如何给学生复习原子核的衰变衰变和核反应

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原子核复习教案学生版
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第2节原子核衰变及半衰期(教师用书独具)●课标要求知识与技能1.了解天然放射现象及其规律.2.知道三种射线的本质,以及如何利用磁场区分它们.3.知道两种衰变的基本性质,并掌握原子核的衰变规律.4.理解半衰期的概念.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.情感态度与价值观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.●课标解读1.知道天然放射现象,了解放射性及放射性元素的概念.2.知道三种射线的本质和特点,并能够借助电、磁场分析判断三种射线.3.知道原子核衰变的规律,知道α衰变、β衰变的本质,能根据电荷数、质量数守恒正确书写衰变方程.4.理解半衰期的概念,会应用半衰期公式解决相关问题.●教学地位原子核衰变及半衰日期是教学的重点也是高考的热点,教学中应注意以下几点:1.这一节可先让学生了解天然放射现象的发现史,知道有些元素具有天然的放射射线的性质,天然放射现象说明了原子核还有进一步的结构,并且开始了对原子核变化规律的认识.2.这些天然的放射线有三种,即α、β和γ射线,介绍它们分别是什么物质,接着可向学生说明如何区分,着重介绍三种射线的特性.3.应让学生了解α衰变和β衰变,以及衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒的规律.可让学生通过相应的练习来逐步掌握α衰变和β衰变以及两个守恒规律.有关核反应的练习要注意从可靠的资料上选择实际发生的核反应,不能随意编造核反应方程来让学生练习.4.半衰期是了解原子核衰变规律的一个重要概念,也是学生比较难理解和掌握的问题.学生常犯的错误是,放射性元素经半衰期后衰变一半,再经半衰期后衰变完毕.教学中除应注意结合具体问题让学生清楚半衰期的物理含义外,还应让学生清楚:半衰期只对大量原子核衰变才有意义,因为放射性元素的衰变规律是统计规律,当放射性原子核数少到统计规律不再起作用时,就无法判断原子核的衰变情况了.(教师用书独具)●新课导入建议故事引入公元1936年,一个名叫卡门的科学家发现并分离出一种分子,它是碳的一种同位素,分子量是14,因此被称为14C.三年后,科学家柯夫经过研究,指出宇宙射线和大气作用后最终产物是14C,并计算出了其在大自然中的产生率.经过重重考验,14C常规测年法被考古学家和地质学家所接受,成为确定旧石器晚期以来人类历史年代的有力工具.许多长久以来没有解决的难题迎刃而解.我们知道,考古学与历史学的重要结合点就在于确定遗址的年代.而14C测年技术则为这个结合点找到了一个突破口.这是考古学的一个重要革命性的技术.同学们通过本节课的学习我们就能知道14C测年技术的原理是什么.●教学流程设计????????(步骤8:先由学生自己总结本节的主要知识,教师点评,安排学生课下完成【课后知能检测】课 标 解 读重 点 难 点1.知道什么是放射性及放射性元素.2.知道三种射线的本质和特性.3.知道原子核的衰变和衰变规律.4.知道什么是半衰期.1.知道三种射线的本质和特性.(重点)2.知道原子核的衰变、半衰期和衰变规律.(重点)3.三种射线的本质以及如何利用磁场区分它们,半衰期的描述.(难点)天然放射现象的发现及放射线的本质1.基本知识(1)定义:物质能自发地放出射线的现象.(2)物质放出射线的性质,叫做放射性.(3)具有放射性的元素,叫做放射性元素.(4)放射线的本质①α射线是高速运动的氮原子核,速度约为光速的0.1倍,电离作用强,穿透能力很弱.②β射线是高速运动的电子流,速度约为光速的0.9倍,电离作用较弱,穿透本领较强.③γ射线是波长很短的电磁波,它的电离作用很弱,但穿透能力很强.2.探究交流天然放射现象说明了什么?【提示】 天然放射现象说明了原子核具有复杂的内部结构.原子核的衰变1.基本知识(1)衰变:原子核由于放出α射线或β射线而转变为新核的变化.(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)衰变规律①α衰变:X→He+Y.②β衰变:X→e+Y.在衰变过程中,电荷数和质量数都守恒.(4)衰变的快慢――半衰期①放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间叫做半衰期.②元素半衰期的长短由原子核自身因素决定,与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关.2.