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

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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。

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？。

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。

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。

第三章 2 放射性衰变

2放射性衰变[学习目标] 1.了解放射性和天然放射现象，知道三种射线的实质和特征.2.了解衰变的概念，知道放射现象的实质就是原子核的衰变.3.了解半衰期的概念，知道半衰期的统计意义，并会计算半衰期．一、天然放射现象1．天然放射性：(1)1896年，法国物理学家亨利·贝克勒尔发现，铀化合物能放出看不见的射线，这种射线可以使密封完好的照相底片感光．物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素．(2)玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种比铀放射性更强的新元素，命名为钋、镭．2．天然放射现象：放射性元素自发地发出射线的现象．原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数较小的元素，有的也能放出射线．例如14 6C有放射性．二、衰变1．放射性衰变：放射性元素是不稳定的，它们会自发地蜕变为另一种元素，同时放出射线，这种现象为放射性衰变．2．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粒子的衰变为β衰变，而γ射线是伴随α射线或β射线产生的．3．衰变方程举例：(1)α衰变：238 92U→234 90Th＋42He(2)β衰变：234 90Th→234 91Pa＋0－1e.4．原子核衰变前、后电荷数和质量数均守恒．三、三种射线的性质1．α射线：带正电的α粒子流，α粒子是氦原子核，α射线的速度只有光速的10%，穿透能力弱，容易被物质吸收，一张薄薄的铝箔或一层裹底片的黑纸，都能把它挡住．2．β射线：带负电的电子流，它的速度很快，穿透力强，在空气中可以走几十米远，而碰到几毫米厚的铝片就不能穿过了．3．γ射线：本质上是一种波长极短的电磁波，波长约是X射线波长的1%，穿透力极强，能穿过厚的混凝土和铅板．四、半衰期1．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间，叫做这种元素的半衰期．2．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，反映放射性元素衰变的快慢．3．半衰期是由原子核自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．1．判断下列说法的正误．(1)α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力．( × ) (2)原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变．( × ) (3)同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长．( × )(4)放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用．( √ )(5)氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后只剩下一个氡原子核．( × ) 2．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m 的碘131，经过32天后，该药物中碘131的质量大约还有__________________________________．答案m 16解析由题意可知m 余＝3281.216m m ⎛⎫=⎪⎝⎭一、对三种射线性质的理解如图1为三种射线在匀强磁场中的运动轨迹示意图．图1(1)α射线向左偏转，β射线向右偏转，γ射线不偏转说明了什么？(2)α粒子的速度约为β粒子速度的十分之一，但α射线的偏转半径大于β射线的偏转半径说明什么问题？答案 (1)说明α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．(2)根据带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式r ＝m v qB 可知，α粒子的m q 应大于β粒子的mq ，即α粒子的质量应较大．α、β、γ三种射线的比较种类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)质量4m p(m p＝1.67×10－27kg)m p1 836静止质量为零带电荷量2e －e 0 速率0.1c 0.99c c穿透能力最弱，用一张纸就能挡住较强，不能穿透几毫米厚的铝片最强，能穿透厚的混凝土和铅板电离作用很强较弱很弱在电、磁场中偏转偏转不偏转例1一置于铅盒中的放射源可以发射α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后面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沿原来的方向行进，射线b发生了偏转，如图2所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．图2答案γβ解析放射源可以发射α、β、γ三种射线，α射线的穿透能力弱，不能穿透铝箔，β射线和γ射线的穿透能力强，可以穿透铝箔．由于β射线带负电，经过电场时受到电场力的作用会发生偏转，γ射线不带电，经过电场时不发生偏转，所以题图中射线a是γ射线，射线b是β射线．1．对放射性和射线的理解：(1)一种元素的放射性，与其是单质还是化合物无关，这说明一种元素的放射性和核外电子无关．