放射性元素的衰变教案

导读：　放射性元素的衰变教案(共5篇)6放射性元素的衰变教案19．2 放射性元素的衰变★新课标要求（一）知识与技能1、知道放射现象的实质是原子核的衰变2、知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律3、理解半衰期的概念（二）过程与方法1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）（三）情感...

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放射性元素的衰变教案(一)
6放射性元素的衰变教案

19．2 放射性元素的衰变

★新课标要求

（一）知识与技能

1、知道放射现象的实质是原子核的衰变

2、知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律

3、理解半衰期的概念

（二）过程与方法

1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式

2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）

（三）情感、态度与价值观

通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。

★教学重点

原子核的衰变规律及半衰期

★教学难点

半衰期描述的对象

★教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备

★课时安排

1 课时

★教学过程

（一）引入新课

教师：同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。

学生讨论非常活跃，孙悟空，八仙，神仙；魔术，街头骗局。

点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，挑起学生对未知知识的热情。

教师：刚才同学们讲的都很好，但都是假的。孙悟空，八仙，神仙：人物不存在。魔术，街头骗局：就是假的。

学生顿时安静，同时也心存疑惑：当然是假的，难道还有真的不成？

点评：对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要提高警惕小心上当受骗，提高学生自我保护意识。更加吊起了学生学习新知识的胃口，为新课教学的顺利进行奠定了基础。

教师：那有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？

学生愕然。

点评：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。

教师：有（大声，肯定地回答）

学生惊讶，议论纷纷。

点评：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。

通过这样四次吊胃口，新课的成功将是必然。

教师：这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。

点评：及时推出课题。

（二）进行新课

1．原子核的衰变

教师：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。

学生豁然开朗：科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。 点评：及时给出问题的答案，学生并不会索然无味，相反会对原子核的衰变这一新知识产生浓厚的兴趣。

教师：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。

学生定有这样的想法：放出α粒子的衰变叫做α衰变。那放出β粒子的衰变叫做β衰变？

点评：这里一下子会出现了“α衰变”，“衰变方程式”两个新名词，教师要耐心的讲解，学生有插嘴的，如果正确要及时肯定并表扬。

教师：这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U→23490Th+42He（一边说一边写，不要解释，要请学生来分析其中的奥秘）

学生定有这样的想法：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别？

点评：理论基础：建构主义认为学习过程是学生在一定条件下，对客观事物反映的过程。是一个主动建构过程，作为认识对象的知识并不像实物一样可以由教师简单地传递给学生，须由学生自己来建构，并纳入他自己原有的知识结构中，别人是无法替代的。在此要充分利用学生原有的知识基础即：化学反应方程式、离子反应方程式，来帮助学生自己来建构衰变方程式，并把它纳入自己原有的知识结构中去。

学生充分讨论：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别，并由学生自己表述。

点评：可以让学生自己归纳总结，有不到之处教师再帮助总结。

教师：衰变方程式遵守的规律：

（1）质量数守恒

（2）核电荷数守恒

（进一步解释：守恒就是反应前后相等）

α衰变规律：AZX→A-4Z-2Y+42He

学生进一步理解两个守恒：

（1）质量数守恒

（2）核电荷数守恒

教师：钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成23491Pa（镤），那它进行的是β衰变，请同学们写出钍234核的衰变方程式？

学生探究、练习写出钍234核的衰变方程式。

点评：写钍234核的衰变方程式是要求学生可以查阅化学书后面的元素周期表，但不可以看物理教材。在此培养学生查阅质料的能力。学生在此会碰到β粒子的表示，教师要及时直接给出结论：β粒子用0-1e表示。

教师：钍234核的衰变方程式：

234234090Th→91Pa+-1e

衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加1

β衰变规律：AZX→AZ+1Y+0-1e

学生再一次理解两个守恒：

（1）质量数守恒

（2）核电荷数守恒

点评：β衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题，但并不象α衰变那样容易理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会增加？哪来的电子？

这里就顺理成章的来解释中子转化的过程。

教师：原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子

1100n→1H＋-1e

这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。

可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。

学生更进一步理解两个守恒：

（1）质量数守恒

（2）核电荷数守恒

教师：γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。

学生理解γ射线的本质，不能单独发生。

2．半衰期

教师：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量描述？这种描述的对象是谁？

学生带着问题看书。

点评：培养学生自学能力、阅读能力、提炼有用信息的能力。

教师提供教材上的氡的衰变图的投影：

m/m0＝(1/2)n

学生交流阅读体会：

（1）氡每隔3.8天质量就减少一半。

（2）用半衰期来表示。

（3）大量的氡核。

点评：第三个问题：描述的对象是谁？这个问题学生比较难理解，需要教师做引导和类比。培养学生阅读图象的方法和能力。【放射性元素的衰变教案】

教师：同学们的回答都很精彩（鼓励）

教师总结：

半衰期表示放射性元素的衰变的快慢

放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期

半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。

学生进一步整理自己的阅读体会并形成自己的知识。

点评：教师做引导和类比可以从统计规律的角度出发。

例如：数学上的概率问题

（抛硬币）将1万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为5000对5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。

