原子核在a 衰变或6衰变生成新原子核时，新原子核往往有多余的能 fi,亦即新原了核处于激发态，这些能量再以Y 光的形式放出，这就是Y 衰变，Y 衰变总是伴 随着a 衰变或6衰变.根据衰变公式：加二"）（丄户1 1[丄B 射线向左偏转; 在图（b ）中，Y 射线不偏转，a 射线向左偏转,B 射线向右偏转.图17有(一严=伽(—产又因为t = T c T2所以g：m B= : 2°1 L | —| —【名师指引】根据m = m.(-y f m4(-)r* =m B(-)T^2 2 2m i —•—i得到：」_ =(_)© ‘ =在理解衰变公式的基础上，指数运算出现错误.加强数学运算能力, m … 2 N〃2"别让数学扯了物理的后腿.【新题导练2】关于半衰期，以下说法正确的是：A. 同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长.B. 升高温度可以使半衰期缩短.C. 氨的半衰期为3.8天，若有四个氨原子核，经过7.6犬就只剩下一个.D. 氮的半衰期为3.8天，4克氯原了核，经过7.6天就只剩下1克.三.核电站、热核反应与恒星发光热核反应：聚变必须在轻核间的距离十分接近，即达到i(rf时才能进行.在极高温度下, 原了核町以获得足够的动能克服库仑斥力而发生聚变，这种聚变反应叫做热核反应.冃前己实现的人工热核反应是氢弹的爆炸，恒星的内部进行着这种反应.核电诂：重核的裂变提供能量•反应堆的构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层.【真题】(2002年广东高考)如下一系列核反应是在恒星内部发牛的：[W'；Np+】：C$；Np+'；N$；O+ / +vp+'；Ni'；C + a其屮〃为质了，a为a粒了，严为正电了，v为一种屮微了.已知质了的质量为=1.672648xlO-27^ , Q 粒子的质量为叫，=6.644929x 10切鏡，正电子的质量为m e =9.11xl0-31^ ,中微子的质量可忽略不计，真空中的光速c = 3.00x10%/$,试计算该系列核反应完成后释放的能虽.答案：AE = 3.95xlO_,2J【解析】题中6个方程可等效为下面一个方程：4p TQ+ 2^+22质量亏损为Am = 4m p - m a - 2m e根据爱因斯坦质能方程= A/77C2可算出整个过程释放的能量.【名师指引】想办法计算岀这一系列核反应的质量亏损是解决木题的关键，将这6个核反应方程等效为40TQ + 2/+21Z,才能正确算出质量亏损.不能对这6个方程进行等效，从而不能算出质量亏损，是解决本题失败的主要原因.【新题导练3] (1)在其他能源中，核能具冇能量密度大，地区适应性强的优势.在核电站中, 核反应堆禅放的核能被转化成电能.核反应堆的工作原理是利用屮了轰击重核发生裂变反应，释放岀大量的核能.2汛/+〃1嘿加+ ；裁厂+ QX以上的核反应方程是反应堆中发工的许多核反应中的一利U n为中子，X为待求粒子，Q为X的个数，则X为 ______________ , a = _________ .以口、“2、E分别表示U、Ba、Kr核的质量，m4> "5分别表示屮子、质子的质量，c为光在真空中传播的速度，则上述核反应过程中放出的核能AE二_________________（2）冇一座发电能力为P=1.00xl06kw的核电站，核能转化为电能的效率r|=40%.假定反应堆屮发生的裂变反应全是（1）屮的核反应，已知每次核反应过程放出的核能AE=2.78xlO-n J, 泾“核的质M m!=390xl0'27kg,求每年（1年=3.15X107S）消耗的⑻[/的质量为多少?四：热核反应与恒星寿命恒星的能量来与其内部的热核反应，在恒星的内部，核聚变反应的种类冇很多，最关键的是找到最后的等效核反应，以便于计算质最亏损.恒星释放的核能向宇宙的四面八方均匀辐射，在以恒星为球心的球血上，能量均匀分布. 当恒星内部的聚变材料小于某个临界值时，核反应就会停止，恒星步入死亡期.【真题】（2001年全国高考）太阳现.正处于主序星演化阶段.它主耍是由电子和；H、；He等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e+4]HT；He +释放的核能，这些核能最后转化为辐射能.根据冃前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的；H核数H从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化, 假定目前太阳全部由电子和；H核组成.（1）为了研究太阳演化进程，需知道冃前太阳的质量M.已知地球半径R=6.4xl06m,地球质量zn = 6.0xl024 kg,日地屮心的距离r=1.5xlO n m,地球表而处的重力加速度g = 10m/s2 , 1年约为3.2X107秒，试佔算冃前太阳的质fi/W.