思考判断(1)原子核的衰变有α衰变、β衰变和γ衰变三种形式.(×)(2)在衰变过程中,电荷数、质量数守恒.(√)(3)原子所处的周围环境温度越高,衰变越快.(×)3.探究交流有10个镭226原子核,经过一个半衰期有5个发生衰变,这样理解对吗?【提示】 不对.10个原子核数目太少,它们何时衰变是不可预测的,因为衰变规律是大量原子核的统计规律.三种射线的本质特征【问题导思】 1.三种射线都是从原子核内部发出,都是原子核的组成部分吗?2.三种射线的性质能借助电场或磁场区分吗?3.β射线是原子核外面的电子跃迁出来形成的吗?三种射线的比较如下表: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)带电荷量2e-e0质量4mpmp=1.67×10-27kg静止质量为零速度0.1c0.9cc在电场或磁场中偏转与α射线反向偏转不偏转贯穿本领最弱用纸能挡住较强穿透几毫米的铝板最强穿透几厘米的铅板对空气的电离作用很强较弱很弱在空气中的径迹粗、短、直细、较长、曲折最长通过胶片感光感光感光 1.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,原子核内也有极其复杂的结构. (2011?浙江高考)关于天然放射现象,下列说法正确的是( )A.α射线是由氦原子核衰变产生B.β射线是由原子核外电子电离产生C.γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D.通过化学反应不能改变物质的放射性【审题指导】 解答本题时应注意以下两点:(1)天然放射现象中三种射线的产生机理;(2)影响天然放射现象的因素.【解析】 α射线是在α衰变中产生的,本质是氦核,A错误;β射线是在β衰变中产生的,本质是高速电子流,B错误;γ射线是发生α衰变和β衰变时原子核发生能级跃迁而产生的电磁波,C错误;物质的放射性由原子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无关,D正确.【答案】 D1.(2012?上海高考)在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度,其检测装置由放射源、探测器等构成,如图3-2-1所示.该装置中探测器接收到的是( )图3-2-1A.X射线 B.α射线C.β射线D.γ射线【解析】 γ射线的穿透能力最强,可穿透钢板,所以该装置中探测器接收到的是γ射线,D正确.【答案】 D放射性元素的衰变【问题导思】 1.所有的原子核都能发生衰变吗?2.原子核衰变的快慢和什么因素有关?3.一个原子核衰变时,能同时放出α、β、γ三种射线吗?1.衰变方程通式α衰变:X→Y+Heβ衰变:X→Y+0-1e2.α衰变和β衰变的实质(1)α衰变:在放射性元素的原子核中,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抛射出来,这就是放射性元素发生的α衰变现象.(2)β衰变: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,使核电荷数增加1,但β衰变不改变原子核的质量数.3.衰变次数的计算方法设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后,变成稳定的新元素Y,则衰变方程为X→Y+nHe+me根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程:A=A′+4n,Z=Z′+2n-m,n=,m=+Z′-Z.4.半衰期公式用Tτ表示某放射性元素的半衰期,衰变时间用t表示,如果原来的质量为M,剩余的质量为m,经过个半衰期,该元素的剩余质量变为m=M()若用N和n分别表示衰变前后的原子数,衰变公式又可写成n=N() 1.由于原子核是在发生α衰变或β衰变时有多余能量而放出γ射线,故不可能单独发生γ衰变.2.在一个原子核的衰变中,可能同时放出α和γ射线,或β和γ射线,但不可能同时放出α、β和γ三种射线,放射性元素放出的α、β和γ三种射线,是多个原子核同时衰变的结果.3.半衰期是一个统计概念描述的是大量原子核的集体行为,个别原子核经过多长时间衰变无法预测.对个别或极少数原子核,无半衰期而言. 钋210经α衰变成为稳定的铅,其半衰期为138天.质量为64g的钋210经过276天后,还剩多少克钋?生成了多少克铅?写出核反应方程.【审题指导】 解此题关键有两点:(1)α衰变的通式;(2)半衰期公式m=M()的应用.【解析】 核反应方程为:PoD→Pb+He276天为钋的2个半衰期,还剩的钋没有衰变,故剩余钋的质量为:mPo=×64g=16g另外的钋衰变成了铅,即发生衰变的钋的质量为×64g=48g则生成铅的质量为:mPb=×48g=47.09g故铅的质量为47.09g.