教师：元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学状态和外部条件无关。 简单介绍：

镭226→氡222的半衰期为1620年

铀238→钍234的半衰期为4.5亿年

学生对原子所处的化学状态和外部条件进行理解。

点评：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均不会改变。

教师给出课堂巩固练习题

例1：配平下列衰变方程

234

23492U→90U→2302344 90Th+( 2He )091Pa+( -1e )

例2：钍232（23290Th）经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208（20882Pb）

学生独立分析：因为α衰变改变原子核的质量数而β衰变不能，所以应先从判断α衰变次数入手：

α衰变次数=232 u-208 u=6. 4 u

每经过1次α衰变，原子核失去2个基本电荷，那么，钍核经过6次α衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了β衰变次数：

β衰变次数=(90e-2e6)-82e=4 (-1)e

点评：这些课堂练习都很基本完全可以由学生自己讨论解决。

（三）课堂小结

教师引导学生自己进行总结。

学生总结，讨论。

本堂课研究了放射性元素的衰变，其实质是原子核发生衰变。衰变有二种：α衰变、β衰变。γ辐射伴随α衰变和β衰变而产生。

原子核衰变的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，完全由原子核自身的性质决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关。

（四）作业：

布置学生课后看科学漫步

探究：如何利用放射性元素的衰变来测定古物的年代。

点评：留给学生课后思考和学习的空间。

★教学体会

本堂课探究原子核内部的美妙世界，在教学过程中合理的设置疑问来吊学生的胃口是行之有效的方法。要充分运用建构主义的教育理论来指导本课的教学工作，在此基础上把大部分时间留给学生去思考，去讨论、去实践、去练习，从而培养学生的主体意识和创新能力，它的优势主要在以下三个方面：①主体意识：学生在学习中能够自启入境、自学探究、自研

放射性元素的衰变教案(二)
放射性元素的衰变教学设计——定稿

19.2 放射性元素的衰变——教研课

授课人 谭本松

★新课标要求

（一）知识与技能

1、知道放射现象的实质是原子核的衰变

2、知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律

3、理解半衰期的概念

（二）过程与方法

1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式

2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）

（三）情感、态度与价值观

通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。

★教学重点

原子核的衰变规律及半衰期

★教学难点

半衰期描述的对象

★教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。

★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备

★课时安排

1 课时

★教学过程

（一）复习引入

教师：α、β、γ射线各有什么特性，如何用符号表示？

教师：同学们有没有听说过点石成金的传说吗？

学生讨论非常活跃，孙悟空，八仙，神仙；魔术，街头骗局。

（介绍炼金士的徒劳追求————经过现代方法鉴定，药金只是含锌的黄铜。）

看来，点石成金是不可能实现了，果真是这样？到了20世纪，科学昌盛了，于是，科学家又重新想起，要圆当年炼金家“点石成金”的梦。

问题：给同学们以下信息，作为当代的炼金术士，你有方法实现前人的夙愿么？

①

② 利用高能的γ射线来照射某种金属元素时，这种金属元素的原子核便会失去一个质子，转变成原子序数比它小1的金属元素。 打开元素周期表，观察金原子序数与汞原子序数的关系。

学生讨论，并请部分代表发言。

根据上述设想，日本科学家松本高明进行了一次大型实验，将1.34t汞放在一个特制的容器中，然后用五千万电子伏特的γ射线照射汞，照射时间为70天，最后得到74kg的黄金。

看来，真的可以通过直接改变原子核质子数，来创造新原子！

点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，挑起学生对未知知识的热情。

教师：那么，我们现在就开始一起学习的这种神奇的物理现象——衰变！ 点评：及时推出课题。

（二）进行新课

1．原子核的衰变

教师：观察右侧所示衰变，反应前后：①总质量数有何特点？②总电荷数有何特点？

238

92U

23490Th+He 42

学生讨论，并请代表回答。

①双守恒

②方程2，产生了什么新元素？

③将这种衰变称为α衰变！

学生讨论，并请部分代表发言。

点评：设疑、推理。

教师：（展示α衰变通用方程）AZX→A-4Z-2Y+42He

教师：请请观察以下两个核方程，思考：①未知部分应该是什么？②请写出这种衰变的通用反应式。

234234

90Th91Pa?

