2019年高考物理二轮复习原子物理专题天然放射现象半衰.ppt

天然放射现象半衰期,2019年高考物理复习,一、原子模型,1.汤姆生模型（枣糕模型）,汤姆生发现了电子，使人们认识到原子有复杂结构。,2.卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）,粒子散射实验是用粒子轰击金箔，结果是绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。,卢瑟福由粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。由粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。,原子核的大小：原子半径数量级为10-10m,原子核大小数量级为10-14m,3.玻尔模型（见原子的能级跃迁）,二、天然放射现象,1、天然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。这些元素称为放射性元素。,天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构,2、射线的种类和性质,射线高速的粒子流，粒子是氦原子核，速度约为光速1/10，贯穿能力最弱，电离能力最强。,射线高速的电子流，粒子是速度接近光速的负电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱。,射线能量很高的电磁波，粒子是波长极短的光子,贯穿能力最强,电离能力最弱。,3.三种射线的来源：,粒子是核内两个质子和两个中子抱成团一起射出。,粒子是原子核内的中子转化成质子时放出的。,射线经常是伴随射线和射线产生的。,4.三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：,如、图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是比的偏转大，不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。,图中肯定打在O点；如果也打在O点，则必打在O点下方；如果也打在O点，则必打在O点下方。,5.三种射线的性质和实质,在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，且常常发生弯曲粒子的电离本领更小，一般看不到它的径迹,6、探测射线的方法,威耳逊云室,气泡室,盖革管的原理是某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来,盖革弥勒计数器,另外，还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器装置,GM计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的GM计数器只能用来计数,而不能区分射线的种类.GM计数器不适合于极快速的计数GM计数器较适合于对、粒子进行计数,三、天然衰变中核的变化规律,1、衰变规律,在核的天然衰变中，衰变方程式遵守的规律是质量数守恒和电荷数守恒。,（1）衰变：随着衰变，新核在元素周期表中位置向前移2位，即质量数-4,电荷数-2,（2）衰变：随着衰变，新核在元素周期表中位置向后移1位，即质量数不变,电荷数+1,（3）衰变：随着衰变，变化的不是核的种类,而是核的能量状态。但一般情况下，衰变总是伴随衰变或衰变进行的。,2、半衰期,（1）定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间。,（2）意义：反映了核衰变过程的统计快慢程度。半衰期短的元素衰变得快，放射性较强,（3）特征：半衰期只与元素本身有关，与所处的物理、化学状态及周围环境、温度等都无关。,N0（大量）个放射性元素的核，经过一个半衰期T,衰变了一半，再经过一个半衰期T，全部衰变完。,事实上，N0（大量）个某种放射性元素的核，经过时间t剩下的这种核的个数为,而对于少量的核（如4个），是无法确定其衰变所需要的时间的。这实质上就是“半衰期反映了核衰变过程的统计快慢程度”的含义。,b.若有4个放射性元素的核,经一个半衰期,将衰变2个。,（4）两种错误认识：,12.C（模块3-5试题）（1）美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用铜和半衰期长达100年的放射性同位素镍63（）两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生一次b衰变变成铜（Cu），同时释放电子给铜片，把镍63和铜片做电池两极则镍63的衰变方程是，铜片是该电池的（选填“正极”或“负极”）,解：镍63的衰变方程为,负极,2据调查每年有280万人直接或者间接死于装修污染，装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一。目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是：()A氡的半衰期为3.8天，若取4个氡核，经过7.6天就只剩下一个氡原子核了B衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子和电子所产生的C射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力也最强D发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4,B,3A1911年卢瑟福依据粒子散射实验中粒子发生了_（选填“大”或“小”）角度散射现象，提出了原子的核式结构模型。若用动能为1MeV的粒子轰击金箔，其速度约为_m/s。（质子和中子的质量均为1.671027kg，1MeV106eV）,大,6.9106,卢瑟福在粒子散射实验中发现了大多数粒子没有大的偏转,少数发生了较大的偏转,卢瑟福抓住了这个现象进行分析，提出了原子的核式结构模型,解析：,4如图甲是、三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线？()A.射线B.射线C.射线D.三种射线都可以,C,33、（6分）物理选修35天然放射性元素经过次衰变和次衰变，最后变成铅的同位素.（填入铅的三种同位素、中的一种）,8,4,12.C（选修模块35）约里奥居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子,这种粒子是.是的同位素,被广泛应用于生物示踪技术.,1mg随时间衰变的关系如图所示，请估算4mg的经多少天的衰变后还剩0.25mg?,正电子,答：t56天（5458天）,解见下页,由核反应过程中电荷数和质量数守恒可写出核反应方程：,可知这种粒子是正电子。由图象可知,的半衰期为14天，,4mg的衰变后还剩0.25mg,经历了4个半衰期，所以为56天。,解析：,15一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天。1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量以及衰变成的过程放出的粒子是（）,A0.25g，a粒子B0.75g，a粒子C0.25g，粒子D0.75g，粒子,【解析】,经过了两个半衰期，1g的氡剩下了0.25g，衰变了0.75g，根据核反应方程的规律，在反应前后的质量数和荷电荷数不变，可得出是a粒子，所以B正确。,B,19、模块35试题（4分）某考古队发现一古生物骸骨.考古专家根据骸骨中的含量推断出了该生物死亡的年代.已知此骸骨中的含量为活着的生物体中的1/4，的半衰期为5730年该生物死亡时距今约年,1.15104,【解析】该核剩下1/4，说明正好经过两个半衰期时间，故该生物死亡时距今约25730年=11460年。,2B放射性元素的原子核在衰变或衰变生成新原子核时，往往会同时伴随着_辐射。已知A、B两种放射性元素的半衰期分别为T1和T2，tT1T2时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比mA:mB_。,解析：,放射性元素的原子核在衰变或衰变生成新原子核时,往往以光子的形式释放能量，即伴随辐射,根据半衰期的定义，经过tT1T2时间后剩下的放射性元素的质量相同，则,