人教版 (2019)选择性必修 第三册放射性元素的衰变教学ppt课件

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第三册放射性元素的衰变教学ppt课件，共45页。PPT课件主要包含了原子核的衰变，第一部分，衰变次数的计算，衰变中的动量守恒问题，必刷题p59，半衰期，第二部分，半衰期τ，必刷题p57，核反应等内容，欢迎下载使用。
高中物理选择性必修第三册
1.了解原子核的衰变，会正确书写衰变方程。2.知道半衰期及其统计意义。3.根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程。4.知道放射性同位素及其应用，知道射线的危害及防护。
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？
原子核自发地放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，就变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变（decay）。
α衰变：放出α粒子的衰变，如
β衰变：放出β粒子的衰变，如
在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。
发生一次α衰变，困为原子序数减小2，所以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2位。
α衰变过程中质量数守恒，核电荷数守恒。
β衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子（图），其转化方程是
单独存在的中子本身的不稳定性，会自发衰变
注意：β衰变中的电子来源于原子核内部
α衰变实质是核内的两个质子转化成了一个氦核。
β衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子。
放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。
当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。
注意：质量数守恒指衰变前后核子的总数不变，并不是质量不变！
说明： 1.中间用单箭头，不用等号； 2.是质量数守恒，不是质量守恒; 3.方程及生成物要以实验为基础,不能杜撰。
1、核反应指的是原子核内部核子数发生相应变化，而化学反应指的是原子核外最外层电子数发生变化，二者存在本质的不同。
2、放射性元素衰变不可能有单独的γ衰变！γ粒子不是带电的粒子，因此γ射线并不影响原子核的核电荷数，故γ射线不会改变元素在周期表中的位置。
3、元素的放射性与元素存在的状态无关，放射性表明原子核是有内部结构的。
4、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！
5、一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出α、β 和 γ 三种射线。
【思考】设放射性元素 经过n 次α衰变和 m 次β衰变后，变成稳定的新元素 ，试分析：（1）衰变方程（2）衰变次数n 和 m
【注意】为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定α衰变的次数，这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。
两圆外切，α 粒子半径大
两圆内切，β粒子半径大
放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做元素的半衰期.
⑴元素的半衰期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。不同元素半衰期不同。⑵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。
不是。经过一个半衰期，该种元素的原子核有半数发生变化，转变成其他元素，但核内的核子(质子和中子)并没有这么明显的变化。
1、定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或发生状态变化的过程。
3、规律：质量数和电荷数都守恒
2、条件：用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变。
⑴1919 年，卢瑟福发现质子的核反应。
⑵1932 年查德威克发现中子的核反应。
⑶1934 年约里奥·居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应。
5、原子核人工转变的三大发现
4、核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变。
衰变和原子核的人工转变有什么不同？
衰变是具有放射性的不稳定核自发进行的变化，原子核的人工转变是利用α粒子、质子、中子或γ光子轰击靶核发生的变化。所有的原子核都可能发生人工转变。
很多元素都存在一些具有放射性的同位素，它们被称为放射性同位素。
1、放射性同位素的分类
2、人工放射性同位素的优势（与天然的放射性物质相比）
⑵半衰期短，废料易处理。
(3)可以制成各种需要的形状。
天然放射性同位素不过40多种，而今天通过核反应生成的人工放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有了自己的放射性同位素。丰富的放射性同位素资源在国民经济和科学研究的各个领域中得到了广泛的应用。
工业部门可以使用放射性同位素发出的射线来测厚度。例如，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪（图5.2-5），让γ射线穿过钢板，仪器探测到的γ射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线越弱。因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制。
在医疗方面，患了癌症的病人可以接受钴60的放射治疗。像癌细胞那样，不断迅速繁殖的、无法控制的细胞组织，在射线照射下破坏得比健康细胞快。
利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，经过筛选，可以培育出新品种。用γ射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期（图5.2-7）。
我们可以用放射性同位素代替非放射性的同位素来制成各种化合物，这种化合物的原子跟通常的化合物一样参与所有化学反应，但却带有“放射性标记”，可以用仪器探测出来。这种原子就是示踪原子。
人类一直生活在放射性的环境中。例如，地球上的每个角落都有来自宇宙的射线，我们周围的岩石，其中也有放射性物质。我们的食物和日常用品中，有的也具有放射性，例如，食盐和有些水晶眼镜片中含有钾40，香烟中含有钋210，这些也是放射性同位素，不过它们辐射的强度都在安全剂量之内。
然而过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，有时不会马上察觉。因此，在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对空气、水源、用具等的污染。存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。