2424

11Na钠12Mg镁

?

学生讨论，并请代表回答。

因此，将这种衰变称为β衰变！

教师：（请学生上台书写β衰变的通用表达式）

典型例题

教师：γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。

问题：为什么不称为γ衰变？

学生理解γ射线的本质，不能单独发生。

点评：这些课堂练习都很基本完全可以由学生自己讨论解决。 教师：比较衰变方程和化学方程的不同。

2．半衰期

教师：阅读课本P71，并思考：①什么叫半衰期？③下图中，氡的半衰期是多少？

学生带着问题看书。

点评：培养学生自学能力、阅读能力、提炼有用信息的能力。

教师提供教材上的氡的衰变图的投影：

m/m0＝(1/2)n

学生交流阅读体会：

（1）氡每隔3.8天质量就减少一半。

（2）用半衰期来表示。

（3）大量的氡核。

教师：（引导学生推导半衰期公式）

点评：教师做引导和类比可以从统计规律的角度出发。

例如：数学上的概率问题

半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，具有统计意义。 “发生的概率”“单个微观事件是不可预测的”

⑴抛硬币游戏（5次），理论上讲出现国徽和字的各可能性为50%。

⑵事实并非如此，问题出在哪儿？

（学生明白了：之所以两面出现概率不符，因为上抛次数不够多）统计规律是针对“大量事件”对“个别事件”无意义。

学生对原子所处的化学状态和外部条件进行理解。

教师：播放视频：各种放射性元素的半衰期——铀的半衰期长达45亿年！这也是核灾难最大的危害！镭226→氡222的半衰期为1620年。

铀238→钍234的半衰期为45亿年。

以上事实说明了一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均不会改变。否者铀的放射性也便不会那么让人担忧了！

典型例题+当堂检测

（三）课堂小结

教师引导学生自己进行总结。

学生总结，讨论。

本堂课研究了放射性元素的衰变，其实质是原子核发生衰变。衰变有二种：α衰变、β衰变。γ辐射伴随α衰变和β衰变而产生。

原子核衰变的快慢用半衰期表示，它是放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间，完全由原子核自身的性质决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关。

（四）作业：

布置学生课后看科学漫步

探究：如何利用放射性元素的衰变来测定古物的年代。

点评：留给学生课后思考和学习的空间。

★教学体会

本堂课探究原子核内部的美妙世界，在教学过程中合理的设置疑问来吊学生的胃口是行之有效的方法。要充分运用建构主义的教育理论来指导本课的教学工作，在此基础上把大部分时间留给学生去思考，去讨论、去实践、去练习，从而培养学生的主体意识和创新能力，它的优势主要在以下三个方面：①主体意识：学生在学习中能够自启入境、自学探究、自研交流、自评完善；②独立意识：学生能够根据自身的特点，选择适合自己的方法，独立的解决问题；③创新意识：学生在继承传统，掌握原有知识的基础上学会迁移，能运用原来的知识体系去开拓新的领域，敢于提出新问题、新思想。

放射性元素的衰变教案(三)
物理：新人教版选修3-5 19.2放射性元素的衰变(教案)

第十九章 原子核

新课标要求

1．内容标准

（1）知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。

（2）了解放射性同位素的应用。知道射线的危害和防护。 例1 了解放射性在医学和农业中的应用。

例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。

（3）知道核力的性质。能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。

（4）认识原子核的结合能。知道裂变反应和聚变反应。关注受控聚变反应研究的进展。 （5）知道链式反应的发生条件。了解裂变反应堆的工作原理。了解常用裂变反应堆的类型。知道核电站的工作模式。

（6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。 例3 思考核能开发带来的社会问题。

（7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的基础知识。 例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。 2．活动建议：

（1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。 （2）观看有关核能利用的录像片。 （3）举办有关核能利用的科普讲座。 新课程学习

19．2 放射性元素的衰变

★新课标要求

（一）知识与技能

1、知道放射现象的实质是原子核的衰变

2、知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律 3、理解半衰期的概念 （二）过程与方法

1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式 2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）

（三）情感、态度与价值观

通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。

★教学重点

原子核的衰变规律及半衰期 ★教学难点 半衰期描述的对象 ★教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具：

投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排 1 课时 ★教学过程

（一）引入新课

教师：同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。 学生讨论非常活跃，孙悟空，八仙，神仙；魔术，街头骗局。