（2）已知质子质量m p=1.6726x10"27 kg, ；He质量m a=6.6458xl0"27 kg,电子质量n?e= 0.9x10-30 kg,光速c=3xl08 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.（3）乂知地球上与太阳垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能iv=1.35xl03 W/rr?.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.（估算结果只耍求一位有效数字.）答案：（1） 2xlO30 kg（2） 4.2X1012J（3） 1百亿年【解析】（1）要估算太阳的质虽M,研究绕太阳运动的任一颗行星的公转均可，现取地球为研究对象设T为地球绕口心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知G——= m（——）rr1 T地球表面处的重力加速度g=G寻R?g以题给数值代入，得M=2“03°kg（2）根据质最亏损和质能公式，该核反应每发生一次释放的核能为△E= （4n7p+2m e—m a）c2代入数值，得厶E=4.2X1012J（3）根据题给假设，在太阳继续保持在主序星阶段的时间内，发牛题小所述的核聚变反M应的次数为N二——xlO%4®因此，太阳总共辐射出的能量为E=N-/\E设太阳辐射是各向同性的，贝IJ每秒内太阳向外放出的辐射能为E=^nr2wF所以太阳继续保持在主星序的时间为t=-£0」M （4m n +2加，-m ^c2由以上各式解得f = ----------- ----- 匕--- —-—4m 卩 x 4加"~w以题给数据代入，并以年为单位，町得t=lxlO10年=1百亿年【名师指引】该题是信息题，关键是在大量的信息中选取冇川的信息，而不被其他信息所干扰.如第（1）小题，实际上是万有引力定律在天文学上的应用，与原子核的知识无关•第（3）题，需要构建岀太阳各向同性地向周围空间辐射核能（辐向能量流）的物理模型，是考查空间想象能力和建模能力的好题.【新题导练4】用质子轰击锂核（Li）生成两个a粒子.已知质子质量Mp二1.0078“，锂核质量为Mu =7.0160“，质子的初动能是E2=0.6MeV.求：（1）写出核反应方程式；（2）核反应前丿rf发生的质量弓损；（3）核反应过程中释放的能量△£；（4）核反应释放的能量全部用來增加两个。
天然放射现象教案
X Z 2Y 2 He M 0 X Z 1Y 1e
3、γ辐射不引起原子核衰变
高 中 物 • 理
三、半衰期
1、定义：放射性元素的原子核衰变掉一半 所用时间，叫放射性元素的半衰期。 • 2、衰变规律：m0:放射性元素的原有质量； m：经过n个半衰期的时间后剩余的放射性元 素的质量，则有 m=(1/2)nm0或m/m0=(1/2)n 3、决定半衰期的因素：
说明：1、物质自发放射射线的性质，叫放射性。 2、放射性是某些物质的天然存在的客观属性 与任何外界因素无关。 3、具体有放射性的元素叫放射性元素。 4、放射线是直接用肉眼看不见的，必须借助 于专门的仪器来观察（第三节专门学习）
2、天然放射线的分离及其鉴别 法一：利用磁场 法二：利用电场
高 中 物 理
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。
3、天然放射线的性质及其比较
名称 构成 氦核 电子 电量 （e） +2 -1 质量 (u) 射出 速度 0.1c 电离 能力 最强 贯穿 本领
α
β γ
4
最弱
1/1840 0.9c
较强 较强
最弱 最强
光子
0
0
c
高 中 物 理
电离本领和贯穿本领之间的关系：
α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其他 原子的核外电子的能力，但以损失动能为 代价换得原子电离，所以电离能力最强的α 粒子，贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只 有激发核外电子跃迁时才会将原子电离， 所以电离能力最弱而贯穿本领最强。
高 中 物 理
第二节 天然放射现象
衰变
一、天然放射现象 1、什么是天然放射现象？天然放射线有 哪几种？其性质如何？ 2、利用什么方法可以将天然放射线分离 开来，并加以鉴别？你还能想出与课本上 不同的方法吗？ 3、元素的放射性是原子的性质还是原子 核的性质？放射性的发现有何重要意义？
天然放射现象
一、天然放射现象 1. 放射性和放射性元素 2. 天然放射性现象 二、射线到底是什么 三种射线：α 射线、β 射线、γ 射线 三、质子和中子的发现 四、原子核的组成 核电荷数 = 质子数 = 元素的原子序数 = 荷外电子数 质量数 = 核子数 = 质子数 + 中子数
