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物理鲁科版选择性必修第三册教案第5章原子核与核能第2节原子核衰变及半衰期【教学目标】1、知道衰变的概念及规律。
2、知道三种射线的特征，以及如何利用磁场区分它们。
3、知道原子核的组成，会正确书写原子核符号，知道核子和同位素的概念。
【教学重难点】1、天然放射现象及其规律，原子核的组成。
2、知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。
【教学过程】一、原子核的衰变研究表明，原子序数大于83的所有元素都能自发的放出射线，而变成另一种元素的原子核，这种现象叫衰变。
1．概念：原子核由于放射出某种粒子而转变为新核的变化，叫做原子核的衰变。
在衰变中电荷数和质量数都守恒。
2．α衰变和β衰变原子核放出α粒子的衰变叫作α衰变；原子核放出β粒子的衰变叫作β衰变。
γ射线是伴随着α衰变或β衰变而产生的能量很高的电磁波。
3．核衰变方程某种放射性元素的原子核衰变时，放出的是α射线还是β射线，要通过实验观察来确定，而衰变过程可用核反应方程表示出来。
如，铀238核放出一个α粒子后，变成新核钍234核，这种衰变叫α衰变，这个过程可用下面的核反应方程表示出来：又如：钍234核具有放射性，它放射出一个β粒子，变成新核鏷234，这种衰变叫β衰变。
这个过程可用下面的核反应方程表示出来：说明：1、写核反应方程的基本原则：以事实为依据；质量数守恒、电荷数守恒。
2、α衰变方程和β衰变方程书写通式：3、β衰变发射出来的电子，是原子核内的中子转化为一个质子和一个电子后，把产生的电子发射出来，这就是β衰变。
二、衰变的快慢--半衰期（一）放射性元素衰变有一个重要规律：即，放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间对某种元素的原子核来说是一定的，这个时间叫半衰期。
1．概念：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，叫半衰期。
如，氡222经过α衰变变为钋218，如果隔一段时间测量一次剩余氡的数量就会发现，大约每经过3.8天，就有一半的氡发生了衰变。
2．公式其中N0为放射性元素原子核样品总数目，N为经时间t剩余的放射性元素的原子核数目，τ为该放射性元素的半衰期。
高考物理半衰期知识点一、什么是半衰期？半衰期是放射性物质衰变过程中的一个重要概念。
当放射性物质发生衰变时，其原子核数量会逐渐减少，而且减少的速度是有规律的。
半衰期就是指在特定条件下，放射性物质衰变过程中，其原子核数量减少一半所需要的时间。
通常用符号T表示。
二、半衰期的计算半衰期的计算可以通过以下公式得出：N = N0 * (1/2)^(t/T)其中，N为现存的原子核数量，N0为起始的原子核数量，t为经过的时间，T为半衰期。
三、物质的半衰期1. 锕（actinium）的半衰期为22年。
2. 钚（plutonium）的半衰期为24,100年。
3. 铀（uranium）的半衰期为4.5亿年。
4. 钋（polonium）的半衰期为138天。
5. 镭（radium）的半衰期为1600年。
四、半衰期在医学领域中的应用半衰期在医学领域中起到重要的作用，尤其是在放射治疗和放射性示踪方面。
1. 放射治疗：半衰期较短的放射性物质可以用于治疗肿瘤等疾病。
由于半衰期较短，放射性物质能够迅速衰变，达到放射治疗的效果。
2. 放射性示踪：利用具有适当半衰期的放射性同位素作为示踪剂，可以观察和研究生物体内的代谢过程。
通过追踪放射性示踪剂的衰变过程，可以获取许多有关生物体内部工作的信息。
五、半衰期在环境保护中的意义半衰期对于环境保护也具有一定的意义，尤其是在处理放射性废物和核能利用方面。
1. 处理放射性废物：不同放射性废物的半衰期不同，因此需要根据废物的半衰期来选择合适的处理方法。
例如，对于半衰期较长的放射性废物，需要采取长期储存或深埋的方式来保护环境和人类健康。
2. 核能利用：核能利用过程中的放射性物质也需要考虑其半衰期。
对于半衰期较短的放射性同位素，可以更快速地得到能量，但同时也需要注意处理放射性废物的问题。
六、物理学中的半衰期应用除了在核物理和医学领域，半衰期在物理学研究中也有广泛的应用。