点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，挑起学生对未知知识的热情。

教师：刚才同学们讲的都很好，但都是假的。孙悟空，八仙，神仙：人物不存在。魔术，街头骗局：就是假的。

学生顿时安静，同时也心存疑惑：当然是假的，难道还有真的不成？

点评：对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要提高警惕小心上当受骗，提高学生自我保护意识。更加吊起了学生学习新知识的胃口，为新课教学的顺利进行奠定了基础。

教师：那有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？ 学生愕然。

点评：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。 教师：有（大声，肯定地回答） 学生惊讶，议论纷纷。

点评：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。 通过这样四次吊胃口，新课的成功将是必然。 教师：这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。 点评：及时推出课题。 （二）进行新课 1．原子核的衰变

教师：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。

学生豁然开朗：科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。 点评：及时给出问题的答案，学生并不会索然无味，相反会对原子核的衰变这一新知识产生浓厚的兴趣。

教师：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。

学生定有这样的想法：放出α粒子的衰变叫做α衰变。那放出β粒子的衰变叫做β衰变？

点评：这里一下子会出现了“α衰变”，“衰变方程式”两个新名词，教师要耐心的讲解，学生有插嘴的，如果正确要及时肯定并表扬。

教师：这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U→23490Th+42He（一边说一边写，不要解释，要请学生来分析其中的奥秘）

学生定有这样的想法：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别？

点评：理论基础：建构主义认为学习过程是学生在一定条件下，对客观事物反映的过程。是一个主动建构过程，作为认识对象的知识并不像实物一样可以由教师简单地传递给学生，须由学生自己来建构，并纳入他自己原有的知识结构中，别人是无法替代的。在此要充分利用学生原有的知识基础即：化学反应方程式、离子反应方程式，来帮助学生自己来建构衰变方程式，并把它纳入自己原有的知识结构中去。

学生充分讨论：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别，并由学生自己表述。

点评：可以让学生自己归纳总结，有不到之处教师再帮助总结。 教师：衰变方程式遵守的规律： （1）质量数守恒 （2）核电荷数守恒

（进一步解释：守恒就是反应前后相等） α衰变规律：AZX→A-4Z-2Y+42He 学生进一步理解两个守恒： （1）质量数守恒 （2）核电荷数守恒

教师：钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成的是β衰变，请同学们写出钍234核的衰变方程式？

学生探究、练习写出钍234核的衰变方程式。

点评：写钍234核的衰变方程式是要求学生可以查阅化学书后面的元素周期表，但不可以看物理教材。在此培养学生查阅质料的能力。学生在此会碰到β粒子的表示，教师要及时直接给出结论：β粒子用0-1e表示。

教师：钍234核的衰变方程式：

2342340

90Th→91Pa+-1e

234

91Pa（镤），那它进行

衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加1β衰变规律：AZX→AZ+1Y+0-1e

学生再一次理解两个守恒： （1）质量数守恒 （2）核电荷数守恒

点评：β衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题，但并不象α衰变那样容易理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会增加？哪来的电子？

这里就顺理成章的来解释中子转化的过程。

教师：原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子

1100n→1H＋-1e

这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。

可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。 学生更进一步理解两个守恒： （1）质量数守恒 （2）核电荷数守恒

教师：γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。

学生理解γ射线的本质，不能单独发生。 2．半衰期

教师：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量描述？这种描述的对象是谁？

学生带着问题看书。

点评：培养学生自学能力、阅读能力、提炼有用信息的能力。 教师提供教材上的氡的衰变图的投影：

m/m0＝(1/2)n

学生交流阅读体会：

（1）氡每隔3.8天质量就减少一半。 （2）用半衰期来表示。 （3）大量的氡核。

放射性元素的衰变教案(四)
《走进原子核》与《放射性元素的衰变》教案(1课时讲课稿)

第四章 原子核

第一节 走进原子核

一. 回顾引入

大家早上好，我们已经学习完了第三章原子结构，知道原子由核外电子和原子核组成。那么，原子核内部会不会有着复杂的结构呢？这节课开始，我们新的一章——原子核。现在，就让我们一起来走进原子核。

大家还记不记得科学家对原子结构的研究是从什么开始的？阴极射线！科学上伟大的发现往往惊人的相似，对原子核的研究也是从某些射线开始的。

二．放射性的发现

1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物质都能发出看不见的射线，揭开了探索原子核结构的序幕。贝克勒尔这个人要记住，他是第一个发现放射现象的科学家。