【答案】 16g 47.09g PoD→Pb+He1.衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒.(1)每发生一次α衰变质子数、中子数均减少2,质量数减少4.(2)每发生一次β衰变中子数减少1,质子数增加1,质量数不变.2.利用半衰期公式解决实际问题,首先要理解半衰期的统计意义,其次要知道公式建立的是剩余核的质量与总质量间的关系.2.一个Rn衰变成Po并放出一个粒子,其半衰期为3.8天.1gRn经过7.6天衰变掉Rn的质量,以及Rn衰变成Po的过程放出的粒子是( )A.0.25g,α粒子 B.0.75g,α粒子C.0.25g,β粒子D.0.75g,β粒子【解析】 经过了两个半衰期,1gRn剩下了0.25g,衰变了0.75g,根据核反应的规律,质量数和电荷数不变,放出的应该是α粒子.【答案】 B综合解题方略――巧解三种射线在电场、磁场中的轨迹
将α、β、γ三种射线分别射入匀强磁场和匀强电场,图中表示的射线偏转情况正确的是( )【审题指导】 把握三种射线的本质,根据在电场、磁场中的受力情况判断其偏转方向和偏转程度.【规范解答】 已知α粒子带正电,β粒子带负电,γ射线不带电,根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向,可知【答案】 AD1.三种射线在电场、磁场中时,明确电场、磁场的方向、通过的射线是否带电及带电的性质,判断其受力方向.受力方向确定后,则射线的轨迹就能确定.2.掌握三种射线的穿透本领,通过其穿透本领的强弱来判定是哪种射线(α射线<β射线<γ射线).3.要使α射线、β射线在电磁场中运动的轨迹为直线,必须满足粒子受到的安培力和洛伦兹力大小相等,方向相反.【备课资源】(教师用书独具)1.放射性同位素14C可用来推算文物的“年龄”.14C的含量每减少一半要经过约5730年.某考古小组挖掘到一块动物骨骼,经测定14C还剩余1/8,推测该动物生存年代距今约为( )A.5730×3年 B.5730×4年C.5730×6年D.5730×8年【解析】 这道题目考查半衰期的知识,可由剩下物质质量计算公式得出答案.由题目所给条件得=()nM,n=3,所以该动物生存年代距今应该为3个14C的半衰期,即:t=3τ=5730×3年,故正确答案为A.【答案】 A2.U衰变为Rn要经过m次α衰变和n次β衰变,则m、n分别为( )A.2,4 B.4,2 C.4,6 D.16,6【解析】 由于β衰变不改变质量数,则m==4,α衰变使电荷数减少8,但由U衰变为Rn,电荷数减少6,说明经过了2次β衰变,故B正确.【答案】 B1.天然放射现象的发现揭示了( )A.原子不可再分 B.原子的核式结构C.原子核还可再分D.原子核由质子和中子组成【解析】 贝克勒尔发现了天然放射现象,说明了原子核也是有着复杂的结构的.天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分.【答案】 C2.(2013?泉州检测)关于放射性元素的半衰期,下列说法正确的是( )A.是放射源质量减少一半所需的时间B.是原子核半数发生衰变所需的时间C.与外界压强和温度有关,与原子的化学状态无关D.可以用于测定地质年代、生物年代等【解析】 原子核的衰变是由原子核的内部因素决定的,与外界环境无关.原子核的衰变有一定的速率,每隔一定的时间即半衰期,原子核就衰变掉总数的一半.不同种类的原子核,其半衰期也不同,若开始时原子核数目为N0,经时间t剩下的原子核数目为N,半衰期为T1/2,则N=N0().若能测出N与N0的比值,就可求出t,依此公式可测定地质年代、生物年代等.故正确答案为B、D.【答案】 BD3.(2011?上海高考)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3-2-2所示,由此可推知( )图3-2-2A.②来自于原子核外的电子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,属于原子核内释放的光子【解析】 由三种射线的特性可知,①应为α射线,它的电离作用最强,穿透能力很弱,且为氦原子核;②为β射线,它来自于原子核内部,是中子变为质子时放出的电子;③是γ射线,它是由于元素发生α衰变或β衰变时原子核处于激发状态而放出的能量,是频率很高的电磁波,它的电离作用最弱,穿透能力很强,由此可知D正确.【答案】 D4.有甲、乙两种放射性元素,它们的半衰期分别是τ甲=15天,τ乙=30天,它们的质量分别为M甲、M乙,经过60天这两种元素的质量相等,则它们原来的质量之比M甲∶M乙是( )A.1∶4 B.4∶1 C.2∶1 D.1∶2【解析】 对60天时间,甲元素经4个半衰期,乙元素经2个半衰期,由题知M甲4=M乙2,则M甲∶M乙=4∶1,故B正确.【答案】 B5.U经一系列的衰变后变为Pb.(1)求一共经过几次α衰变和几次β衰变?(2)Pb与U相比,求质子数和中子数各少多少?(3)写出这一衰变过程的方程.【解析】 (1)设U衰变为Pb经过x次α衰变和y次β衰变.由质量数和电荷数守恒可得238=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衰变中子数减少1,而质子数增加1,故Pb较U质子数少10,中子数少22.(3)核反应方程为U→Pb+8He+6e.【答案】 (1)8 6(2)10 22(3)U→Pb+8He+6e.