1. 辐射检测：物理学家可以利用物质的半衰期来测量辐射水平。
高考物理备考重点原子与核物理中的放射性衰变与半衰期的计算高考物理备考重点：原子与核物理中的放射性衰变与半衰期的计算高中物理是我国高考必考科目之一，学生们都对此科目有着较高的重视。
而在物理学的范畴中，原子与核物理是一个重要的知识点。
本文将重点探讨原子与核物理中的放射性衰变与半衰期的计算。
一、放射性衰变的基本概念放射性衰变是指放射性物质在一定时间内自然发生的核反应。
通常，原子核会自发地发生衰变并放出粒子或电磁波。
放射性衰变可以分为α衰变、β衰变和γ衰变。
- α衰变：原子核放出α粒子，具有两个质子和两个中子，其质量数减少4，原子序数减少2。
- β衰变：原子核放出β粒子，分为β+衰变和β-衰变。
在β+衰变中，质子数减1，中子数不变，同时释放出正电子和中微子。
在β-衰变中，质子数不变，中子数增加1，同时释放出电子和反电子中微子。
- γ衰变：原子核由激发态跃迁至基态并释放γ射线。
以上是放射性衰变的基本概念，了解这些可以帮助我们更好地理解放射性衰变与半衰期的计算方法。
二、放射性衰变速率与半衰期的关系放射性衰变速率是指每秒单位体积内发生衰变的核数，通常用符号λ表示。
而半衰期是指放射性物质的活度减到初始活度的一半所需要的时间间隔，通常用符号T表示。
放射性衰变速率与半衰期之间有着密切的关系。
根据定义，衰变速率等于单位时间内的衰变次数除以单位时间。
在单位时间内，衰变次数与初始核数、衰变常数λ和单位时间的乘积成正比。
即：R = λN其中，R表示衰变速率，λ表示衰变常数，N表示初始核数。
根据指数函数的性质，可以得到放射性衰变的定解方程如下：- dN/dt = -λN解这个微分方程可以得到衰变核数关于时间的函数：- N(t) = N0 * e^(-λt)其中，N(t)表示时间t时刻的剩余核数，N0表示初始核数，e为自然对数的底。
根据定义，t为半衰期T时，剩余核数为初始核数的一半。
即：- N0 * e^(-λT) = N0 / 2化简得：- e^(-λT) = 1/2对上式两边取自然对数，可得：- -λT = ln(1/2)由此可以得到半衰期T与衰变常数λ的关系式：- T = ln(2)/λ这个关系式使我们能够通过已知的衰变常数计算出放射性物质的半衰期。
高中物理核物理题的半衰期计算思路核物理是高中物理中的重要内容之一，而核物理中的半衰期计算是一个常见的考点。
在这篇文章中，我将为你详细介绍核物理题的半衰期计算思路，并通过具体题目的举例来说明相关的考点和解题技巧。
一、半衰期的定义和计算公式半衰期是指放射性物质中，一半原子核衰变所需的时间。
在核物理中，半衰期的计算公式为：N = N0 * (1/2)^(t/T)其中，N表示现在的放射性物质原子核数目，N0表示初始的放射性物质原子核数目，t表示经过的时间，T表示半衰期。
二、题目举例及解析1. 铀-238的半衰期为4.5亿年，如果现在有100克铀-238，经过多少年后，只剩下25克？解析：根据题目中给出的信息，我们可以得知初始的原子核数目N0为100克铀-238的原子核数目，N为25克铀-238的原子核数目。
代入计算公式可以得到：25 = 100 * (1/2)^(t/4.5亿)化简得到：(1/2)^(t/4.5亿) = 1/4两边取对数可以得到：t/4.5亿 = log(1/4) / log(1/2)化简得到：t ≈ 2.81亿年2. 锶-90的半衰期为28年，如果现在有200克锶-90，经过多少年后，只剩下50克？解析：同样地，根据题目中给出的信息，我们可以得知初始的原子核数目N0为200克锶-90的原子核数目，N为50克锶-90的原子核数目。
代入计算公式可以得到：50 = 200 * (1/2)^(t/28)化简得到：(1/2)^(t/28) = 1/4两边取对数可以得到：t/28 = log(1/4) / log(1/2)化简得到：t ≈ 56年三、考点分析和解题技巧1. 理解半衰期的概念：半衰期是指放射性物质中，一半原子核衰变所需的时间。
在解题时，要明确半衰期的定义，将其应用到具体题目中。
2. 确定已知和未知量：在解题前，要明确已知量和未知量，将其代入计算公式中。
已知量通常包括初始的原子核数目N0、半衰期T和现在的原子核数目N，未知量通常为经过的时间t。
【高中物理】高考物理复习：原子核的衰变【摘要】为大家整理了高考物理复习，便于大家查阅复习。