放射线虽然看不到，但是我们可以通过一些现象来探知放射线的存在，比如：使气体电离、使照相底片感光、使荧光物质产生荧光。我们把物质放射出射线的性质，叫做放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。

1898年，我们所熟悉的科学学家居里夫人发现了比铀强200万倍的放射性元素镭和钋，并因此获得了1903年的诺贝尔奖。

放射性并不是少数几种元素所特有的，研究发现，原子序数大于83的所有元素都具有放射性，原子序数小于83的元素，有一些也具有放射性。我们把这些能自发地放射出射线的元素叫做天然放射性元素。

放射线是从原子核中发射出来的。原子核为什么会放出射线呢？原子核内部是不是有着复杂的结构呢？

三．原子核的组成

1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现了质子的存在，并且预言了中子的存在；1932年，卢瑟福的学生，查德威克在实验中发现了中子，证实了中子的存在。很快，科学家们达成了共识：原子核是由质子和中子组成的。

接下来请大家阅读课本第69页最后一段课文，并思考这样的问题：

什么是核子？

核子数和质子数、中子数的关系是怎样的？和质量数的关系是怎样的？ 电荷数、原子序数、质子数的关系是怎样的？

原子核用符号如何表示？原子核的这种符号表示方法我们要掌握，在接下来的学习中，我们经常要用到。

由于这部分内容我们在化学中已经学过，所以讲得比较快。接下来我们重点来学习第二节的内容：放射性元素的衰变。

第二节 放射性元素的衰变

一.复习引入

通过刚才的学习，我们对原子核已经有了一个初步的了解，知道原子核是由中子和质子组成的。我们还知道，有些物质具有放射性，会发射出某种射线。那么，这些射线究竟是什么呢？

二.三种射线的实质

大量的实验表明，放射性物质放出的射线常见的有三种：α射线、β射线和γ射线。为了研究这三种射线，我们可以将发射源放在铅盒中，让发出的射线通过电场，在电场的另一侧放一感光片。结果发现在感光片的中间、左边和右边一共有三个位置发生了感光。这说明有一种射线向右发生了偏转，一种射线向左发生了偏转，还有一种射线没有发生偏转。

那么请问大家，向右发生偏转的射线带的是什么性质的电荷呢？

很好，射线向负极板偏转，说明它带的是正电荷，我们把这种射线叫做α射线。经过进一步的研究，科学家们发现α射线是高速运动的α粒子流，α粒子的电荷数是2，质量数是4，实际上就是氦原子核（主板书）。

同样的道理，向左偏转的说明它带有负电荷，我们把它叫做β射线。β射线实际上是高速运动的电子流，带有一个单位的负电荷（主板书）。

而中间的γ射线没有发生偏转，说明它不带电，是电中性的。它实际上是频率很高的电磁波，也就是光子流（主板书）。

结论：α射线：4

2He β射线：01e γ射线：光子

三.三种射线的特性

接下来，我们来讨论一下这三种射线的特性，主要从电离能力和贯穿本领两个方面进行讨论（主板书）。

顺便解释一下什么是电离。物理上的电离和化学中电解质在溶液中的电离不同。电离电离，顾名思义，就是电子脱离。我们知道，稳定状态下电子是处于基态的。将电子从基态激发到脱离原子，叫做电离。简单的说，电离能力就是使电子脱离原子的本领。

接下来请大家用两分钟的时间阅读一下课本71下面那段课文，并思考这样的问题：三种射线电离能力强弱的顺序是怎样的？贯穿本领强弱的顺序又是怎样的？等会让一位同学来回答一下。

我们来分析一下。α粒子具有较大的质量数，高速运动的α粒子流具有很高的动能，很容易夺取其他原子的核外电子，所以有很强的电离能力。但是，它在碰撞时很容易损失能量，所以贯穿本领很小。

