3　探测射线的方法优质课教案内容

高三第一轮复习 原子核专题（一）教学设计

【考纲解读】

从上面2019年物理考纲看出，与2018年要求及考点是相同的。原子核这一章的考点难度要求均为Ⅰ级要求，要求并不高，但是这一章的知识点非常的琐碎、乏味、难记，所以我准备通过这一节课，把这一章的原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期这些知识点给复习一下，让学生理解更加深刻和完善学生的知识网络。

【学习目标】

1、知道放射性现象中各历史人物的贡献

2、知道射线的组成成分，射线的特点，射线的检测方法

3、知道衰变的本质和衰变的特点

4、理解原子的半衰期，会计算半衰期的相关题目

5、知道常见反应的分类，会根据特点判断反应的种类

【教学重点】

1、射线的组成成分，射线的特点，射线的检测方法

2、衰变的本质和衰变的特点

3、原子的半衰期，会计算半衰期的相关题目

【教学难点】

1、常见反应分类

2、衰变的本质及半衰期公式的应用

【教学过程】

一、串讲历史人物

伦琴

贝可勒尔

玛丽.居里

皮埃尔.居里

卢瑟福

查德威克

伊丽芙.居里

约里奥.居里

①1919卢瑟福发现质子：1N+2He→8O+1H ②1932年查德威克发现中子：4Be+4He→12C+0n 26③1934年约里奥居里夫妇发现放射性同位素和正电子

13Al+2He →15P+0n 279X射线（伦琴射线）

发现天然放射现象

发现钋、镭

发现质子、预言中子、α粒子散射实验提出核式结构

发现中子

首次获得人工放射性物质

17144114301

00

15P→3014Si+1e (其中，15P是放射性同位素，1e为正电子．) 3030二、天然放射性现象

1．放射性现象：贝克勒尔发现天然放射现象，使人们认识到原子核也有复杂结构，揭开了人类研究原子核结．．．构的序幕．通过对天然放射现象的研究，人们发现原子序数大于83的所有天然存在的元素都有放射性，原子序数小于83的天然存在的元素有些也具有放射性，它们放射出来的射线共有三种：α射线、β射线、γ射线．

2、三种射线的本质和特性比较（挂图展示）

①α射线：是氦核(42He)流，速度约为光速的十分之一，在空气中射程几厘米，贯穿本领小，电离作用强. ②β射线：是高速的电子流，速度约为光速十分之几，穿透本领较大，能穿透几毫米的铝板，电离作用较弱. ③γ射线：是高能光子流，波长极短的电磁波，贯穿本领强，能穿透几厘米铅板，电离作用小. 放射性元素有的原子核放出α射线，有的放出β射线，多余的能量以γ光子的形式射出. 种 类

本 质

质

量（u）

α射线

β射线

γ射线

氦核

电子

光子

4 1/1840 0 电

荷（e）

+2 -1 0 速

度（c）

0.1 0.99 1 电

离

贯

穿

性

性

最强

较强

最弱

最弱，纸能挡住

较强，穿几mm铝板

最强，穿几cm铅版

三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：

⑴

⑵

⑶

（2）通过电离能力及其它装置探测

注：①补充射线在云室和气泡室的径迹表现和如何通过径迹判断出射线为哪一类射线。简单介绍盖革米勒计数器。

②补充α和β射线在电场和磁场中的轨迹特点，以及如何判断。

α

γ

β

β

γ

α

O

3、原子核的组成和衰变（实物投影）

（1）原子核的组成：质子和中子组成原子核。质子和中子统称为核子。

原子核的质量数等于其核子数，原子核的电荷数等于其质子数，原子核的中子数N等于其质量数A与电荷数Z之差，即N=A—Z。

（2）原子核的衰变定义：放射性元素的原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变. 衰变规律：电荷数和质量数都守恒，动量守恒，能量守恒，质量有亏损。

AA44①α衰变的一般方程：ZX→Z2Y＋2He·每发生一次α衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数减小2，质量数减少4．