希望大家喜欢，也希望大家在学习愉快。
3.自然衰变中原子核的变化规律在核的天然衰变中，核变化的最基本的规律是质量数守恒和电荷数守恒。
① α衰变：随着α衰变，新原子核在周期表中的位置向前移动2位，即②β衰变:随着β衰变，新核在元素周期表中位置向后移1位，即③ γ衰变：对于γ，衰变和变化的不是原子核的类型，而是原子核的能量状态。
但总的来说，γ衰变总是伴随着α衰变或β衰变。
4.放射性元素放射的射线有三种:α射线、γ射线、β射线，这三种射线可以用磁场和电场加以区别，如图1所示。
图15.半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间称为半衰期。
不同的放射性元素的半衰期是不同的，但对于确定的放射性元素，其半衰期是确定的。
它由原子核的内部因素所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关。
二、实例分析[[例1]]关于天然放射现象，以下叙述正确的是()a、如果放射性物质的温度升高，它的半衰期就会降低b.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的c、在α、β、γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强d.铀核(23892U）衰变为铅芯（20682pb)的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变[[分析]]半衰期由放射性元素原子核的内部因素决定，与元素的化学状态、温度、压力等因素无关；β衰变释放的电子是当原子核中的中子转化为质子时产生的。
1.0n11h+0-1e，b对;根据三种射线的物理性质，c对;23892U有92个质子和146206个中子82pb的质子数为82，中子数为124，因而铅核比铀核少10个质子，22个中子。
一次α衰变质量数减少4，故α衰变的次数为x==8次。
再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数y应满足2x-y+82=92，y=2x-10=6次。
故本题正确答案为b、c.[评论]（1）检查这个问题α衰变β衰变规律以及质量数、质子数和中子数之间的关系。
原子核的衰变过程与半衰期原子核的衰变是一种自然现象，它可以发生在各种原子核中，包括放射性同位素。
衰变是原子核内部粒子的重新排列，导致原子核从一个能量状态转变为另一个能量状态的过程。
这个过程是随机的，无法准确预测每个原子核何时会发生衰变。
为了描述衰变的速率，科学家引入了半衰期的概念。
半衰期是指在给定时间内，一半的原子核会发生衰变的时间。
它是一个统计平均值，用来描述原子核衰变的速率。
半衰期的长短取决于原子核的性质，不同的同位素具有不同的半衰期。
有些同位素的半衰期非常短，只有几秒钟或几分钟，而其他同位素的半衰期可以长达数亿年。
原子核的衰变过程涉及到不同类型的衰变方式，包括α衰变、β衰变和γ衰变。
α衰变是指原子核释放出一个α粒子，即两个质子和两个中子组成的粒子。
α衰变会导致原子核的质量数减少4，而原子序数减少2。
这种衰变方式常见于重核素，例如铀系列的同位素。
β衰变是指原子核释放出一个β粒子，即电子或正电子。
β衰变会导致原子核的质量数不变，但原子序数增加1（负β衰变）或减少1（正β衰变）。
这种衰变方式常见于中等质量的同位素，例如碳-14的衰变过程。
γ衰变是指原子核释放出γ射线，这是一种高能电磁辐射。
γ衰变不会改变原子核的质量数和原子序数，但会导致原子核能量状态的变化。
γ射线是一种非常强大的辐射，可以穿透物质，因此在核能研究和医学诊断中具有重要应用。
半衰期的计算可以通过统计方法得出，但它并不是一个确定的值。
每个原子核的衰变过程都是随机的，无法精确预测。
然而，通过大量实验观测和统计分析，科学家可以确定同位素的平均半衰期，并用于实际应用中。
半衰期的应用非常广泛。
在核能研究中，半衰期是评估放射性同位素的稳定性和活性的重要指标。
它可以用来确定放射性同位素的使用寿命和辐射危害程度。
在医学诊断中，半衰期被用来确定放射性示踪剂的有效时间和剂量。
此外，半衰期还在地质学、考古学和环境科学等领域得到广泛应用。
总之，原子核的衰变过程是一种自然现象，涉及到不同类型的衰变方式。
