天然放射現(xiàn)象
天然放射現(xiàn)象是指放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象。天然放射現(xiàn)象是1896年法國(guó)物理學(xué)家貝克勒耳發(fā)現(xiàn)的,該研究使人們認(rèn)識(shí)到原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。下面是小編搜索到的相關(guān)內(nèi)容,歡迎查看。
一、教學(xué)目標(biāo):
1.在物理知識(shí)方面的要求.
。1)理解什么是“天然放射現(xiàn)象”,掌握天然放射線的性質(zhì);
。2)掌握原子核衰變規(guī)律,理解半衰期概念;
。3)結(jié)合天然放射線的探測(cè)問題,提高學(xué)生綜合運(yùn)用物理知識(shí)的能力.
2.在復(fù)習(xí)過程中,適當(dāng)介紹天然放射性的發(fā)現(xiàn)過程,以及有關(guān)科學(xué)家的事績(jī),對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)道德與唯物史觀的教育.
二、重點(diǎn)、難點(diǎn)分析:
1.重點(diǎn).
。1)衰變規(guī)律;
。2)用電場(chǎng)和磁場(chǎng)探測(cè)天然射線的基本方法.
2.難點(diǎn):用力學(xué)和電學(xué)知識(shí)如何分析天然射線的性質(zhì).
三、主要教學(xué)過程:
。ㄒ唬┮胄抡n
回顧法國(guó)物理學(xué)家貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的經(jīng)歷,以及貝可勒爾為了試驗(yàn)放射線的性質(zhì),用試管裝入含鈾礦物插在上衣口袋中被射線灼傷、早期核物理學(xué)家多死于白血。ǚ派洳。┑墓适.
。ǘ┙虒W(xué)過程設(shè)計(jì)
天然放射性.
1.天然放射現(xiàn)象:某種物質(zhì)自發(fā)地放射出看不見的射線的現(xiàn)象.
2.原子核的.衰變:某種元素原子核自發(fā)地放出射線粒子后,轉(zhuǎn)變成新的元素原子核的現(xiàn)象.
3.天然放射線的性質(zhì).(見下頁(yè)表)
說明電離本領(lǐng)和貫穿本領(lǐng)之間的關(guān)系:α粒子是氦原子核,所以有很強(qiáng)的奪取其它原子的核外電子的能力,但以損失動(dòng)能為代價(jià)換得原子電離,所以電離能力最強(qiáng)的α粒子,貫穿本領(lǐng)最弱;而γ光子不帶電,只有激發(fā)核外電子躍遷時(shí)才會(huì)將原子電離,所以電離能力最弱而貫穿本領(lǐng)最強(qiáng).
4.衰變規(guī)律.
(1)遵從規(guī)律:
質(zhì)量數(shù)守恒(說明與“質(zhì)量守恒定律”之區(qū)別);
電荷數(shù)守恒;
動(dòng)量守恒;
能量守恒.
說明:γ衰變是原子核受激發(fā)產(chǎn)生的,一般是伴隨α衰變或β衰變進(jìn)行的,即衰變模式是:α+γ,β+γ,沒有α+β+γ這種模式!
。3)半衰期:放射性原子核衰變掉一半所用時(shí)間.
說明:某種原子核的半衰期與物理環(huán)境和化學(xué)環(huán)境無關(guān),是核素自身性質(zhì)的反映.
【例1】平衡下列衰變方程:
分析:因?yàn)棣了プ兏淖冊(cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)而β衰變不能,所以應(yīng)先從判斷α衰變次數(shù)入手:
每經(jīng)過1次α衰變,原子核失去2個(gè)基本電荷,那么,釷核經(jīng)過6次α衰變后剩余的電荷數(shù)與鉛核實(shí)際的電荷數(shù)之差,決定了β衰變次數(shù):
答案:6,4.
(1)α粒子與氡核的動(dòng)能之比;
(2)若α粒子與氡核的運(yùn)動(dòng)方向與勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感線垂直,畫出軌跡示意圖,并計(jì)算軌道半徑之比.
解:(1)衰變時(shí)動(dòng)量守恒:0=mαvα+mrnvrn,
。2)若它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)中,運(yùn)動(dòng)方向與磁感線垂直,軌道半徑但衰變時(shí)射出的α粒子與反沖核(rn)都帶正電荷,且動(dòng)量大小相等,則它們?cè)趧驈?qiáng)磁場(chǎng)做圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡是一對(duì)外切圓,軌道半徑和粒子電量成反比:
【例4】一束天然放射線沿垂直電場(chǎng)線的方向從中間進(jìn)入到兩塊平行帶電金屬板m、n之間的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,試問:
。1)射線ⅰ、ⅱ、ⅲ各是哪種射線?
。2)m、n各帶何種電荷?
提示:參考天然放射線的性質(zhì).
解:γ射線不帶電,所以是ⅱ(直線).
設(shè)帶電粒子打到金屬板上的位置為x,偏轉(zhuǎn)的距離都是d/2,根據(jù)公式
qα=2e,qβ=e,代入上式,得比值
所以ⅰ為α射線,ⅲ為β射線,m帶負(fù)電.
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