高中物理第四章原子核第二节放射性元素的衰变教学案12页

第二节 放射性元素的衰变
对应学生用书页码P48
1．α射线实际上就是高速运动的α粒子流，速度可达到光速的 1/10，其电离能力强，
穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米。
2．β 射线是高速运动的电子流，它速度很大，可达光速的 90%，它的穿透能力较强，
电离能力较弱。
3．γ射线呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在 10－10 m以下，它的电离作
用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板。
4．原子核放出一个α粒子后，核的质量数减少 4，电荷数减少 2。
5．半衰期越大，说明放射性元素衰变得越慢，放射性元素的半衰期是由核本身的因素
决定的，与原子所处的物理状态或化学状态无关。
对应学生用书页码P48
对三种射线的理解
1.三种射线的比较
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(高频电磁波)
带电荷量 2e －e 0
质量 4mpmp＝×10－27 kg
mp
1 836
静止质量为零
速度 0.1c 0.9c c

在电场或
磁场中
偏转
与α射线反向偏
转
不偏转
贯穿本领 最弱用纸能挡住
较强穿透几毫米
的铝板
最强穿透几厘米的铅板
对空气的
电离作用
很强 较弱 很弱
在空气中
的径迹
粗、短、直 细、较长、曲折 最长
通过胶片 感光 感光 感光
2．三种射线的分离
(1)用匀强电场分离时，带正电的 α 射线沿电场方向偏转，带负电
的β 射线沿电场的反方向偏转，且α射线偏转小，β射线偏转大，而γ
射线不偏转。如图 4－2－1所示。
(2)用匀强磁场分离时，α 射线和 β 射线沿相反的方向做匀速圆周
运动，且在同样的条件下 α 射线的轨道半径大，β 射线的轨道半径小；
γ射线不偏转。如图 4－2－2所示。
图 4－2－2
1．一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源前面时，射线的强度减
为原来的
1
3
，而当用 1 cm厚的铝板放在放射源前面时，射线的强度减小到几乎为零。由此可
知，该放射源所放射出的(  )
A．仅是α射线      B．仅是β射线
C．是α射线和β射线 D．是α射线和γ射线
解析：三种射线中，γ射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板。本题中用 1 cm厚
的铝片即能挡住射线，说明射线中不含 γ 射线，用薄纸便可挡住部分射线，说明射线中含
有贯穿本领较小的α射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有β射线。故选项 C对。
答案：C
原子核的衰变
1.定义
图 4－2－1

一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变。
2．衰变规律
原子核衰变时，电荷数和质量数都守恒。
3．衰变方程
(1)α衰变：原子核放出一个α粒子，衰变方程为：
AZX→A－4Z 2Y＋42He
(2)β衰变：原子核放出一个β粒子，衰变方程为：
AZX→ AZ＋1Y＋ e 0－1
(3)γ射线经常是伴随α衰变或β衰变而产生，往往是由于衰变后的新核向低能级跃
迁时辐射出来的一份能量，原子核释放出一个γ光子不会改变它的质量数和核电荷数。
4．α衰变和β衰变的实质
(1)α衰变：α粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的。在放射性元素
的原子核中，两个质子和两个中子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中
抛射出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象，即
210n＋21H→42He
(2)β衰变：原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的
电子从核内发射出来，这就是β衰变。β衰变是原子核中的一个中子转化成一个电子和一
个质子，即
10n→1H＋ 0－1e
5．衰变方程的书写
(1)衰变过程一般都不是可逆的，所以衰变方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用
等号连接。
(2)衰变的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒杜撰出生成物来写衰
变方程。
(3)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生 α 衰变，有的发生 β 衰变，同
时伴随着γ辐射。这时可连续放出三种射线。
2．原子核发生β衰变时，此β粒子是(  )
A．原子核外的最外层电子
B．原子核外的电子跃迁时放出的光子
C．原子核内存在着的电子
D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子
解析：因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不含电...