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4.2 核衰变与核反应方程 学案【学习目标】(1)知道天然放射现象的原因是核的衰变(2)知道三种射线的本质,以及如何运用磁场和电场来区分它们.(3)知道衰变和衰变.(4)会书写核反应方程(5)知道半衰期的概念,会用半衰期描述衰变的速度,知道半衰期的统计意义.核反应方程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:AZX→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:AZX→AZ@_@1Y@_@0-1e(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。2、半衰期半衰期表示放射性元素的衰变的快慢;放射性元素的原子核,有半数发生衰变所需的时间,叫做这种元素的半衰期;半衰期描述的对象是大量的原子核,不是个别原子核,这是一个统计规律说明:一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在,或者加压,增温均不会改变。【问题探究】问题1:原子核既然是由质子和中子组成,那为什么还会从原子核里发射出a粒子a粒子a粒子a粒子.在写核反应方程时,能否用“=”连结核反应方程?为什么?解答:核反应通常是不可逆的,如:用a粒子轰击氮核,@_@@_@可能得到氧核,但是用质子轰击氧核时,却不能得到氮核.所以核反应方程只能用“”连接,不能用“”连接,用“”连接,指示反应方向.解答: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。【典型例题】例1:配平下列衰变方程
23492U→23090Th@_@( 42He )
23490U→23491Pa@_@( 0-1e )例2:钍232(23290Th)经过________次α衰变和________次β衰变,最后成为铅208(20882Pb)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:
α衰变次数==6
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:
β衰变次数==4【当堂反馈】1、原子核放出________粒子或_______粒子,变成一种新的原子核,这种变化叫原子核的__________。这种变化自发进行时主要有两种,一种叫____________,另一种叫___________。2、放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫这种元素的____________,它是___________________________决定的,与原子核所处的物理或化学状态无关。3、放射性元素的衰变时遵守两个守恒:分别为____________守恒,____________守恒4、下列关于三种射线的说法正确的是
)A.β 粒子就是电子
B.α粒子就是氦原子核C.γ 就是光子
D.以上说法都不正确5、下列关于三种射线的本领和主要作用,说法正确的是(
)A.α射线的穿透本领很强,电离作用很弱
B.β 射线是高速电子流,电离作用较强,穿透本领也较强C.γ射线是波长很短的电磁波,穿透本领很强
D.以上说法都不正确6、对天然放射现象,下列说法中正确的是
)A.α粒子带正电,所以α射线一定是从原子核中射出的B.β 粒子带负电,所以β射线有可能是核外电子C.γ是光子,所以γ射线是可能是原子发光产生的D.α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的7、一放射源放射出某种或多种射线,当用一张簿纸放在放射源前面时,射线的强度减为原来的三分之一,而当用1cm厚的铝板放在放射源前面时,射线的强度几乎减为零,由此可知该放射源所放射出的
)A.只有α射线
B.只有β射线C.是α射线和β射线
D.是α射线和γ射线8、某放射性元素的原子核X连续经过三次α衰变和两次β衰变,若最后变成另一种元素的原子核Y,则该新核的符号是
