放射性元素的衰变

教
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
原子核的衰变
探 究
1.基本知识
教 学
(1)定义
当 堂
方 案
原子核放出 α粒子
或 β粒子
双
，则核电荷数变了， 基
设
达
计 变成另一种 原子核 ，这种变化称为原子核的衰变．
标
(2)衰变分类
课
前 自
放出 α 粒子的衰变叫 α衰变
主
导叫
β衰变
．
学
．放出 β 粒子的衰变
课 时
作
业
菜单
新课标 ·物理 选修3-5
教
【解析】
当
学
堂
方
双
案
基
设
达
计
标
课
前
课
自
时
主 导
【答案】 A
作 业
学
菜单
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教
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
放射性元素衰变的三大规律
探 究
1．衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒．
教 学
2．每发生一次 α 衰变，质子数、中子数均减少 2.
当 堂
方
双
案 设
3．每发生一次 β，衰变中子数减少 1，质子数增加 1.
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
探 究
2．思考判断
教
(1)原子核发生 α 衰变时，核的质子数减少 2，而质量数 当
学
堂
方 减少 4.(√)
双
案
基
设 计
(2)原子核发生 β 衰变时，原子核的质量不变．(×)
达 标
(3)原子核发生衰变时，质量数和电荷数都守恒．(√)
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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当 堂
方 案
双
( )基
设
达
计
A．2
B．239
标
C．145
D．92
课 前
【解析】 β 衰变规律是质量数不变，质子数增加 1.23994 课
自 主
Pu 比29392 U 质子数增加 2，所以发生 2 次 β 衰变，A 对．
时 作
导 学
【答案】 A
业
菜单
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教 学
半衰期的理解
课 堂
达 标
表上向后移了 1 位.
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学
教
半衰期
堂 互
法
动
分
析
1.基本知识
探 究
(1)定义
教 学
放射性元素的原子核有 半数
发生衰变所需的时间．
当 堂
方
双
案 设
(2)决定因素
基 达
计
放射性元素衰变的快慢是由 核内部自身
标
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．不同的
方 案
2．α、β 衰变的实质是什么？
双 基
设
达
计
3．如何确定原子核衰变的次数？
标
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学
堂
教
互
法 分 析
1．原子核放出
α
粒子或
β
粒子后，就变成了新的原子核，
动 探
究
我们把这种变化称为原子核的衰变．α 粒子、β 粒子及 γ 射线
教 都是从原子核里发射出来的，但不能认为原子核是由这些粒 当
基 达
计
标
B．β 衰变、α 衰变和 β 衰变
C．β 衰变、β 衰变和 α 衰变
课
前 自
D．α 衰变、β 衰变和 α 衰变
课 时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学 教
【审题指导】
(1)放射性元素发生衰变时，质量数和电
堂 互
法
动
分 析
荷数均守恒．
探 究
(2)先确定衰变时放出的粒子，再确定衰变的种类．
互 动
分 析
本身的因素有关，与外部因素无关，不同元素的半衰期是不
探 究
同的．
教
当
学 方
2．计算
堂 双
案
基
设
根据半衰期的定义，原子核的数目半数发生衰变所用的 达
计
标
时间叫做该元素的一个半衰期．所以可推测出如下公式：剩
课 余的数目是原来数目的几分之几或剩余的这种元素的质量是
前
课
自 原来的几分之几．
主
时 作
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
3．探究交流
探 究
发生 β 衰变时，新核的电荷数变化多少？新核在元素周
教 期表中的位置怎样变化？
当
学 方 案
【提示】
根据 β 衰变方程29304Th→29314Pa＋－01e 知道，新
堂 双 基
设 计
核核电荷数增加了 1 个，原子序数增加 1 个，故在元素周期
基 达
计
标
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学 教
1．(2013·福州高二检测)“朝核危机”引起全球瞩目，其
堂 互
法
动
分 析
焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电站
探 究
在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚 239(29349Pu)，
教 学
这种钚 239 可由铀 239(29329U)经过 n 次 β 衰变而产生，则 n 为
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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教 学
AZX―→AZ′′Y＋n42He＋m 0－1e
当 堂
方 案
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：
双 基
设
达
计
wk.baidu.com
A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.
标
课
以上两式联立 解得： n＝A－4A′， m＝A－2A′＋Z′－
前
课
自 主
Z.
时 作
导
业
学
菜单
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教
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
探 究
堂 双
案
基
设 计
遵循的统计规律，不能用于少量的原子核发生衰变的情况，
达 标
因此，经过 4 天后，100 个原子核有多少发生衰变是不能确
课 定的，所以这种说法不对.
