2019-2020年高中物理 19.4《天然放射現(xiàn)象》教案 新人教版選修3-5高二.doc

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2019-2020年高中物理 19.4《天然放射現(xiàn)象》教案 新人教版選修3-5高二 一、教學(xué)目標(biāo) 1．在物理知識方面的要求． (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問題，提高學(xué)生綜合運(yùn)用物理知識的能力． 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，對學(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)用電場和磁場探測天然射線的基本方法． 2．難點(diǎn)：用力學(xué)和電學(xué)知識如何分析天然射線的性質(zhì)． 三、主要教學(xué)過程 (一)引入新課 回顧法國物理學(xué)家貝克勒耳發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的經(jīng)歷，以及貝克勒耳為了試驗(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)家多死于白血病(放射病)的故事． (二)教學(xué)過程設(shè)計 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，但以損失動能為代價換得原子電離，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)核外電子躍遷時才會將原子電離，所以電離能力最弱而貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)． 名稱 構(gòu)成 電量(e) 質(zhì)量(u) 射出速度 電離能力 貫穿本領(lǐng) α 氦核 +2 4 0.1c 最強(qiáng) 最弱 β 電子 -1 0.9c 較強(qiáng) 較強(qiáng) γ 光子 0 0 c 最弱 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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． 中放出的能量都轉(zhuǎn)化為α粒子和氧核的動能． (1)α粒子與氡核的動能之比； (2)若α粒子與氡核的運(yùn)動方向與勻強(qiáng)磁場的磁感線垂直，畫出軌跡示意圖，并計算軌道半徑之比． 解：(1)衰變時動量守恒： 0=mαvα+MRnVRn， (2)若它們在勻強(qiáng)磁場中，運(yùn)動方向與磁感線垂直，軌道半徑 但衰變時射出的α粒子與反沖核(Rn)都帶正電荷，且動量大小相等，則它們在勻強(qiáng)磁場做圓周運(yùn)動的軌跡是一對外切圓(圖1)，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力線的方向從中間進(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 代入上式，得比值 所以Ⅰ為α射線，Ⅲ為β射線，M帶負(fù)電．