《原子核衰变及半衰期》参考教案

3.2 原子核衰变及半衰期

三维教学目标

1、知识与技能

（1）知道放射现象的实质是原子核的衰变；

（2）知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律；

（3）理解半衰期的概念。

2、过程与方法

（1）能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式；

（2）能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）。

3、情感、态度与价值观：通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。

教学重点：原子核的衰变规律及半衰期。

教学难点：半衰期描述的对象。

教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。

教学过程：

（一）引入新课

同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。那有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？有（大声，肯定地回答）这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。

我们已经知道，原子由什么微粒组成啊？

学生回答：原子由原子核与核外电子组成。

点评：由原来的知识引入新课，对新的一章有一个大致的了解。

教师：那原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？

学生思考讨论。

点评：带着问题学习，激发学习热情

教师：人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。

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。

居里和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，又发现了发射性更强的新元素。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）。

学生一边听，一边看挂图。

点评：配合挂图，展示物理学发展史上的有关事实，树立学生对科学研究的正确态度。

一．天然放射现象的发现

（1）物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。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．（2）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．学生一边听，一边看书。

二．放射线的本质

教师：那这些射线到底是什么呢？这就激发着人们去寻求答案：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：（投影）

思考与讨论：

①你观察到了什么现象？为什么会有这样的现象？

②如果α射线，β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？

学生分组讨论，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。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。

②根据左手定则，可以判断α射线是正电荷，β射线是负电荷。

③带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也能判断三种射线的带电性质，如图

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。

点评：培养学生自学，总结的能力。

教师：（帮助小结）

①实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。

②三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。

学生对照表格，理解书本知识。

点评：通过对照表格，可以让学生更好的掌握规律性质。

三、原子核的衰变

（1）原子核的衰变

原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。一种物质变成另一种物质。

（2）α衰变

铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核--钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U→23490Th+42He

（3）衰变方程式遵守的规律

第一、质量数守恒

第二、核电荷数守恒

α衰变规律：A Z X→A-4Z-2Y+42He

（4）β衰变

钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成23491Pa（镤），那它进行的是β衰变，请同学们写出钍234核的衰变方程式？β粒子用0-1e表示。

钍234核的衰变方程式：23490Th→23491Pa+0-1e

衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加

1

β衰变规律：A Z X→A Z+1Y+0-1e

提问：β衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题，但并不象α衰变那样容易理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会增加？哪来的电子？

原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子：10n→11H＋0-1e 这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。

（5）γ射线

是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（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。理解γ射线的本质，不能单独发生。

四、衰变的快慢---半衰期

提问：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量描述？这种描述的对象是谁？

氡的衰变图的投影：

m/m0＝(1/2)n

学生交流阅读体会：

（1）氡每隔3.8天质量就减少一半。

（2）用半衰期来表示。