（1）定义：具有相同质子数而中子
数不同的原子，在元素周期表 中处于同一位置，因而互称同位素。
zAX
（2）性质：原子核的质子数决定了核外电子数目，也决
定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的
化学性质，因而同种元素的同位素具有相同的化学性 质。
列举一些元素的同位素？
11H (氢 ) 12H (重 氢 ) 13H (氚 )
N＝A－Z＝226－88＝138。 (2) 镭核所带电量
Q ＝ Ze ＝ 88×1.6×10－19 C ＝ 1.41×10－17 C。 (3) 核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为 88。 (4) 带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹 力，故有
qvB ＝ mv2/r r ＝ mv/qB 两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故
例1. 如图所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一 个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)，调整电 场强度 E 和磁感应强度 B 的大小，使得在 MN 上只有两个
点受到射线照射。下列判断是正确的是 ( C )
A. 射到 b 点的一定是 α 射线 B. 射到 b 点的一定是 β 射线 C. 射到 b 点的一定是 α 射线或 β 射线 D. 射到 b 点的一定是 γ 射线
(3) 质量数( A )：原子核的质量等于质子和中子的质量和，所以原 子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数， 叫质量数。
2--天然放射现象
05届高三物理一轮复习授课提纲原子和原子核(2)[课 题] 天然放射现象 原子核的人工转变[教学目标]1、了解天然放射现象，知道三种射线的本质和特性，掌握核衰变的特点和规律2、知道原子核人工转变的原理，了解质子、中子和放射性同位素的发现过程[重点难点] 三种射线的本质和特性[知识要点]一、天然放射现象1、1896年贝克勤耳发现天然放射现象，从此，揭开了人类研究原于核结构的序幕．居里夫妇对铀和铀的各种矿石的研究发现了钋和镭．之后，人们通过对天然放射现象的进一步研究，发现了原子序数大于83的所有天然存在的元素，都有放射性．原子序数小于83的天然存在的元素，有的也有放射性．放射出来的射线共有三种：α射线、β射线和γ射线．2、三种射线的本质和特性二、原子核的衰变1、α衰变：原子核自发地放出某种粒子而转变为新核的变化．2、衰变规律：α衰变 MZ X →42--M Z Y+42He ； β衰变 MZ X →M Z 1+Y+01-e 3、α衰变的实质：某元素的原子核同时发出由两个质子和两个中子组成的粒子（即氦核） 211H+2 10n →42He β衰变的实质：某元素的原子核内的一个中子变成质子发射出一个电子 即 10n →11H+01-e+γ- （γ-为反中微子） 4、γ射线：总是伴随α衰变或β衰变产生的，不能单独放出γ射线．γ射线不改变原子核的电荷数和质量数．实质是元素在发生α衰变或β衰变时产生的某些新核由于具有过多的能量（核处于激发态），向低能级跃迁而辐射出光子．三、半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，它是大量原子核衰变的统计结果，不是一个原子发生衰变所需经历的时间．1、决定因素：由原子核内部的因素决定，与原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关．2、放射性元素经n个半衰期未发生衰变的原子核数N和原有原子核数N0间关系为：N＝N0（1/2）n，对应的质量关系为：m=m0（1/2）n四、原子核的人工转变：用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程，其核反应方程的一般形式为：1、质子的发现：147N+42He→178O+ 11H2、中子的发现：94Be+42He→126C+ 1n3、放射性同位素和正电子的发现：1934年约里奥·居里夫妇用a粒子轰击铝核产生一种新的放射性元素，此后人们认识到放射性同位素可用人工核反应制取．