放射性元素的衰变 教案
教学设计：
复习：
1.原子核由什么组成？什么是核子？什么是核力？
2.原子核的表示方法什么？质量数、质子数、中子数之间有什么关系？核电荷数、质子数、原子序数、核外电子数之间有什么关系？
引入：
通过上节课的学习我们知道原子核有复杂的结构，原子核能发生变化吗？如果能发生变化，变化的规律有哪些？本节课我们就来学习天然放射现象。 新课教学：
一、天然放射现象 1．天然放射现象
1896年法国物物理学家贝克勒尔，在实验室无意把磷光物质放在包有黑纸的照相底片上 ，后来在使用这包照相底片时，发现照相底片已经感光，这一定是某种穿透能力很强的射线穿透黑纸式照相底片感光——思维敏捷的贝克勒尔抓住这一意外“事件”进一步探讨，发现了放射现象。揭开了探索原子核结构的序幕。
皮埃尔·居里和玛丽·居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深
入研究，发现了放射性极强的新元素：其中一种为了纪念她的祖国——波兰，而命名为钋（Po）；另一种命名为镭（Ra）。
物质发射射线的性质称为放射性；具有放射性的元素称为放射性元素；物质自发地放射出射线的现象，叫做天然放射现象；研究发现，原子序数大于83的所有元素都能自发的放出射线；原子序数小于83的有些元素，也具有放射性。
2．放射线的研究
阅读课文P64、P67，并回答：研究三种射线的方法、三种射线的组成、性质。 小结：
（1）研究三种射线的方法：利用电场和磁场、乳胶照相、威尔逊云室、气泡室、盖革—弥勒计数器等。
（2）三种射线的组成、性质 射线种类 α射线 组成 氦的原子核 速度 约贯穿本领 电离作用 很强 1c 很小，一张薄纸 10就能挡住 β射线 高速电子流 接近c 很大，能穿透几毫米厚的铝板 较弱 γ射线 波长很短的电磁波 c 最大，能穿透几毫米厚的铅板 很小 3．说明
（1）原子放出α射线或β射线后，就变成另一种元素的原子核——发生了核反应，说明原子核还有其内部结构；通常γ射线是伴随着α射线或β射线放出的。α射线或β射线不一定同时放出。
（2）放射性与元素存在的状态无关。
如果一种元素具有放射性，那么不论它是以单质形式存在，还是以某种化合物的形式存在，放射性都不受影响。放射性反映的是元素原子核的特性。
二、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：
23892U?23490Th?42He
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：
23490Th?23491Th?0?1e
小结：
（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：
AZXAZX??A?4Z?2YAZ?1Y??42He 0?1e
思考：原子核内没有电子，在β衰变中射出的电子从何而来呢？
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。
三、半衰期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，这个时间较半衰期。
1
1/2
1/4 1/8
原样品量
经一个半衰期的剩余量 经两个半衰期的剩余量 经三个半衰期的剩余量
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
1N?N0()?2目，τ为该放射性元素的半衰期。
t
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
1M?M0()?
2其中M0为放射性元素原子核样品总质量，M为经时间t剩余的放射性元素原子核的质量，τ为该放射性元素的半衰期。
3．说明
（1）半衰期表示放射性元素衰变的快慢，由核本身的因素决定，与核所处的物理和化学状态无关。
（2）半衰期是对放射性元素的大量的原子核的统计结果，对只有少量原子核或几个原子核不适用。
（3）不同的放射性元素的半衰期不同，甚至差别非常大。
如，氡222衰变为钋218的半衰期是3.8天；镭226衰变为氡222的半衰期是1620年；鈾238衰变为钍234的半衰期长达4.5×10年。
四、放射性的应用和防止
贝可勒尔为了试验放射线的性质，用试管装入含铀的矿物插在上衣口袋中被射线灼伤；居里夫人也因为长期从事放射性物质的寻找和放射线的研究工作，而导致身体虚弱过早的逝世。据说，早期核物理学家多死于白血病（放射病）。
但是，现在放射线在工农业生产、医疗卫生等方面都有重要的应用 。 （一）学生阅读P69，回答下列问题：
1．什么是放射性同位素？为什么生产和科研中采用人造而非天然放射性物质？ 2． α、β、γ三种放射线对物质的作用各自有何突出特点？
3．利用实例分别介绍三种放射线的应用并简要说明应用原理（或依据）。 4． 什么是示踪原子，怎样理解示踪原子的作用？
9
t
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