(2)射线来自于原子核，说明原子核是可以再分的．2．对三种射线性质的理解：(1)α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α射线、β射线是实物粒子流，而γ射线是光子流，属于电磁波的一种．(2)α射线、β射线都可以在电场或磁场中偏转，但偏转方向不同，γ射线则不发生偏转．(3)α射线穿透能力弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离本领相反．针对训练1天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图3所示，由此可推知()图3A．②来自原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用较强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，是一种电磁波答案 D解析①射线能被一张纸挡住，说明它的穿透能力差，所以①射线是α射线，α射线是高速运动的氦核流，它的电离作用最强，选项B错误；②射线的穿透能力较强，能穿透纸但不能穿透几毫米厚的铝板，说明它是β射线，β射线来自于原子核，不是来自于原子核外的电子，选项A错误；③射线的穿透能力最强，能够穿透几厘米厚的铅板，③射线是γ射线，γ射线的电离作用最弱，穿透能力最强，它是能量很高的电磁波，故选项C错误，D正确．二、原子核的衰变规律与衰变方程如图4为α衰变、β衰变示意图．图4(1)当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？(2)当发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？答案 (1)α衰变时，质子数减少2，中子数减少2.(2)β衰变时，核电荷数增加1.新核在元素周期表中的位置向后移动一位．1．衰变种类、实质与方程(1)α衰变：A Z X ―→A －4Z －2Y ＋42He实质：原子核中，2个中子和2个质子结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中被释放出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象．如：238 92U ―→234 90Th ＋42He. (2)β衰变：A Z X ―→ A Z ＋1Y ＋0－1e.实质：原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即β粒子，使电荷数增加1，β衰变不改变原子核的质量数，其转化方程为：10n ―→11H ＋0－1e. 如：234 90Th ―→234 91Pa ＋0－1e.(3)γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的． 2．衰变规律衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒． 3．确定原子核衰变次数的方法与技巧(1)方法：设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y ，则衰变方程为：A Z X →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程： A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m .以上两式联立解得：n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′2＋Z ′－Z .由此可见，确定衰变次数可归结为解二元一次方程组．(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数．例223892U核经一系列的衰变后变为206 82Pb核，问：(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)20682Pb与238 92U相比，质子数和中子数各少了多少？(3)综合写出这一衰变过程的方程．答案(1)86(2)1022(3)238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1eU衰变为20682Pb经过x次α衰变和y次β衰变，由质量数守恒和电荷数守恒可得解析(1)设23892238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②联立①②解得x＝8，y＝6.即一共经过8次α衰变和6次β衰变(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变，而质子数增加1，故20682Pb较238 92U质子数少10，中子数少22.(3)衰变方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.1．衰变方程的书写：衰变方程用“→”，而不用“＝”表示，因为衰变方程表示的是原子核的变化，而不是原子的变化．2．衰变次数的判断技巧(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒．(2)每发生一次α衰变质子数、中子数均减少2.(3)每发生一次β衰变中子数减少1，质子数增加1.针对训练2在横线上填上粒子符号和衰变类型．(1)23892U→234 90Th＋________，属于________衰变；(2)23490Th→234 91Pa＋________，属于________衰变；(3)210 84Po→210 85At＋________，属于________衰变；(4)6629Cu→6227Co＋________，属于________衰变．答案(1)42Heα(2)0－1eβ(3)0－1eβ(4)42Heα解析根据质量数和电荷数守恒可以判断：(1)中生成的粒子为42He ，属于α衰变．(2)中生成的粒子为 0－1e ，属于β衰变．(3)中生成的粒子为 0－1e ，属于β衰变．(4)中生成的粒子为42He ，属于α衰变．三、半衰期的理解和有关计算什么是半衰期？对于某个或选定的几个原子核，能根据该种元素的半衰期预测它的衰变时间吗？