4　放射性的应用与防护教案和学案内容

教学设计

§19-2 放射性元素的衰变

【教学目标】

（一）知识与技能

1.知道放射现象的实质是原子核的衰变；

2.知道两种衰变的本性，掌握原子核的衰变规律；

3.理解半衰期的概念. （二）过程与方法

1.能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式；

2.能够利用半衰期来进行简单计算. （三）情感、态度与价值观

对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界. 【教学重点】原子核的衰变规律及半衰期

【教学难点】半衰期描述的对象

【教学方法】教师启发、引导，学生讨论、交流. 【教学用具】多媒体辅助教学设备

【课时安排】1 课时

【教学过程】

（一）复习提问

1.原子核是由哪些粒子组成的？

2.质子是谁发现的？发现质子的人工核反应方程是什么？

3.中子是谁发现的？发现中子的人工核反应方程是什么？

4.天然放射现象是谁最先发现的？放射出的射线分别是什么？有哪些特性？

点评：通过复习掌握学生对上节课知识的学习情况；同时为本节课的学习做知识准备. （二）引入新课

教师：同学们都看过《西游记》，里面有点石成金的传说. 学生讨论非常活跃，如来、孙悟空、各路神仙，魔术，街头骗局等. 点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，激发学生学习未知知识的热情. 教师：刚才同学们讲的都很好.各路神仙、魔术、街头骗局等都是假的.那么有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？

点评：吊起了学生学习新知识的胃口. 教师：有（大声，肯定地回答）

学生惊讶，议论纷纷. 教师：这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变. 点评：及时推出课题. （三）进行新课

一、原子核的衰变

教师：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。

学生豁然开朗：科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。

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点评：及时给出问题的答案，学生会对原子核的衰变这一新知识产生浓厚的兴趣. 教师：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核---钍234核.这种放出α粒子的衰变叫做α衰变.这个过程可以用衰变方程式来表示：

238U234Th4He92902

教师：钍234核放出一个β粒子后，核的质量数不变，核电荷数增加1，变成新核---镤234核.这种放出β粒子的衰变叫做β衰变. 这个过程可以用衰变方程式来表示：

234234090Th91Pa1e

点评：让学生自己归纳总结衰变方程的特点，有不到之处教师再帮助总结. 教师：衰变方程式遵守的规律：

（1）质量数守恒；

（2）核电荷数守恒

α衰变规律：

AXA4Y4HeZZ22

A0β衰变规律：

ZXZA1Y1e

学生再一次理解两个守恒：

（1）质量数守恒

（2）核电荷数守恒

点评：β衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题，但并不象α衰变那样容易理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会增加？哪来的电子？

这里就顺理成章的来解释中子转化的过程。

教师：原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转10化为质子时同时要产生一个电子1nH011e

这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。

可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。

教师：γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。

二、半衰期

教师：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量描述？这种描述的对象是谁？

学生带着问题看书. 点评：培养学生自学能力、阅读能力、提炼有用信息的能力. 教师提供教材上的氡的衰变图的投影：

n m/m0＝(1/2)学生交流阅读体会：

（1）氡每隔3.8天质量就减少一半。

（2）用半衰期来表示。

（3）大量的氡核。

点评：第三个问题：描述的对象是谁？这个问题学生比较难理解，需要教师做引导和类比。培养学生阅读图象的方法和能力。

教师：同学们的回答都很精彩（鼓励）

教师总结：

半衰期表示放射性元素的衰变的快慢

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放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期. 半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律. 学生进一步整理自己的阅读体会并形成自己的知识. 点评：教师做引导和类比可以从统计规律的角度出发. 教师：元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学状态和外部条件无关. 简单介绍：

镭2262的半衰期为1620年

铀238的半衰期为4.5亿年

碳14的半衰期为5730年

学生对原子所处的化学状态和外部条件进行理解. 点评：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均不会改变. 教师给出课堂巩固练习题

例1．α粒子轰击硼10生成氮13和X粒子；氮13具有放射性，放出Y粒子并生成碳13，则X粒子和Y粒子分别是( ) A．质子和中子 B．质子和电子

C．中子和电子 D．中子和正电子

222238例2. 86Rn要经过m次衰变和n次衰变，则m，n分别为( ) 92U衰变为 A.2，4 B.4，2 C.4，6 D.16，6 判断衰变次数的方法技巧：先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后根据衰变规律确定β衰变的次数. 例3.碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有(

) A.

m/4 B．m/8 C. m/16 D．m/32 （四）课堂小结

教师引导学生自己进行总结。

学生总结，讨论。

本堂课研究了放射性元素的衰变，其实质是原子核发生衰变。衰变有二种：α衰变、β衰变。γ辐射伴随α衰变和β衰变而产生。

原子核衰变的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，完全由原子核自身的性质决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关。

（五）作业：

布置学生课后看科学漫步

探究：如何利用放射性元素的衰变来测定古物的年代。

点评：留给学生课后思考和学习的空间。

本堂课探究原子核内部的美妙世界，在教学过程中合理的设置疑问来吊学生的胃口是行之有效的方法。要充分运用建构主义的教育理论来指导本课的教学工作，在此基础上把大部分时间留给学生去思考，去讨论、去实践、去练习，从而培养学生的主体意识和创新能力，它的优势主要在以下三个方面：①主体意识：学生在学习中能够自启入境、自学探究、自研交流、自评完善；②独立意识：学生能够根据自身的特点，选择适合自己的方法，独立的解决问题；③创新意识：学生在继承传统，掌握原有知识的基础上学会迁移，能运用原来的知识体系去开拓新的领域，敢于提出新问题、新思想.

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