而γ光子不带电，质量几乎为0，只有激发核外电子跃迁时才有可能将原子电离，所以电离能力最弱，能量损失最少，贯穿本领最强。

β射线介于两者之间，电离能力较弱，贯穿本领较强。

三种射线的贯穿本领可以用这个图来形象的表示：α射线用一张厚纸就可以挡住，β射线要用一定厚度的铝板才能挡住，而γ射线通常要用铅板才能挡住。

总结一下，我们可以得到（主板书）：在电离能力上，α射线>β射线>γ射线；在贯穿本领上，正好相反的，α射线<β射线<γ射线。

四.分开和鉴别三种射线的方法

请大家再思考这么一个问题：除了利用电场，我们还可以利用什么方法将三种射线分开，并加以鉴别？

（学生：磁场）

对，利用磁场也可以把三种射线分开。那么，像PPT上这个图，中间这一束应该是哪一种射线呢？（学生：γ射线）左边的呢？（学生：α射线）右边的呢？（学生：β射线）

很好，这个大家利用左手定则判断一下就行了，我就不再解释了。

五．云室实验

放射线靠肉眼是看不到的。为了观察放射线的轨迹，人们通常会用到一种装置，叫做云室。下面我们先来看一段视频。（播放播放α粒子云室实验视频）

这些线状物就是α射线的轨迹。放射线进入云室后，穿过室内气体，可使沿途的气体电离，云室内过度饱和的酒精蒸汽会附在这些带有电荷的离子上，从而显示出放射线的轨迹。

我们再来看两张照片。甲图是在云室中拍到的α粒子的轨迹照片，乙图是β粒子的轨迹照片。我们观察一下这两张照片各有什么特点？为什么会有这样的特点？

我们可以看到，α粒子的轨迹粗而直，而β粒子的轨迹细而弯。那么，为什么会这样呢？为什么有的射线轨迹粗而直，有的却细而弯呢？

提示一下：可以从射线电离能力强弱的角度去考虑。……

……

其实这个问题不难理解。α粒子质量较大，在气体中飞行不易改变方向，而且电离能力强，沿途产生的离子多，所以它在云室中的轨迹粗而直。β粒子的质量小，在与气体的碰撞中容易改变方向，而且电离能力较弱，产生的离子少，所以它的轨迹细而弯。而γ射线的电离能力更小，在云室中一般看不到它的轨迹。

六.原子核的衰变

这三种射线都是从原子核里放射出来的。原子核放出α粒子或β粒子后，电荷数会发生改变，核电核数发生改变，原子核也就不再是原来的原子核，而变成了另一种新的原子核。我们把一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，叫做

原子核的衰变（主板书）。

原子核放出α粒子的衰变叫做α衰变，放出β粒子的衰变叫做β衰变（主板书）。

以此类推，我们是不是可以把原子核放出γ射线的过程叫做γ衰变呢？请大家回答我，衰变的定义是什么？衰变是指一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，它有两个要素：一个是经放射过程，一个是要变成另一种元素。放出γ射线的原子核的电荷数有没有发生改变？（学生：没有。）有没有变成另一种元素？（学生：没有。）那么我们还能不能把它叫做γ衰变？（学生：不能。）

但是很遗憾，很多地方习惯上还是有这种说法。尽管这样，我们更应该非常清楚，γ射线的放出，或者说γ衰变，并没有引起原子核的衰变。γ射线的放出是伴随着α衰变或β衰变产生的。发生α衰变或β衰变后产生的新核往往处于高能级，要向低能级跃迁，所以会辐射γ光子。

七.衰变方程

原子核的衰变过程，可以用衰变方程来表示。例如，铀238原子核的α衰变方程为：（PPT）。钍234原子核的β衰变方程为：（PPT）。

观察这两道方程，我们可以发现这样的规律：衰变前的质量数之和等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数之和衰变后的电荷数之和。大量的观察表明，原子核在发生衰变时，电荷数和质量数总是守恒的。

根据这种规律，我们可以写出α衰变方程和β衰变方程的通式（主板书）： α衰变： ZXA

Aβ衰变：Z XZ2Y2HeZ1Y1eA0A44

对于衰变方程，有几点我们需要注意：第一，衰变的进行是不可逆的，是单向的，所以中间用的是单向箭头，而不是等号；第二，是质量数守恒，而不是质量守恒，衰变时要放出能量，根据爱因斯坦的质量方程，会产生质量亏损，质量并不守恒；第三，方程及生成物要以实验为基础，不能随意杜撰，电荷数和质量数守恒只是衰变方程的必要条件，但并不是充分条件，衰变方程的电荷数和质量数一定是守恒的，但是电荷数和质量数守恒并不一定就可以写成衰变方程；第四，衰变是自发进行的，它不需要和其他粒子相互作用，方程的左边只有一项。

讨论：

接下来我们再来讨论一个问题。我们知道，发生α衰变或β衰变时，原子核会发出α粒子或β粒子，这是否代表原子核内有α粒子或β粒子呢？

解释：发生α衰变或β衰变时，原子核发出α粒子或β粒子，但这并不代表原子核内有α粒子或β粒子。我们知道，β粒子是电子流，而原子核是由质子和中子组成的，原子核内不可能有电子存在。那么，原子核为什么会发出α粒子和β粒子呢？原来α粒子是原子核内两个质子和两个中子结合在一起放射出来的，其反应式为：（副板书：201n211H24He）。β粒子是有原子核内的中子转化为