答案半衰期是某种放射性元素的大量原子核有半数发生衰变所用的时间．半衰期是统计规律，故无法预测单个原子核或几个特定原子核的衰变时间．1．半衰期：表示放射性元素衰变的快慢． 2．半衰期公式：1/21/211=,=22ttT T N N m m 0⎛⎫⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭原余余，式中N 原、m 0分别表示衰变前的原子核数和质量，N 余、m 余分别表示衰变后的尚未发生衰变的原子核数和质量，t 表示衰变时间，T 1/2表示半衰期．3．适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变．4．应用：利用半衰期非常稳定的特点，可以测算其衰变过程，推算时间等．例3 (多选)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( ) A ．原子核全部衰变所需要的时间的一半 B ．原子核有半数发生衰变所需要的时间 C ．相对原子质量减少一半所需要的时间 D ．该元素原子核的总质量减半所需要的时间答案 BD解析放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫做这种元素的半衰期，它与原子核全部衰变所需要的时间的一半不同．放射性元素发生衰变后成为一种新的原子核，原来的放射性元素原子核的个数不断减少，当原子核的个数减半时，该放射性元素的原子核的总质量也减半，故选项B 、D 正确．例4 (多选)地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量来推算，测得该岩石中现含有铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半．铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图5所示，图中N 为铀238的原子数，N 0为铀和铅的总原子数．由此可以判断出( )图5A ．铀238的半衰期为90亿年B ．地球的年龄大致为45亿年C ．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶4D ．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶3 答案 BD解析半衰期是有半数原子核发生衰变所需要的时间，根据题图可知半数衰变的时间是45亿年，选项A 错误，B 正确；90亿年是铀核的两个半衰期，有34的铀原子核发生衰变，还有14的铀原子核没有发生衰变，根据衰变方程可知一个铀核衰变时产生一个铅核，故衰变后的铀、铅原子数之比约为1∶3，选项C 错误，D 正确．1．半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，而不是样本质量减少一半的时间．2．半衰期是一个统计规律，适用于对大量原子核衰变的计算，对于少数原子核不适用． 3．半衰期由核内部自身的因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件都无关． 4．注意区分两个质量已发生衰变的质量1/2112t T m ⎡⎤⎛⎫⎢⎥- ⎪⎢⎥⎝⎭⎣⎦，未发生衰变的质量1/212tT m ⎛⎫. ⎪⎝⎭针对训练3 大量的某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( ) A ．11.4天 B ．7.6天 C ．5.7天D ．3.8天答案 D解析由于经过了11.4天还有18的原子核没有衰变，由m 余＝⎝⎛⎭⎫12n m 0，可知该放射性元素经过了3个半衰期，即可算出半衰期是3.8天，故D 正确．1．(三种射线的特性)(多选)天然放射性物质的射线包含三种成分，下列说法中正确的是( ) A ．α射线的本质是高速氦核流 B ．β射线是不带电的光子C ．三种射线中电离作用最强的是γ射线D ．一张厚的黑纸可以挡住α射线，但挡不住β射线和γ射线答案 AD解析 α射线的本质是高速氦核流，β射线是高速电子流，A 正确，B 错误；三种射线中电离作用最强的是α射线，C 错误；一张厚的黑纸可以挡住α射线，但挡不住β射线和γ射线，D 正确．2.(射线的区分)研究放射性元素射线性质的实验装置如图6所示．两块平行放置的金属板A 、B 分别与电源的两极a 、b 连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出．则( )图6A ．a 为电源正极，到达A 板的为α射线B ．a 为电源正极，到达A 板的为β射线C ．a 为电源负极，到达A 板的为α射线D ．a 为电源负极，到达A 板的为β射线答案 B解析 β射线为高速电子流，质量约为质子质量的11 836，速度接近光速；α射线为氦核流，速度约为光速的110.在同一电场中，β射线的偏转程度大于α射线的偏转程度，由题图知，向左偏的为β射线；因α粒子带正电，向右偏转，说明电场方向水平向右，a 为电源正极，故B 正确，A 、C 、D 错误．3．(原子核的衰变)放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为232 90Th →22086Rn ＋x α＋y β，则( ) A ．x ＝1，y ＝3 B ．x ＝2，y ＝3 C ．x ＝3，y ＝1 D ．x ＝3，y ＝2答案 D解析由衰变规律可知，β衰变不影响质量数，所以质量数的变化由α衰变的次数决定，由232 90Th变为220 86Rn ，质量数减少了232－220＝12，每一次α衰变质量数减少4，因此α衰变次数为3次；3次α衰变电荷数减少了3×2＝6个，而现在只减少了90－86＝4个，所以发生2次β衰变(每次β衰变电荷数增加1)，故x ＝3，y ＝2，故选项D 正确．4．(半衰期的相关计算)一个氡核222 86Rn 衰变成钋核218 84Po ，并放出一个α粒子，其半衰期T 1/2＝3.8天．(1)写出该核反应方程；(2)求32 g 氡经过多少天衰变还剩余1 g 氡．答案 (1)222 86Rn →218 84Po ＋42He (2)19解析 (1)根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可知：该核反应方程是222 86Rn →218 84Po ＋42He.