优质教案：5.1 原子核的组成5.2放射性元素的衰变（解析版）.docx

学而优教有方

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第五章原子核

第一节原子核的组成

第二节放射性元素的衰变

[核心素养·明目标]

核心素养

学习目标

物理观念

知道三种射线的特性，原子核的组成;知道衰变、半衰期及原子核衰变的规律，了解核反应及放射性同位素应用的基本观念和相关实验证据。

科学思维

理解原子核的衰变规律及半衰期的计算方法，掌握核反应方程的写法与放射性同位素的应用，培养分析、推理能力

科学探究

分析天然放射现象和a粒子散射实验培养学生分析能力;对放射性元素衰变的探究，学会观察和思考，提升科学探究的能力。

科学态度

与责任

学会坚持实事求是的科学态度，体验科学家探索科学规律的艰辛和科学研究的价值，激发学习兴趣

[基础知识深层理解提高]

知识点一：天然放射现象

1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线．

2．物质发出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，放射性元素自发地发出射线的现象，叫作天然放射现象．

3原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线．

4.三种射线的性质：

1．α射线：(1)是高速粒子流，其组成与氦原子核相同．(2)速度可达到光速的eq\f(1,10).

(3)电离作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住．

2．β射线：(1)是高速电子流．(2)它的速度更大，可达光速的99%.

(3)电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板．

3．γ射线：(1)是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10m以下．

(2)电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土

知识点二：原子核的组成

1．质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子.

2．中子的发现：卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，查德威克通过实验证实了中子的存在，中子是原子核的组成部分.

3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子.

4．同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子核组成的元素，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素．例如，氢有三种同位素eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H.

知识点三：原子核的衰变半衰期

（一）原子核的衰变

1．定义：原子核自发地放出α粒子或β粒子，而变成另一种原子核的变化。

2．衰变类型

(1)α衰变：原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数减少4，电荷数减少2，eq\o\al(238,92)U的α衰变方程：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He。

(2)β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β衰变时，质量数不变，电荷数加1，eq\o\al(234,90)Th的β衰变方程：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e。

（二）半衰期

1．定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。

2．特点：(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。(2)放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。

3．适用条件：半衰期描述的是统计规律，不适用于少数原子核的衰变。

知识点四：核反应放射性同位素及其应用

（一）核反应

1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程．

2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,?8)O＋eq\o\al(1,1)H.

3．遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．

（二）放射性同位素及其应用

1．放射性同位素：具有放射性的同位素．

2．应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度．(2)放射治疗．(3)培优、保鲜．(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置．

（三）辐射与安全

1．人类一直生活在放射性的环境中．2．过量的射线对人体组织有破坏作用．在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．

[典型例题、易错易混点剖析]

易错易混点1天然放射现象与三种射线

易错易混点辨析:α、β、γ三种射线的比较

种类

α射线

β射线

γ射线

组成

高速氦核流

高速电子流

光子流(高频电