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1、第二节 放射性元素的衰变,第十九章 原子核,反射性物质发射出来的射线,氦核,正电,1/10 C,强,弱,电子,负电,9/10 C,弱,强,电磁波,不带电,C,无,最强,物质,电性,速度,电离本领,穿透本领,一、衰变,原子核放出 粒子或 粒子转变为新核的变化叫做原子核的衰变,衰变：放出粒子的衰变，如,衰变：放出粒子的衰变，如,1.定义：,2.种类：,原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒,衰变：,衰变：,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。,3规律,衰变方程,3衰变(演示),原子核的能量也跟原子的能量一样，其变化是
2、不连续的，也只能取一系列不连续的数值，因此也存在着能级，同样是能级越低越稳定。,放射性的原子核在发生衰变、衰变时，住往蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以光子的形式辐射出来，因此，射线经常是伴随射线和 射线产生的，当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生衰变，有的发生衰变，同时就会伴随着辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有、和三种射线。,4.本质：,衰变：原子核中2个中子和2个质子结合成为一个整体从核中抛射出来，发生衰变。,衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子,射线的产生：射线经常是伴随着射线和射线产生的，没有衰变。,元素
3、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。,5注意：,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、和三种射线。,二、半衰期(T),1.意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量,2.定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间不同的放射性元素其半衰期不同,3.公式：,经过n个半衰期(T)其剩余的质量为：,质量与原子个数相对应，故经过n个半衰期后剩余的粒子数为：,注意：,(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，与原子所处的物理、化学状态无关,(2)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半衰期是放射性元素原子核有50发生衰变
4、所需要的时间，这是一种统计规律，对单个原子核是没有意义的。,考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为“时钟”，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法,自然界中碳元素有三种同位素，即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C。14C由美国科学家马丁卡门与同事塞缪尔鲁宾于1940年发现。14C的半衰期为5730年，14C的应用主要有两个方面：一是在考古学中测定生物死亡年代，即放射性测年法；二是以14C标记化合物为示踪剂，探索化学和生命科学中的微观运动。利用宇宙射线产生的放射性同位素碳14来测定含碳物质的年龄，就叫碳14测年。已故著名考古学家夏鼐先生对碳14测定考古年代的作用，给了极高的
5、评价：“由于碳14测定年代法的采用，使不同地区的各种新石器文化有了时间关系的框架，使中国的新石器考古学因为有了确切的年代序列而进入了一个新时期。,那么，碳14测年法是如何测定古代遗存的年龄呢？原来，宇宙射线在大气中能够产生放射性碳14，并能与氧结合成二氧化碳形后进入所有活组织，先为植物吸收，后为动物纳入。只要植物或动物生存着，它们就会持续不断地吸收碳14，在机体内保持一定的水平。而当有机体死亡后，即会停止呼吸碳14，其组织内的碳14便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。对于任何含碳物质，只要测定剩下的放射性碳14的含量，就可推断其年代。,练习1、关于、三种射线，下列说法中正确的是（）,A、
6、射线是原子核自发射出的氦核，它的电离作用最弱B、射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的贯穿能力C、射线一般伴随着或射线产生，它的贯穿能力最强D、射线是电磁波，它的电离作用最强,C,2：如图所示，P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（）,BC,A、a为射线，b为射线B、a为射线，b为射线C、b为射线，c为射线D、b为射线，c为射线,-,+,c,b,a,P,练习3：由原子核的衰变规律可知(),C,A放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线B放射性元素发生衰变时，新核的化学性质不变C放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D放射性元素发生
7、正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1,练习4：某原子核A的衰变过程为A B C,下列说法正确的是（）,A、核A的质量数减核C的质量数等于5;B、核A的中子数减核C的中子数等于2;C、核A的中性原子中的电子数比原子核B的中性原子中的电子数多1;D、核A的质子数比核C的质子数多1。,D,思考：(铀)要经过几次衰变和衰变，才能变为(铅)？它的中子数减少了多少？,8次 衰变，6次 衰变，中子数减少 22个.,例2：一块氡222放在天平的左盘时，需在天平的右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，氡222发生衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为（）A222g B8g C
8、2g D4g,D,练习：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（）,A、该核发生的是衰变B、该核发生的是衰变C、磁场方向一定垂直于纸面向里D、不能判定磁场方向向里还是向外,a,b,BD,练习：静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反冲核轨道半径之比为44：1，如图所示：则（）,A、粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B、原来放射性元素的原子核电荷数为90C、反冲核的核电荷数为88D、粒子与反冲核的速度之比为1：88,R1,R2,ABC,静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等方向相反2、粒子与反冲粒子的运动轨迹是外切圆粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆,小结：,