(2)根据半衰期公式可知，m 余＝1/21,2tT m ⎛⎫ ⎪⎝⎭原解得t ＝3.8天×5＝19天．考点一天然放射现象及三种射线1．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是( ) A ．γ射线的贯穿作用 B ．α射线的电离作用C．β射线的贯穿作用D．β射线的中和作用答案 B解析由于α粒子电离作用较强，能使空气中的分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和，使带电体所带的电荷很快消失．2．(多选)下列关于放射性元素发出的三种射线的说法中正确的是()A．α粒子就是氢原子核，它的穿透本领和电离本领都很强B．β射线是电子流，其速度接近光速C．γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿透几厘米厚的铅板D．以上三种说法均不正确答案BC解析α粒子是氦原子核，它的穿透本领很弱而电离本领很强，A项错误；β射线是电子流，其速度接近光速，B项正确；γ射线的频率很高，穿透能力很强，可以穿透几厘米厚的铅板，C项正确，D项错误．3．如图1所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是()图1A．①表示γ射线，③表示α射线B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线D．⑤表示β射线，⑥表示α射线答案 C解析γ射线为电磁波，在电场、磁场中均不偏转，故②和⑤表示γ射线，A、B、D项错；α射线中的α粒子为氦的原子核，带正电，在匀强电场中，沿电场方向偏转，故③表示α射线，由左手定则可知在匀强磁场中α射线向左偏，故④表示α射线，C项对．4．(2021·洛阳一中高二期末)如图2所示为研究某未知元素放射性的实验装置．实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数，撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化，再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加．由此可以判断，放射源发出的射线最可能为()图2A．β射线和γ射线B．α射线和β射线C．β射线和X射线D．α射线和γ射线答案 D解析放射性元素可放射出的射线有三种：α射线、β射线和γ射线，三种射线中α射线和β射线带电，进入电场后会发生偏转，而γ射线不带电，在电场中不偏转．由题述将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏的同一位置上每分钟闪烁的亮点数没有变化，可知穿过薄铝片的射线中只含有γ射线．再将薄铝片移开，则从显微镜内观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，根据α射线的穿透本领最弱，一张纸就能挡住，分析得知放射源发出的射线中还含有α射线，故放射源发出的射线最可能为α射线和γ射线，选项D正确．考点二原子核的衰变半衰期5．新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期为8天，X2O与F2发生化学反应2X2O＋2F2===4XF＋O2之后，XF的半衰期为()A．2天B．4天C．8天D．16天答案 C解析放射性元素的半衰期由原子核内部自身的因素决定，与原子核的化学状态无关，故半衰期不变，仍为8天，选项A、B、D错误，C正确．6．某原子核A先进行一次β衰变变成原子核B，再进行一次α衰变变成原子核C，则() A．核C的质子数比核A的质子数少2B．核A的质量数减核C的质量数等于3C．核A的中子数减核C的中子数等于3D．核A的中子数减核C的中子数等于5答案 C解析原子核A进行一次β衰变后，一个中子转变为一个质子并释放一个电子，再进行一次α衰变，又释放两个中子和两个质子，所以核A比核C多3个中子、1个质子，选项C正确，A、B、D错误．7．(多选)(2021·衡水中学期中)下列说法正确的是()A.226 88Ra衰变为222 86Rn要经过1次α衰变和1次β衰变B.238 92U衰变为234 91Pa要经过1次α衰变和1次β衰变C.232 90Th衰变为208 82Pb要经过6次α衰变和4次β衰变D.238 92U衰变为222 86Rn要经过4次α衰变和4次β衰变答案BC解析原子核经1次α衰变和1次β衰变后质量数减4，核电荷数减1(先减2再加1)，故A 错误；发生α衰变时放出42He，发生β衰变时放出电子0－1e，设238 92U衰变为234 91Pa发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋91＝92,4x＋234＝238，解得x ＝1，y＝1，故衰变过程为1次α衰变和1次β衰变，故B正确；设232 90Th衰变为208 82Pb发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋82＝90,4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰变过程要经过6次α衰变和4次β衰变，故C正确；设238 92U衰变为222 86Rn 发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋86＝92,4x＋222＝238，解得x＝4，y＝2，故衰变过程要经过4次α衰变和2次β衰变，故D错误．8．放射性元素氡(222 86Rn)经α衰变成为钋(218 84Po)，半衰期约为3.8天，但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素222 86Rn的矿石，其原因是() A．目前地壳中的222 86Rn主要来自其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素222 86Rn的含量足够高C．当衰变产物218 84Po积累到一定量以后，218 84Po的增加会减慢222 86Rn的衰变进程D.22286Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期答案 A解析地壳中222 86Rn主要来自其他放射性元素的衰变，则A正确，B错误；放射性元素的半衰期与外界环境等因素无关，则C、D错误．