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第二节第二节 核衰变与核反应方程核衰变与核反应方程一、衰变一、衰变 原子核放出原子核放出 粒子或粒子或 粒子粒子转变为转变为新核新核的变化叫做原子核的衰变的变化叫做原子核的衰变 1.1.定义：定义：衰变：衰变：衰变：衰变：自自然然衰衰变变 质子的发现：质子的发现：中子的发现：中子的发现：人人工工转转变变查德威克查德威克卢瑟福卢瑟福原子核发生衰变时，衰变前后的原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数电荷数和质量数都守恒都守恒 衰变：衰变：衰变：衰变：说明：说明：1.1.中间用单箭头，不用等号中间用单箭头，不用等号；2.2.是质量数守恒，不是质量守恒是质量数守恒，不是质量守恒;3.3.方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。3 3规律：规律：衰衰变变方方程程4.4.本本质：衰衰变：原子核内少两个原子核内少两个质子和两个中子子和两个中子 衰衰变：原子核内的一个中子原子核内的一个中子变成成质子子，同同时放出一个放出一个电子子 射射线的的产生生：射射线经常常是是伴伴随随着着射射线和和射射线产生的，没有生的，没有衰衰变。元素的放射性与元素的放射性与元素存在的状态无关元素存在的状态无关，放射性表明原子核是有内部结构的。放射性表明原子核是有内部结构的。说明：说明：二、半衰期二、半衰期(T)T)1.1.意义：意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量表示放射性元素衰变快慢的物理量 2.2.定定义义：放放射射性性元元素素的的原原子子核核有有半半数数发发生衰变生衰变所需的时间所需的时间不同的放射性元素其半衰期不同不同的放射性元素其半衰期不同3.3.公式：公式：注意：注意：(1)(1)半衰期的长短是由原子核内部本身的半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的，因素决定的，与原子所处的物理、化学与原子所处的物理、化学状态无关状态无关(2)(2)半半衰衰期期是是一一个个统统计计规规律律，只只对对大大量量的的原原子子核核才才适适用用，对对少少数数原原子子核核是是不不适适用的用的考古学家确定古木年代的方法是用考古学家确定古木年代的方法是用放射性同位素作为放射性同位素作为“时钟时钟”，来测量漫，来测量漫长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法长的时间，这叫做放射性同位素鉴年法练练习习1 1、关关于于、三三种种射射线线，下下列列说说法中正确的是（法中正确的是（）A A、射射线线是是原原子子核核自自发发射射出出的的氦氦核核，它它的的电电离作用最弱离作用最弱B B、射射线线是是原原子子核核外外电电子子电电离离形形成成的的电电子子流流，它具有中等的贯穿能力它具有中等的贯穿能力C C、射射线线一一般般伴伴随随着着或或射射线线产产生生，它它的的贯穿能力最强贯穿能力最强D D、射线是电磁波，它的电离作用最强射线是电磁波，它的电离作用最强C C练练习习2 2：如如图图所所示示，P P为为放放在在匀匀强强电电场场中的天然放射源，其放出的射线在电中的天然放射源，其放出的射线在电场场的的作作用用下下分分成成a a、b b、c c三三束束，以以下下判断正确的是（判断正确的是（）BCBCA A、a a为为射线，射线，b b为为射线射线B B、a a为为射线，射线，b b为为射线射线C C、b b为为射线，射线，c c为为射线射线D D、b b为为射线，射线，c c为为射线射线-+c cb ba aP P练习练习3 3：由原子核的衰变规律可知：由原子核的衰变规律可知()()C CA A放放射射性性元元素素一一次次衰衰变变可可同同时时产产生生射射线线和和射线射线B B放放射射性性元元素素发发生生衰衰变变时时，新新核核的的化化学学性性质不变质不变C C放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D D放放射射性性元元素素发发生生正正电电子子衰衰变变时时，新新核核质质量量数不变，核电荷数增加数不变，核电荷数增加1 1练习练习4 4：某原子核：某原子核A A的衰变过程为的衰变过程为A A B B C,C,下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A A、核核A A的质量数减核的质量数减核C C的质量数等于的质量数等于5;5;B B、核核A A的中子数减核的中子数减核C C的中子数等于的中子数等于2;2;C C、核核A A的中性原子中的电子数比原子核的中性原子中的电子数比原子核B B的的中性原子中的电子数多中性原子中的电子数多1;1;D D、核核A A的质子数比核的质子数比核C C的质子数多的质子数多1 1。D D思思考考：(铀铀)要要经经过过几几次次衰衰变变和和衰衰变变，才才能能变变为为 (铅铅)？它它的的中中子子数减少了多少？数减少了多少？8 8次次 衰变，衰变，6 6次次 衰变，衰变，中子数减少中子数减少 22 22个个.例例2 2：一一块块氡氡222222放放在在天天平平的的左左盘盘时时，需在天平的右盘加需在天平的右盘加444444g g砝码，天平砝码，天平才才能能处处于于平平衡衡，氡氡222222发发生生衰衰变变，经经过过一一个个半半衰衰期期以以后后，欲欲使使天天平平再再次次平平衡衡，应应从从右右盘盘中中取取出出的的砝砝码码为为（）A A222g B222g B8g8gC C2g D2g D4g4gD D练习：在垂直于纸面的匀强磁场中，有一练习：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。带电粒子和反冲核的运动轨迹如图所示。由图可以判定（由图可以判定（）A A、该核发生的是该核发生的是衰变衰变B B、该核发生的是该核发生的是衰变衰变C C、磁场方向一定垂直于磁场方向一定垂直于纸面向里纸面向里D D、不能判定磁场方向向不能判定磁场方向向里还是向外里还是向外abBD 练习：静止在匀强磁场中的某放射性元素练习：静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个的原子核，当它放出一个粒子后，其速粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得度方向与磁场方向垂直，测得粒子和反粒子和反冲核轨道半径之比为冲核轨道半径之比为4444：1 1，如图所示：，如图所示：则（则（）A A、粒子与反冲粒子的动粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反量大小相等，方向相反B B、原来放射性元素的原子核原来放射性元素的原子核电荷数为电荷数为9090C C、反冲核的核电荷数为反冲核的核电荷数为8888D D、粒子与反冲核的速度之粒子与反冲核的速度之比为比为1 1：8888R1R2ABC静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后静止在匀强磁场中的放射性元素发生衰变后1 1、放出的粒子与反冲核的动量大小相等，、放出的粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反方向相反2 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外切圆 粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆粒子与反冲粒子的运动轨迹是内切圆小结：小结：