27 13Al+42He→3015P+ 1n 3015P→3014Si+ 01e4、放射性同位素的应用：(1）利用它的射线如利用钻60放出的很强的γ射线来检查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫γ射线探伤，利用放射线的贯穿本领了解物体的厚度和密度的关系，可以用放射同位素来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度，从而自动控制生产过程，再如利用α射线的电离作用，可以消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电；利用射线杀死体内的癌细胞等．（2）做示踪原子如在生物科学研究方面，同位素示踪技术起着十分重要的作用，在人工方法合成牛胰岛素的研制、验证方面，示踪原子起着重要的作用．在输油管线漏油的检查和对植物生长的检测方面，示踪原子都起着重要作用．[解题指导][例1] 如图所示，a为未知的天然放射源，b为一张黑纸，C为水平放置的平行金属板，板间有竖直方向较强的匀强电场，d为荧光屏，e为固定不动的显微镜筒．整个装置放在真空中，实验时，如果将电场E撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化．如果再将黑纸b移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁的亮点数大为增加，由此可判定放射源a发出的射线为（）A．β射线和γ射线B．α射线和β射线C．α射线和γ射线D．α射线和X射线[例2] 如图,在有小孔的铅盘中，放有能连续放出α、β、γ三种射线的放射性元素，放出的三种射线都打在孔对面屏M 上的A 点．要使三种射线分开，分别打在屏上的A 、B 、C 三点（其中B 到A 的距离大于C 到A 的距离）可采取的措施是在屏与孔之间加上（ ）A ．重直纸面向里的匀强磁场B ．垂直纸面向外的匀强磁场C ．水平向右的匀强电场D ．水平向左的匀强电场[例3] 最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素元素反应时，发现生成的超重元素的核A Z X经过6次α衰变后的产物是253100Fm ，由此可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是（ ）A ．124、259B ．124、265C ．112、265D ．112、277[例4]如图所示，在磁感应强度为B 的有界匀强磁场中，磁场宽度为d ，有静止的原子核23892 U 置于中点A ，当这些原子核23892 U 发生α衰变时，（1）写出23892 U 发生α衰变时的核反应方程．（2）假设α粒子的运动方向都在纸面内，且与磁场方向垂直，若α粒子恰不会从磁场飞出，求反冲核轨迹半径的最大值．[例4] 如图所示，是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．（1）试简述自动控制的原理．（2）如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β和γ的三种射线中，哪一种射线对铝板的厚度控制起主要作用？为什么？[训练设计]1、有关放射性元素半衰期的下列说法中正确的是（ ）A ．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间B ．放射性元素的原子核全部发生衰变所用的时间的一半C ．两个原子核有一个原子核发生衰变所用的时间D ．原子核质量数为x 的原子核衰变后生成原子核质量数为y 的放射性元素，若衰变前，该放射性元素的质量为M 千克，则经过一个半衰期时，剩余物的质量为M(x 十y ）/2x ．2、（1）1992年1月初，美国前总统老布什应邀访日，在欢迎宴会上，突然发病昏厥．美国政府将他急送回国，医生用123I 进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出了病因．这里一定是利用了123I 所放出的（ ）A ．热量B ．α射线C ．β射线D ．γ射线（2）则上题中美国医生用123I 对老布什进行诊断，为了尽量减小放射性物质对人体的副作用，123 I 的特性应该是（ ）A ．半衰期长，并能迅速从体内清除B ．半衰期长，并缓慢从体内清除C ．半衰期短，并能迅速从体内清除D ．半衰期短，并缓慢从体内清除3、(04江苏)下列说法正确的是 （ ）A.、α射线与γ射线都是电磁波B 、β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C 、用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D 、原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量4、（1）如图表示某种放射性元素的衰变规律（纵坐标表示的是任意时刻放射性元素的原子数与t=0时的原子数之比），则该放射性元素的半衰期是多少天？（2）在从某古迹中发掘出来的木材中，所含有的146 C 的比例是正在生长的植物中的80％，放射性146 C的半衰期是5700年，根据图象可以推算，该古迹距今约为多少年？。