考点三衰变综合问题9.(多选)在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生了衰变，得到两条如图3所示的径迹，图中箭头表示衰变后粒子的运动方向．不计放出的光子的能量，则下列说法正确的是()图3A ．发生的是β衰变，b 为β粒子的径迹B ．发生的是α衰变，b 为α粒子的径迹C ．磁场方向垂直于纸面向外D ．磁场方向垂直于纸面向里答案 AD解析由动量守恒定律，原子核发生衰变后两粒子运动方向相反，由左手定则知两粒子电性相反，故发生的是β衰变．静止的原子核发生β衰变时，根据动量守恒定律知，β粒子与反冲核的动量p 大小相等、方向相反，由半径公式r ＝m v qB ＝p qB知，两粒子做匀速圆周运动的半径与电荷量成反比，β粒子电荷量小，则其半径较大，即b 是β粒子的运动轨迹，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项A 、D 正确．10．一块氡222放在天平的左盘时，需要天平的右盘加444 g 砝码，天平才能处于平衡，氡222发生α衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为( )A ．222 gB ．8 gC ．2 gD ．4 g答案 D解析原有氡222共444 g ，经过一个半衰期后有222 g 氡发生衰变，其衰变方程为222 86Rn → 218 84Po ＋42He ，但是衰变后生成的钋218还在左盘，也就是说，经过一个半衰期只有4 g 的α粒子从左盘放射出去，因此欲使天平再次平衡，右盘中只需取出4 g 砝码，故选项A 、B 、C 错误，D 正确．11.如图4所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域．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的照射，则下列判断正确的是( )图4A．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点的是α射线或β射线D．射到b点的一定是γ射线答案 C解析γ射线不带电，在电场和磁场中它都不受力的作用，只能射到a点，选项D错误．调整E和B的大小，既可以使带正电的α射线沿直线前进，也可以使带负电的β射线沿直线前进，沿直线前进的条件是电场力与洛伦兹力平衡，即qE＝qB v.已知α粒子的速度比β粒子的速度小得多，当α粒子沿直线前进时，速度较大的β粒子向右偏转；当β粒子沿直线前进时，速度较小的α粒子也向右偏转，故选项C正确，A、B错误．12．(多选)1941年，王淦昌提出了利用轻原子核的K俘获反应来探测中微子的方案，并在美国《物理评论》上发表了“关于探测中微子的一个建议”一文，当年即由J.S.阿伦根据这一方案首次确切地证明了中微子的存在．该实验被称为“王淦昌－阿伦实验”，为1942年国际物理学界重要成就之一．从1941年开始到1952年，物理学家按照王淦昌的建议，进行了一系列的实验，最终确认了中微子的存在．“轨道电子俘虏”是放射性同位素衰变的一种形式，即原子核俘获一个核外电子，核内一个质子变为中子，原子核衰变成一个新核，并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)．若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计)，则()A．生成的新核与衰变前的原子核质量数相同B．生成的新核的核电荷数增加C．生成的新核与衰变前的原子核互为同位素D．生成的新核与中微子的动量大小相等答案AD解析衰变前后质子数与中子数之和相同，所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量数相同，故A选项正确；新核质子数减少，故核电荷数减少，故B选项错误；新核与原核质子数不同，不是同位素，故C选项错误；以静止原子核及被俘获电子为系统，系统动量守恒，系统初动量为零，所以生成的新核与中微子的动量大小相等，方向相反，故D选项正确．13.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图5所示)，今测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝1∶44.求：图5(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？答案见解析解析 (1)因为两粒子的动量大小相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道2是α粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹．(2)设衰变后新生核的电荷量为q 1，α粒子的电荷量为q 2＝2e ，它们的质量分别为m 1和m 2，衰变后的速度分别为v 1和v 2，所以原来原子核的电荷量q ＝q 1＋q 2，根据轨道半径公式有r 1r 2＝m 1v 1Bq 1m 2v 2Bq 2＝m 1v 1q 2m 2v 2q 1，又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m 1v 1＝m 2v 2，联立各式解得q ＝90e ，即这个原子核原来所含的质子数为90.14．天然放射性铀(238 92U)发生衰变后产生钍(234 90Th)和另一个原子核． (1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(238 92U)核的速度为v ，衰变产生的钍(234 90Th)核的速度为v 2，且与铀核速度方向相同，试估算产生的另一种新核的速度．答案 (1)238 92U ―→234 90Th ＋42He (2)1214v ，方向与铀核速度方向相同解析 (1)原子核衰变时电荷数和质量数都守恒，有238 92U ―→234 90Th ＋42He.(2)由(1)知新核为氦核，设氦核的速度为v ′，一个核子的质量为m ，则氦核的质量为4m 、铀核的质量为238m 、钍核的质量为234m ，。

