高中物理3_2 原子核衰變及半衰期 課件（魯科版選修3-5）

1、第2節(jié) 原子核衰變及半衰期,1895年9月8日這一天，倫琴正在做陰極射線實(shí)驗(yàn)。倫琴接通陰極射線管的電路時(shí)，他驚奇地發(fā)現(xiàn)在附近一條長(zhǎng)凳上的一個(gè)熒光屏（鍍有一種熒光物質(zhì)氰亞鉑酸鋇）上開(kāi)始發(fā)光，恰好象受一盞燈的感應(yīng)激發(fā)出來(lái)似的。他斷開(kāi)陰極射線管的電流，熒光屏即停止發(fā)光。由于陰極射線管完全被覆蓋，倫琴很快就認(rèn)識(shí)到當(dāng)電流接通時(shí)，一定有某種不可見(jiàn)的輻射線自陰極發(fā)出。由于這種輻射線的神密性質(zhì)，他稱(chēng)之為“X射線1895年12月

2、倫琴寫(xiě)出了他的第一篇X射線的論文,(1901年倫琴獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)),倫琴 （德國(guó)）,國(guó)科學(xué)院舉行了一次重要學(xué)術(shù)討論會(huì)，在倫琴發(fā)明的直接感召下而進(jìn)行研究的科學(xué)家當(dāng)中有一位是安托萬(wàn)·亨利·貝克勒爾。貝克勒爾雖然是有意在做X射線的研究，但是卻偶然發(fā)現(xiàn)了甚至更為重要的放射現(xiàn)象 貝克勒爾選擇氧化鈾作為主攻對(duì)象，他精心設(shè)計(jì)了研究方案，用一張黑紙包好一張感光底片，在底片上放置兩小塊鈾鹽和鉀鹽的混合物。在其中

3、一塊和底片之間放了一枚銀元，然后把這些東西放在陽(yáng)光下放置幾小時(shí)，讓底片略微有些感光，雖不太清晰，但還可以分解銀元的影象?？墒菧惽膳錾线B陰雨，他只好把實(shí)驗(yàn)的東西原封不動(dòng)地鎖進(jìn)抽屜。5天后，天放晴，繼續(xù)中斷的試驗(yàn)。他是個(gè)細(xì)心過(guò)人的人，在試驗(yàn)前他重新檢查一遍實(shí)驗(yàn)品。使他吃驚的是，在沒(méi)有陽(yáng)光的情況下，底片上竟然出現(xiàn)明顯的感光現(xiàn)象。這說(shuō)明鈾本身在發(fā)光！第二天他在科學(xué)院的學(xué)術(shù)報(bào)告上公布這一新發(fā)現(xiàn)。他又用驗(yàn)電器對(duì)這種射線進(jìn)行了定量研

4、究，終于揭示了放射性的奧妙。,貝克勒爾（法國(guó)）,（1903年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng) ）,1898 年，居里夫婦從鈾礦石提煉出兩種前所未發(fā)現(xiàn)的元素，他們將這兩種新元素分別定名 為鈾和鐳。為了親身體驗(yàn)鐳的生理效應(yīng)，他們多次被輻射所傷。 1903 年，居里夫婦與貝克勒爾一起因發(fā)現(xiàn)放射性而獲得諾 貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。1911 年，居里夫人在化學(xué)的研究亦使她獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。  居里夫婦有兩個(gè)女兒

5、。但雙親未能親眼見(jiàn)到女兒伊蓮與其丈夫弗里德里克．約里奧取得的 成就。1935 年，他們因發(fā)現(xiàn)了人工放射性而榮獲諾貝爾獎(jiǎng)。,2、放射線的本質(zhì),從原子核放射出三種射線：α 、β、 γ,α射線：高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核（ ），射出的速率達(dá)0.1C,具有很強(qiáng)的電離作用,但穿透能力很弱.,β射線：高速運(yùn)動(dòng)的電子( )流射出的速率達(dá)0.9C,具有較弱的電離作用,但穿透能力較強(qiáng)

6、.能穿透幾毫米的鋁板.,(3) γ射線：波長(zhǎng)很短的電磁波射出的速率達(dá)C,具有很弱的電離作用,但穿透能力很強(qiáng),能穿透幾厘米的鉛板,3、原子核的衰變,（1）α 衰變：原子核 放出α粒子，變成新的原子核,放射線從原子核釋放出，表明原子核不穩(wěn)定，能自發(fā)放出某些粒子，然后變?yōu)槠渌氐脑雍耍@個(gè)過(guò)程叫原子核的衰變。在衰變過(guò)程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒。,衰變方程,α 衰變規(guī)律：新的原子核比原來(lái)的核質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減小

7、2,（2） β 衰變：原子核衰變放出β粒子的衰變,（3）γ射線：在原子核衰變過(guò)程中產(chǎn)生的新核，有些處于激發(fā)態(tài)，這些不穩(wěn)定的激發(fā)態(tài)會(huì)輻射出光子（ γ射線），所以γ射線都伴隨α 、β衰變過(guò)程中,β 衰變規(guī)律：新的原子核比原來(lái)的核質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1,寫(xiě)出下列核反應(yīng)方程：,4、衰變的快慢,m/g,t/d,10,5,2.5,1.25,0,3.8,7.6,11.4,3.8,3.8,3.8,,,,,,,,(1)半衰期放射線無(wú)素的原子核有

8、半數(shù)發(fā)生衰變需要的時(shí)間叫半衰期,(2)半衰期長(zhǎng)短 由原子核自身因素決定與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)及周?chē)h(huán)境溫度無(wú)關(guān),氡的衰變曲線,氡半衰期為3.8天,鐳半衰期為1.6×103年,鈾半衰期為4.5×109年,5、化石、文物年代鑒定,是,放射線同位素，它的半衰期5730年，,大氣中的CO2在生物的新陳代謝中經(jīng)常被吸收或放出，所以生物體內(nèi) 與 比例和空氣中相同，都是固定不

9、變，但生的死后，新陳代謝停止，由于是 具有天然放射性，會(huì)發(fā)生衰變，生物殘骸中的 比值將不斷減小。因此只要測(cè)量出古代動(dòng)植物殘骸中的 與 比值就可以估計(jì)它們年年齡-------這種方法叫 鑒年法,例如：某古代植物中 的含量是活植物體中 的含量的1/8，則由