质子时放射出来的，其反应式为：（副板书：01n11H

01e）。可见，放射出的α

粒子和β粒子是由原子核内的质子或中子转化而成的，原子核内并没有α粒子和β粒子。

练习：

确定衰变次数是一种常见的题型。接下来我们来做一道练习。（PPT：练习：放射性元素v0.99c经过α衰变和β衰变成了稳定元素208

82） Pb。

分析：接下来我们来分析一下这两种解法。我们知道，β衰变不会引起质量数的变化，所以质量数的变化全部是由α衰变引起的。我们再看一下这道题目，衰变后的质量数比衰变前减少了232-208=24，而每一次α衰变的质量数减少4，所以应该发生了24/4=6次α衰变。发生了6次α衰变，质子数应该减少2*6=12，但是实际上质子数只减少了90-82=8，这说明还要放出4个负电荷，而每次β衰变放出1个电子，所以还要发生4次β衰变。

还有另外一种方法，可以根据质量数和电荷数的守恒来求解。设发生了x

Th次α衰变和y次β衰变，我们把衰变方程列出来：232

9020882Pbx2Hey1e，40

根据衰变前后质量数质量数和电荷数守恒列方程：232=208+4x； 90=82+2x-y . 联立这两个方程就可以解出α衰变和β衰变的次数。

这就是确定衰变次数的两种常用方法。

八．半衰期

接下来我们进入下一个内容：半衰期（主板书）。放射性元素的衰变有一定的速率。我们把原子核数目因衰变减少到原来一半所经过的时间，叫做半衰期，记作T1/2（主板书），半衰期越大，说明衰变得越慢。每种元素都有特定的半衰期，有的只有几微妙，有的长达几百万年。

（副板书）假设放射性元素衰变前的质量为m0，衰变后剩余的还没有衰变

的放射性元素的质量为m，那么经过一个半衰期后，m应该等于多少呢？经过两个半衰期呢？经过2.5个半衰期呢？经过x个半衰期呢？

那么经过时间t呢？经过时间t，它经过的半衰期个数就应该为：

t

T1/2tT1/2. 于是，我们可以得到这样的衰变规律：（主板书：mm0()21）。其中t是

衰变过程所经历的时间。

衰变规律还可以写成原子数的形式：（主板书：nn0()T）。同样的，其中1/21t

2

n0是衰变后尚未发生衰变的发射性元素的原子n是放射性元素衰变前的原子数，

放射性元素的衰变教案(五)
19.2高三物理放射性元素的衰变教案

19．2 放射性元素的衰变

★新课标要求【放射性元素的衰变教案】

（一）知识与技能

1、知道放射现象的实质是原子核的衰变

2、知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律

3、理解半衰期的概念

（二）过程与方法

1、能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式

2、能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）

（三）情感、态度与价值观

通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育，不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。

体辅助教学设备

★课时安排

1 课时

★教学过程

（一）引入新课

教师：同学们有没有听说过点石成金的传说，或者将一种物质变成另一种物质。

学生讨论非常活跃，孙悟空，八仙，神仙；魔术，街头骗局。

点评：通过这样新颖的课题引入，给学生创设情景，能充分调动学生的积极性，挑起学生对未知知识的热情。

教师：刚才同学们讲的都很好，但都是假的。孙悟空，八仙，神仙：人物不存在。魔术，街头骗局：就是假的。

学生顿时安静，同时也心存疑惑：当然是假的，难道还有真的不成？

点评：对于学生来讲要使其相信科学技术反对迷信，同时也要提高警惕小心上当受骗，提高学生自我保护意识。更加吊起了学生学习新知识的胃口，为新课教学的顺利进行奠定了基础。

教师：那有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？

学生愕然。

点评：进一步吊起了学生学习新知识的胃口。

教师：有（大声，肯定地回答）

学生惊讶，议论纷纷。

点评：再一次吊起了学生学习新知识的胃口。

通过这样四次吊胃口，新课的成功将是必然。

教师：这就是我们今天要学习的放射性元素的衰变。

点评：及时推出课题。

（二）进行新课

1．原子核的衰变

教师：原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。

学生豁然开朗：科学、真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。 点评：及时给出问题的答案，学生并不会索然无味，相反会对原子核的衰变这一新知识产生浓厚的兴趣。