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

人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？
人们认识原子核的结构就是从天然放射性开始的。
一、天然放射现象
1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的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，物质发射射线的性质称为放射性具有发射性的元素称为放射性元素．元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．
窗口
阴极
阳极
粒子
接放大器
盖革－弥勒计数器
放射性的应用有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素．有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素．放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许多方面得到了广泛放射性同位素在农业、医疗卫生、和科学研究等许多方面得到了广泛的应用．其应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向展开的．
天然放射性元素的原子核发出的射线可使照相底片感光
照相底片
射线
铅盒
放射源
天然放射现象
放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于等于83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．
放大了1000倍的铀矿石
二、射线到底是什么
• 在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？ • 它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？性质以外，还有些什么性质呢？ • 这些射线带不带电呢？这些射线带不带电呢？
探测射线的方法在，这些现象主要是：虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些现象来探知放射线的存
1、使气体电离
2、使照相底片感光
3、使荧光物质产生荧光
威耳孙云室观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：
威耳孙云室观察威耳孙云室的结构，研究射线在云室中的径迹：

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。

天然放射现象教案

Z M β衰变规律： Z
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

天然放射现象天然放射现象天然放射现象是指放射性元素自发地放出射线的现象。

天然放射现象是1896年法国物理学家贝克勒耳发现的,该研究使人们认识到原子核具有复杂的结构。

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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.（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+mrnvrn，（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，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场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qα=2e，qβ=e，代入上式，得比值所以ⅰ为α射线，ⅲ为β射线，m带负电.。

放射线的本质放射型物质发出的射线有三种天然放射现象三种讲课稿

•
由于α粒子的质量较大，所以α射线的穿透
本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住.
β射线
• 与α射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做β射线.研究发现β 射线由带负电的粒子（β粒子）组成.进一步研究表明β粒子就是电子.
• β射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板.
γ射线
(2)半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的．
放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法．
练习1、关于α、β、γ三种射线，下列说法
中正确的是（）C
A、α射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱
B、β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的贯穿能力
• 中间不发生偏转的那束射线叫做γ射线，研究表明，γ射线的实质是一种波长极短的电磁波，它不带电，是中性的.
• γ射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板.
天然放射现象
阅读课文填写表格：
射线
射线
射线
成分
氦原子核
高速电子流高能量电磁波
速度
1/10光速
放射线的本质放射型物质发出的射线有三种天然放射现象三种
一、天然放射现象
1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的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，物质发射射线的性质称为放射性．具有发射性的元素称为放射性元素．元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．
由图可以判定（BD）
A、该核发生的是α衰变
B、该核发生的是β衰变 a
C、磁场方向一定垂直于纸面向里