2019-2020年高中物理 19.3天然放射性现象 衰变导学案 新人教版选修3-3
2019-2020年高中物理 19.3天然放射性现象衰变导学案新人教版选修3-3【学习目标】（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。
（6）了解放射性在生产和科学领域的应用.（7）知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，了解防范放射线的措施，建立防范意识. 【学习重点、难点】天然放射现象及其规律，原子核的衰变规律及半衰期。
【使用方法】通读教材P175-178，进行知识梳理，再认真独立完成导学案，并将自己的疑问记下来。
【课前预习案】一、天然放射现象1.天然放射现象⑴放射性与放射性元素：物质发射射线的性质称为__________．具有放射性的元素称为___________元素．⑵天然放射现象元素这种___________地放出射线的现象称为天然放射现象。
2.三种射线：⑴放射性物质放出的射线有三种：______射线、_________射线、________射线。
（2）如何判断是何种射线?根据带点粒子在磁场或电场中受力作用而发生偏转。
3．放射性与元素存在的状态无关．元素的放射性与它以单质或化合物的形式存在_______，且天然放射现象不受任何物理变化、化学变化的影响。
二．放射性元素的衰变1.衰变：原子核放出 _____________或___________后转变为_____________的变化称衰变。
2.衰变的规律：原子核衰变时_______________和_______________守恒。
3.衰变方程式：①α衰变规律：A Z X→_____Y+42He②β衰变规律：A Z X→______Y+0-1e③γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时_________受激发而产生的光子（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生；γ射线的本质是能量。
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第三节天然放射现象衰变
教学目标：
1.在物理知识方面的要求.
（1）理解什么是“天然放射现象”，掌握天然放射线的性质；
（2）掌握原子核衰变规律，理解半衰期概念；
（3）结合天然放射线的探测问题，提高学生综合运用物理知识的能力.
2.在复习过程中，适当介绍天然放射性的发现过程，以及有关科学家的事绩，对学生进行科学道德与唯物史观的教育.
教学重点：
（1）衰变规律；
（2）用电场和磁场探测天然射线的基本方法.
教学难点：
用力学和电学知识如何分析天然射线的性质.
教学内容：
（一）引入新课
回顾法国物理学家贝可勒尔发现天然放射现象的经历，以及贝可勒尔为了试验放射线的性质，用试管装入含铀矿物插在上衣口袋中被射线灼伤、早期核物理学家多死于白血病（放射病）的故事.
（二）教学过程设计
1.天然放射现象：某种物质自发地放射出看不见的射线
的现象.
2. 天然放射线的性质.
说明电离本领和贯穿本领之间的关系：α粒子是氦原子核，所以有很强的夺取其它原子的核外电子的能力，但以损失动能为代价换得原子电离，所以电离能力最强的α粒子，贯穿本领最弱；而γ光子不带电，只有激发核外电子跃迁时才会将原子电离，所以电离能力最弱而贯穿本领最强.
3. 原子核的衰变：某种元素原子核自发地放出射线粒子后，转变成新的元素原子核的现象.
4.衰变规律.
（1）遵从规律：
质量数守恒（说明与“质量守恒定律”之区别）；
电荷数守恒；
（2）说明：γ衰变是原子核受激发产生的，一般是伴随α衰变或β衰变进行的，即衰变模式是：α＋γ，β＋γ，没有α＋β＋γ这种模式！
（3）半衰期：放射性原子核衰变掉一半所用时间.
说明：某种原子核的半衰期与物理环境和化学环境无关，是核素自身性质的反映.
板书：
一、 天然放射现象
1． 放射性：元素自发放出射线
2． 放射性元素
3． 射线源自核内，与化学状态无关
二、 射线的性质
1． α射线：氦核He 42，正电
2． β射线：电子e 01-，负电
3． γ射线：波长极短的电磁波，不带电
4． 射线在磁场、电场中的偏转。
三、 放射性元素的衰变
1． 衰变：旧核 粒子 新核
2． 规律：衰变前后原子核电荷数和质量数守恒
3． α衰变：He Th U 4223490238
92+→
β衰变：e Pa Th 0123491234
90-+→
4．γ射线伴随α、β衰变而发生。