高中粤教版 (2019)第二节 放射性元素的衰变精品教案设计

《放射性元素的衰变》教学设计

教学目标：

1. 了解放射性现象，知道三种射线的特性，完善微观世界物质观念；
2. 经历逻辑推理过程，明确放射性现象是由原子核变化引起的，体会物理学研究的方法；
3. 知道衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒，巩固运动变化过程中的守恒思想；
4. 知道半衰期的概念，体会微观世界中的统计规律，完善物理观念。

教学重点：

1、三种射线的特征；

2、半衰期的概念及其统计意义。

教学难点：

半衰期的统计意义。

教学方法：

阅读，讨论与交流、练习、讲授。

课时安排：1课时

问题引入：

在古代，不论是东方还是西方，都有一批人追求“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？

新课教学：

一、放射性的发现

（一）1895年，德国物理学家伦琴发现了X射线。

（二）1896年，法国物理学家贝克勒尔发现一种能够使照相底片感光的神秘物质。

（三）居里夫妇用不同元素进行实验，发现钋和镭都具有放射性。

1、放射性：物质能放射出射线的性质。

2、放射性元素：具有放射性的元素。

3、天然放射性元素：能自发地放出射线的元素。

4、放射现象与元素的种类有关，发生在原子核内部，原子核有内部结构。

二、原子核衰变

放射性元素放出的三种常见射线：射线、射线和射线。

情境：将三种射线射入电场中，偏转情况如图所示，请通过偏转情况判定其电性。

如果让射线射入匀强磁场中，要使三种射线大致沿图示方向偏转，磁场的方向应当如何？

【讨论与交流】（1）用什么方法可以判定和测量射线的带电性质、电荷量、质量等物理属性？

（2）阅读教材内容，对比三种射线的性质，完成下表。

1、衰变：一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变。把放出α粒子的衰变称为α衰变，放出β粒子的衰变称为β衰变。

情境：铀238放出一个α粒子后，质量数减少4，电荷数减少2，成为新核。这个新核就是钍234。

【思考问题】α衰变中，新核的质量数与原来的核的质量数有什么关系？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还是向后移？要移动几位？ 你能概括出α衰变的质量数、核电荷数变化的一般规律吗？

情境：在 α衰变时产生的也具有放射性，它能放出一个β粒子而变为（镤）。

【思考问题】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？

三、半衰期

1、物理意义：用来描述原子核衰变速度快慢的物理量。

2、定义：原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间，计为

3、衰变规律：

【讨论与交流】铀238的半衰期长达年，对某一个确定的铀238原子核，我们能够准确预言它会在什么时候发生衰变吗？为什么？

4、放射性元素的半衰期，描述的是大量该元素衰变的统计规律。

5、放射性元素衰变的速率由核本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关。

例题：一则新闻引起了某科技小组同学的兴趣：新疆文物考古研究所在2017年的1月、2月先后对罗布泊境内的古楼兰区域进行了考古调查，在孔雀河下游北岸发现了一座古城，经过14C测定，古城的年代在东汉至魏晋时期，请问：考古学家通常是如何推算出古城遗址的年代呢？根据考古学家的测定，请反推14C测定的可能结果。

练习1：β射线是高速电子流。原子核中没有电子，为什么有些放射性元素的原子核会放出β

粒子？写出下列各放射性元素的β衰变方程。

（1）（铋核）。

（2）（钋核）。

练习2：（钍核）与（铜核）两种放射性元素的α衰变方程。（铀核）衰变为 （氡核）要经过几次α衰变，几次β衰变？

练习3：若已知铋210的半衰期是5 d，经过多少天后，20 g铋210还剩1.25 g？

课堂小结：

1、理解三种射线的本质；

2、知道两种衰变的基本性质，掌握原子核衰变的规律。

课后作业：

1、课后练习第2题

2、完成练习册