人教版高中物理新教材选择性必修第三册第25章-原子核-教案

β 衰变和β 衰变
B.
α 衰变和β 衰变
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
【例4】(
2021全国乙卷)医学治疗中常用
放射性核素113I
n 产生γ 射线,而113I
n 是由半
衰期相对较长的113Sn 衰变产生的.对于质量
的,而与物理环境如压力、温度或浓度无关,
间,
τ 表示半衰期.
包含大量的射线,对人体组织有破坏作用,但
放射性元素的原子数和质量,
t 表示衰变时
【例1】(
2021湖南卷)核废料具有很强的
放射性,需要妥善处理.下列说法正确的是
(
辐射强度在安全剂量内则没有伤害,故 D
2
d
二原子核的衰变半衰期
原子核的衰变是高考常考内容,考点包
括衰变的方程、半衰期等,题型一般为选择
题,难度不大.
1.
α衰变、
β衰变的比较
Y+ He
A-4
Z-2
4
2
2个质子和2个中子结合成一个整体射出
衰变实质
2 H+2n→ He
1
1
1
0
4
2
β衰变
X→Z+1Y+ -1e
正确.
【例2】(
2021广东卷)科学家发现银河系
A.放射性元素经过两个完整的半衰期
中存在大量的放射性同位素铝 26,铝 26 的半
B.原子核衰变时电荷数守恒,质量数不
Y,下列说法正确的是

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。

天然放射现象

天然放射现象年级：高三科目：物理期数：0108 编稿：曹树元审稿：曹树元录入：李霞[本周教诲信息][本周教授教化内容]第九章原子核一、天然放射现象1、1896年，法国物理学家贝克勒耳发改日然放射现象。

物质发射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。

能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。

例：铀或含铀的矿物质，钋镭等差不多上天然放射性物质。

留意：①天然放射性并不是少数元素才具有的，原子序数大年夜于83的天然元素都具有放射性，原子序数小于83的天然元素，也有一些具有放射性。

例：2411Na, 3015P等。

②天然放射性现象的发明，打开了人们熟悉原子核内部世界的窗口，它不仅使人类熟悉到原子核也是具有构造的，同时，告诉人们原子核能够自发地改变为另一种原子核。

线，有的放射β射线，同时相伴γ射线，这时在放射性中就会同时有α、β、γ三种射线。

②α、β、γ、粒子差不多上从原子核里放射出来的，但不克不及认为这三种粒子确实是原子核的构成部分。

2、放射性元素的衰变①衰变：原子核因为放出某种粒子而改变为新核的变更叫原子核的衰变。

②三个守恒：衰变过程遵守质量数守恒、电荷数守恒和能量守恒的规律。

③两个位移定则：α衰变：M Z X →42--M Z Y+42Heβ衰变：M Z X →M Z 1+Y+01-He 3、半衰期：（τ）①半衰期：是放射性元素的原子核有折半产生衰变的时刻。

②公式：N=N 0(21)n ，n=τt 或m=m 0(21)n ，n=τtN(m)为放射性元素在几个半衰期后的原子核个数（质量）。

N 0(m 0)为放射性元素的初始原子核数（质量），n 为半衰期的倍数。

留意：①放射性元素衰变的速度是由核内部本身的身分决定的，而跟原子所处的物理状况（温度、压强、速度、受力等）和化学状况（单质、化合物等）无关。

②放射性元素的衰变规律是统计规律，只有用于含有大年夜量原子的样品（对有限数核不有用，不克不及由半衰期推算放射性样品完全衰变的寿命期）。

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

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1

原子原子核·天然放射现象·教案设计

2--天然放射现象

高中物理天然放射现象教案

高中物理天然放射现象教案 新课标 人教版 选修1-2

第三章 2 放射性 衰变

5.1认识原子核 教案- 高中物理选择性必修第三册

天然放射现象

天然放射现象

天然放射现象教案

天然放射现象

放射线的本质放射型物质发出的射线有三种天然放射现象三种讲课稿

人教版高中物理新教材选择性必修第三册第25章-原子核-教案

天然放射现象

天然放射现象

高中物理天然放射现象教案新课标人教版选修1-2

第三章 2 放射性衰变

5.1认识原子核教案- 高中物理选择性必修第三册