D.Y9、原子核X经过一次β衰变后变成原子核Y,原子核Y再经过一次α衰变后变成原子核Z,则下列关于这三种原子核的说法正确的是
)A.X的中子数比Z的中子数多3个
B.X的质子数比Z的质子数多2个 C.Z的核子数比Y的核子数少3个
D.X的中性原子的核外电子数比Y的中性原子的核外电子数少5个10、下列关于半衰期的理解正确的是
)A.放射性元素的半衰期越短,表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短,衰变速度越快 B.放射性元素的样品不断衰变,随着剩下未衰变的原子核的减少,元素的半衰期也变短C.把放射性元素放到密闭的容器中,可以减慢它的衰变速度 D.降低温度或增大压强,可以让放射性元素的半衰期变长11、某两种放射性元素A和E分别发生了如下的系列衰变:ABCD,EFGH,已知B和E是同位素,则
) A.C和F是同位素,D和G是同位素
B.A和G是同位素
B和H是同位素C.C和G是同位素
D和H是同位素
D.A和F是同位素
B和G是同位素12、如图所示,在匀强磁场中,一个原来静止的原子核发生衰变,得到两圆轨迹,不计放出光子的能量,则下列说法正确的是
)A.发生的是α衰变B.发生的是β衰变 C.a是β粒子的运动轨迹D.衰变后的新核是逆时针运动的13、测得某矿石中铀、铅质量比为1.16∶1,假设开始时矿石中只含有铀238,发生衰变的铀238都变成了铅206,已知铀238的半衰期为4.5×109年,求矿石的年龄。14、静止的镭原子核Ra经一次α衰变后变成一个新核Rn,(1)写出衰变方程;(2)若测得放出的α粒子的动能为E1,求新核的动能;(3)镭核衰变时放出的能量。(不考虑γ衰变)【参考答案】1、α,β,衰变,α衰变,β衰变
2、半衰期,放射性元素原子核内部本身性质
3、电荷数,质量数
13、4.5×109年
14、(1)Ra→Rn+He (2)E1 (3)E1【反思】收获
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原子核复习教案学生版
导读:原子核,一、原子的核式结构模型1、汤姆生的“枣糕”模型,揭开了研究原子的序.....幕.(2)“枣糕”模型:原子是一个球体,电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里.,(2)现象解释:核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间里绕着核旋转.原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数,所以整个原子是呈电中性的.电子绕着核旋
一、原子的核式结构模型 1、汤姆生的“枣糕”模型
(1)1897年汤姆生发现了电子,使人们认识到_____有复杂结构,揭开了研究原子的序.....幕.(2)“枣糕”模型:原子是一个球体,_____均匀分布在整个球内,电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里.
2、卢瑟福的核式结构模型年,英国物理学家卢琴福和他的助手们进行了α粒子散射实验(1)α粒子散射实验结果:
绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了较大的偏转,_____偏转角超过90,有的甚至被弹回,偏转角几乎达到180.
(2)现象解释:核式结构模型:在原子的中心有一个很小的核,叫做原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间里绕着核旋转. 原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数,所以整个原子是呈电中性的.电子绕着核旋转所需的向心力就是核对它的___________.
从粒子散射的实验数据,估计原子核半径的数量级为10m~10m,而原子半径的数量级是10m.
二、天然放射性现象
1.放射性现象:________发现天然放射现象,使人们认识到原子核也有复杂结构,揭开了...人类研究原子核结构的序幕.通过对天然放射现象的研究,人们发现原子序数大于_____的所有天然存在的元素都有放射性,原子序数小于____的天然存在的元素有些也具有放射性,它们放射出来的射线共有三种:___射线、___射线、____射线. 2、三种射线的本质和特性比较
三种射线在匀强磁场、匀强电场填空:
3、原子核的衰变
定义:放射性元素的原子核由于_____某种粒子而转变为新核的变化称为衰变. 衰变规律:_______和_____数都守恒.
AA?4X→Z(1)α衰变的一般方程:Z?2Y+______? A
X→Z?A(2)β衰变的一般方程:Z1Y+____.