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学
堂
教
互
法
分
原子核衰变的规律
析
动 探 究
【问题导思】
教
1．如何书写衰变方程？
学
当 堂
达 标
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
课 前
于激发态)而辐射出 γ 光子．
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学 教
5．衰变次数的计算方法
堂 互
法
动
分 析
设放射性元素AZX 经过 n 次 α 衰变和 m 次 β 衰变后，变
探 究
成稳定的新元素AZ′′Y，则衰变方程为：
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
新课标 ·物理 选修3-5
1．原子核衰变时质量数守恒，但并非质量守恒，核反应
教 过程前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出核能，质量与 当
学
堂
方 能量相联系．
案
双 基
设
达
计
2．在 β 衰变时，释放的电子具有很大的能量，一定来自 标
于原子核，它是由中子和质子的转化产生的，这表明质子(或
课 前
中子)也是变化的．
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学
堂
教 法
(2012·广州高二检测)原子核29382 U 经放射性衰变
互 动
分
析
①
变
为
原
子核
234 90
Th
，
继而
经
放
射
性衰
变
②
变
为
原
子
核
234 91
探 究
Pa，再经放射性衰变③变为原子核29342 U.放射性衰变①、②和
教 学
③依次为(
)
当 堂
方
双
案 设
A．α 衰变、β 衰变和 β 衰变
导
业
学
菜单
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教
课
学
堂
教 法 分 析
N 余＝(12)nN0，m 余＝(12)nm0，其中 n 是半衰期的个数．
互 动 探
究
若从开始研究该元素的衰变开始计时，经历的时间为 t，
教 学
半衰期用 τ 来表示，则 n＝τt.
当 堂
方
双
案 设
3．影响因素
基 达
计
标
放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟
律．(√)
课 前
(3)半衰期可以通过人工进行控制．(×)
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
新课标 ·物理 选修3-5
教
课
学
堂
教
互
法 分
3．探究交流
析
动 探 究
某放射性元素的半衰期为 4 天，若有 100 个这样的原子
核，经过 4 天后还剩 50 个，这种说法对吗？
教
当
学 方
【提示】
半衰期是大量放射性元素的原子核衰变时所
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教
课
学
堂
教 法 分 析
2 放射性元素的衰变
教师用书独具演示
互 动 探 究
教
当
学 方
●课标要求
堂 双
案
基
设 计
1．知道原子核的衰变．
达 标
2．会用半衰期描述衰变的速度，知道半衰期的统计意义．
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学
堂
教 法
●课标解读
互 动
分
析
课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
教 学 教 法 分 析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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课 堂 互 动 探 究
当 堂 双 基 达 标
课
时
演示结束
作 业
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教
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
课标解读
探
重点难点
究
教 学 方 案 设 计
教
课
学
堂
教 法
(3)衰变方程
互 动
分
析
29328U→29304Th＋ 42He
探 究
29304Th→29314Pa＋ －01e.
.
教 学
(4)衰变规律
当 堂
方
双
案 设
①原子核衰变时 电荷数 和 质量数 都守恒．
基 达
计
标
②任何一种放射性元素只有一种放射性，不能同时既有
α 放射性又有 β 放射性，而 γ 射线伴随 α 衰变或 β 衰变产生．
3．β 衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和
动 探
究
电子，放出高速电子流，β 衰变的方程为：AZX→Z＋A1Y＋－10e，
教 实质是：10n→11H＋－10 e.
当
学
堂
方 案
4．γ 射线是伴随 α 衰变或 β 衰变产生的，γ 射线不改变
双 基
设 计
原子核的电荷数和质量数．其实质是放射性原子核在发生 α
探 究
通过上节课的学习我们已经知道，原子核能放射出 α、β、
教 γ 三种射线，那么这三种射线是如何产生的？原子核放出射 当
学
堂
方 案
线的过程中有何规律？今天我们就来学习这些知识．
双 基
设
达
计
标
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
教
学 教
●教学流程设计
法
分
析
教 学 方 案 设 计
课 前 自 主 导 学
菜单
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1．知道放射现象的实质是原子核的衰变．
探 究
2．知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律．
教 学
3．理解半衰期的概念．
当 堂
方
双
案 设
●教学地位
基 达
计
标
本节知识是近几年高考命题的重点，题型一般为选择题，
课 难度中等.
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
●新课导入建议
教
互
法
动
分 析
【问题导思】
探 究
1．半衰期的意义是什么？
教
2．如何利用半衰期计算衰变剩余的原子核数及求剩余质 当
学
堂
方 案
量？
双 基
设
达
计
3．放射性元素的半衰期是由哪些因素决定的？
标
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教 学
1．意义
课 堂
教 法
半衰期是描述放射性元素衰变快慢的物理量，它只与核
学
堂
方 子组成的，原子核是由质子和中子组成的．
双
案
基
设 计
达
2．α 衰变的实质是原子核中的 2 个质子和 2 个中子结合 标
在一起发射出来的，α 衰变方程为：AZX→AZ－－24Y＋24He，实质是：
课 前
211H＋201n→42He.
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学
堂
教
互
法 分 析
课
前 自
放射性元素，半衰期
不同
．
课 时
主
作
导
业
学
菜单
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教
课
学 教
(3)应用
堂 互
法
动
分 析
利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、
探 究
推断时间．
教
2．思考判断
当
学
堂
方 案
(1)半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢．(√)
双 基
设
达
计
(2)半 衰期是放射性元 素的大量原子核 衰变的统计规 标
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.
1.掌握两种衰变的规律， 熟练书写衰变方程．(重 点) 2.理解半衰期的概念．(重 点) 3.半衰期和衰变的统计规 律．(难点)
当 堂 双 基 达 标
课
前
课
自
时
主
作
导
业
学
菜单
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原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化
课
前 自
合物)无关．
课 时
主
作
导
业
学
菜单
新课标 ·物理 选修3-5
教
课
学
堂
教
互
法
动
分 析
探 究
4．适用条件
教
半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的 当