教师：铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。

学生定有这样的想法：放出α粒子的衰变叫做α衰变。那放出β粒子的衰变叫做β衰变？

点评：这里一下子会出现了“α衰变”，“衰变方程式”两个新名词，教师要耐心的讲解，学生有插嘴的，如果正确要及时肯定并表扬。

教师：这个过程可以用衰变方程式来表示：23892U→23490Th+42He（一边说一边写，不要解释，要请学生来分析其中的奥秘）【放射性元素的衰变教案】

学生定有这样的想法：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别？

点评：理论基础：建构主义认为学习过程是学生在一定条件下，对客观事物反映的过程。是一个主动建构过程，作为认识对象的知识并不像实物一样可以由教师简单地传递给学生，须由学生自己来建构，并纳入他自己原有的知识结构中，别人是无法替代的。在此要充分利用学生原有的知识基础即：化学反应方程式、离子反应方程式，来帮助学生自己来建构衰变方程式，并把它纳入自己原有的知识结构中去。

学生充分讨论：衰变方程式和化学反应方程式、离子反应方程式有何联系与区别，并由学生自己表述。

点评：可以让学生自己归纳总结，有不到之处教师再帮助总结。

教师：衰变方程式遵守的规律：

（1）质量数守恒

（2）核电荷数守恒

（进一步解释：守恒就是反应前后相等）

α衰变规律：AZX→A-4Z-2Y+42He

学生进一步理解两个守恒：

（1）质量数守恒

（2）核电荷数守恒

教师：钍234核也具有放射性，它能放出一个β粒子而变成23491Pa（镤），那它进行的是β衰变，请同学们写出钍234核的衰变方程式？

学生探究、练习写出钍234核的衰变方程式。

点评：写钍234核的衰变方程式是要求学生可以查阅化学书后面的元素周期表，但不可以看物理教材。在此培养学生查阅质料的能力。学生在此会碰到β粒子的表示，教师要及时直接给出结论：β粒子用0-1e表示。

教师：钍234核的衰变方程式：

234234090Th→91Pa+-1e

衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加1

β衰变规律：AZX→AZ+1Y+0-1e

学生再一次理解两个守恒：

（1）质量数守恒

（2）核电荷数守恒

点评：β衰变如果按衰变方程式的规律来写的话应该没有问题，但并不象α衰变那样容易理解，因为核电荷数要增加，学生会问为什么会增加？哪来的电子？

这里就顺理成章的来解释中子转化的过程。

教师：原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子

1100n→1H＋-1e

这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。

可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。

学生更进一步理解两个守恒：

（1）质量数守恒

（2）核电荷数守恒

教师：γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。

学生理解γ射线的本质，不能单独发生。

2．半衰期

教师：阅读教材半衰期部分放射性元素的衰变的快慢有什么规律？用什么物理量描述？这种描述的对象是谁？

学生带着问题看书。

点评：培养学生自学能力、阅读能力、提炼有用信息的能力。

教师提供教材上的氡的衰变图的投影：

m/m0＝(1/2)n

学生交流阅读体会：

（1）氡每隔3.8天质量就减少一半。

（2）用半衰期来表示。

（3）大量的氡核。

点评：第三个问题：描述的对象是谁？这个问题学生比较难理解，需要教师做引导和类比。培养学生阅读图象的方法和能力。

教师：同学们的回答都很精彩（鼓励）

教师总结：

半衰期表示放射性元素的衰变的快慢

放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期

半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。

学生进一步整理自己的阅读体会并形成自己的知识。

点评：教师做引导和类比可以从统计规律的角度出发。

例如：数学上的概率问题

（抛硬币）将1万枚硬币抛在地上，那正反两面的个数大概为5000对5000，但就某个硬币来看要么是正面，要么是反面。这个事实告诉我们统计规律的对象仅仅对大量事实适用，对个别不适用。

教师：元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学状态和外部条件无关。 简单介绍：

镭226→氡222的半衰期为1620年

铀238→钍234的半衰期为4.5亿年

学生对原子所处的化学状态和外部条件进行理解。

点评：一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式还是以化合物形式存在，或者加压，增温均不会改变。

教师给出课堂巩固练习题

例1：配平下列衰变方程

234

23492U→90U→2302344 90Th+( 2He )091Pa+( -1e )

例2：钍232（23290Th）经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208（20882Pb）

学生独立分析：因为α衰变改变原子核的质量数而β衰变不能，所以应先从判断α衰变次数入手：

α衰变次数=232 u-208 u=6. 4 u

每经过1次α衰变，原子核失去2个基本电荷，那么，钍核经过6次α衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了β衰变次数：

β衰变次数=

(90e-2e6)-82e=4 (-1)e

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