(3)γ射线是伴随α衰变或β衰变同时产生的、γ射线不改变原子核的电荷数和质量数.
定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间,叫这种元素的半衰期. ( 用希腊字母τ表示公式:___________________________
(1)半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定的,跟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)半衰期只对大量原子核衰变才有意义,因为放射性元素的衰变规律是统计规律,对少数原子核衰变不再起作用. 三.原子核的人工转变核能
1.原子核的组成:质子和中子组成______。质子和中子统称为______。 质子质量= 1.007277u=1.6725×10
中子质量=1.008665u=1.6748×10
具有相同的质子数、不同的中子数的原子核互称为_______. 2.原子核的人工转变及其三大发现
原子核的人工转变:用人工方法使一种原子核变成另一种原子核的变化.用高能粒子轰击靶核,产生另一种新核的反应过程, ①1919卢瑟福发现质子:1N+2He→178O+___
②1932年查德威克发现中子:94Be+2He→_____+0n
1③1934年约里奥居里夫妇发现放射性同位素和正电子 2713Al+2He →____+0
P→3014Si+___
(其中,15P是放射性同位素,1e为正电子.)
3.放射性同位素的应用_________________________________________________________ 四.核力与核能
1.核力:原子核的半径很小,其中的质子之间的库仑力很大,受到这么大的库仑斥力却能是稳定状态,一定还有另外一种力把各核子紧紧地拉在一起.这种力叫做核力
①核力是很强的力 ②核力作用范围小只在_______短距离内起作用 ③每个核子只跟它______的核子间才有核力作用 2.核能
(1)结合能:___________________时放出一定的能量,原子核分解成核子时吸收一定能量,这种能量叫结合能.
(3)爱因斯坦质能方程:爱因斯坦的相对论指出:物体的能量和质量之间存在着密切的联.................系, .
它们的关系是:E = ____,这就是爱因斯坦的质能方程。质能方程的另一个表达形式是:ΔE=Δmc。 (4)核能计算:
①应用公式ΔE=Δmc时应选用国际单位,即ΔE的单位为J,Δm的单位为kg,C的单位为m/s.
②1u相当于931.5MeV,其中u为原子质量单位:1u=1.ev,leV=1.6×10
kg ,lMev= l0
五.重核的裂变与轻核的聚变
1.重核的裂变(原子弹、核电站的原理)
①所谓重核即为质量数很大的原子核.裂变方程式例举:
U?01n?38Sr?136Xe?1001n 54
②重核俘获_____后分裂为两个或几个中等质量数的原子核的反应过程叫重核的裂变。在裂变的同时,还会放出几个中子和大量能量.
铀235核能够发生接式反应的铀块的最小体积叫做它的临界体积.链式反应条件:①纯铀235;②达到临界体积
2.轻核的聚变(原子弹的原理)
优点:产能效率高,燃料的储量丰富,安全清洁,废料少易处理。
①所谓轻核是指质量数很小的原子核,如氢核、氘核等.
②某些轻核结合成质量数较大的原子核的反应过程叫做轻核的聚变,同时放出大量的能
量.方程:21H+1H→_____+0n
轻核聚变条件:只能发生在超高温(需要几百万度高温)条件下,故轻核聚变也叫做________. (在太阳内部、原子弹的爆炸、激光聚焦才能达到这样的高温)。
受控热核反应:是人类对聚变能的利用,使得巨大的热核反应能量不以爆炸的形式释放。
。掌握典型的反应方程
1.四种核反应类型(衰变,人工核转变,重核裂变,轻核骤变)
23414⑴衰变: α衰变:238(实质:核内21)α衰变形成外切(同方向旋), ?492U?90Th2He1H?20n?2He
1100β衰变:234?23490Th91Pa??1e(实质:核内的中子转变成了质子和中子0n?1H??1e)
判断哪个是α衰变
核能的计算方法:
(1)根据爱因斯坦的质能亏损,用核子结合成原子核时的质量亏损(Δm)的千克数乘以真空中光速的平方(c=3×10m/s)即ΔE=Δmc①
(2)根据1原子质量单位(u)相当于931.5(MeV)能量,用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位乘以931.5MeV即ΔE=Δm×931.5MeV
注意:①式Δm的单位是千克
,ΔE的单位是焦耳(J);
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