α衰变的实质：是某元素的原子核同时放出由两个质子和两个中子组成的粒子(即氦核)．(核内11421H20n2He) AA0②β衰变的一般方程：ZX→Z1Y＋1e．每发生一次β衰变，新元素与原元素相比较，核电荷数增加1，质量数不变．

10H1e)， +β衰变：β衰变的实质：是元素的原子核内的一个中子变成质子时放射出一个电子．(核内01n13015300P14Si1e

③γ射线是伴随α衰变或β衰变同时产生的、γ射线不改变原子核的电行数和质量数．

γ射线实质:是放射性原子核在发生α衰变或β衰变时,产生的某些新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子．

④确定衰变次数的方法：设放射性元素ZX经过n次α衰变m次β衰变后，变成稳定的新元素ZY，则表示核反应的方程为：ZX→ZY+n2He +m1e. 由此可见确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组. 根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程

4、半衰期（挂图）

定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，叫这种元素的半衰期.（对大量原子核的统计规律）

用希腊字母τ表示公式：N余N原(1)i/，m余m原(1)t/

22AA40AAAZAAA4n，4

两式联立得： AAZ2nmmZZ2n(1)半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定的,跟原子所处的物理状态(如压强、温度等)或化学状态(如单质或化合物)无关. (2)半衰期只对大量原子核衰变才有意义，因为放射性元素的衰变规律是统计规律，对少数原子核衰变不再起作用.

三．四种核反应类型(衰变,人工核转变,重核裂变,轻核骤变)（实物投影）

类型

衰变

α衰变

β衰变

可控性

自发

自发

核反应方程典例

2384→234 92U― 90Th＋2He

2340→234 90Th― 91Pa＋－1e 144→

178O＋1 7N＋2He―1H(卢瑟福发现质子) 人工转变

人工控制

49121→ 6C＋0n(查德威克发现中子) 2He＋4Be―2741→30约里奥—居里夫妇发现放射性13Al＋2He―15P＋0n 300同位素及正电子

→3015P―14Si＋1e

2351144891→ 56Ba＋36Kr＋30n 92U＋0n―2351136901→54Xe＋38Sr＋100n 92U＋0n―234→2He＋11H＋1H―0n

重核裂变

轻核聚变

判断流程图：

比较容易进行人工控制

除氢弹外无法控制

生成物有

2He

44α衰变

238→23492U―

90Th＋2He

是否左边只有一个核（无“+”号）

是

衰变

（有半衰期）

生成物有

－0β衰变

234→

234

90Th―91Pa＋－1e

3030β衰变

15P―→14Si＋01e

否

或0

1e

01e

123左边反应物为H

H 111H

1或

0n等Z极小的核

31轻核聚变

2→41H＋1H―2He＋0n

2

2→41H＋1H―2He

444→

122He＋2He＋2He―6C

1891

235→14492U＋0n―

56Ba＋36Kr＋30n 重核裂变

1901

235→13692U＋0n―54Xe＋38Sr＋100n

4人工核反应

14→

178O＋1

7N＋2He―1H

91

4→122He＋4Be―

6C＋0n

27430→15P＋113Al＋2He―0n

原

子

核

①历史人物贡献 ③衰变本质及特点

412384114卢瑟福

14→17→234

7N＋2He―

8O＋1H

α衰变

92U―

90Th＋2He

21H20n2He

912340110查德威克

4→12→

2342He＋4Be―

6C＋0n

β衰变

90Th―91Pa＋－1e

0n1H1e

430300约里奥—居里夫妇

27→15P＋1→30

1

0

13Al＋2He―0n

15P―14Si＋1e

13030

15P―→14Si＋01e

A通式：ZAX→ZY+n42He +m011e

AA4n，

ZZ2nmH0n+1e②射线的组成、特点

④半衰期

22 α射线 β射线 γ射线

N余N原(1)i/ m余m原(1)t/

⑤反应分类（通过实物投影展示）

穿透能力 α<β<γ

对空气电离能力α>β>γ